推土机行业产品质量状况分析

2015/2/12/14:19来源:国家工程机械质量监督检验中心作者:史文辉

    推土机行业经过几十年的发展,经历了修造、仿造、引进消化等阶段之后,取得了长足的进步,由于对国外的技术仅停留在消化、吸收和提高国产化率的低层次上,没有上升到产品自主研发和技术创新能力的高度,差距缩小了但依然明显。在整机设计方面,模块化设计、液压先导技术采用、电子技术应用等使整机在维修性、操纵性、舒适性等方面得到了很大的改善。但是,由于自主研发能力的不足和质量控制体系的欠缺,造成推土机行业与国外企业依然有较大的差距。

    一、推土机行业存在的问题

    1、自主研发能力薄弱

    1)人才队伍的建设问题

    推土机是在行走中移动土壤和碎石为目的的机械,包含了机械、液压、电子、声学、热力学、土壤力学等多个学科,我们的企业更注重机、电、液人才的引进与培养,而基础性的振动与噪声、热传导、土壤切削理论的研究人员则相对匮乏、基础性研究不足。

    2)核心制造体系问题

    纵观国际知名企业,都有强大的核心制造体系,核心零部件如发动机、传动系统、液压控制元件等都实现了自主研发和生产,并在整个过程中不断改进生产工艺和方法,形成了各自独到的核心制造体系,而国内企业还没有核心制造体系。

    3)核心零部件试验设施问题

    国内推土机通过引进、消化国外技术,仿制国外的机型取得一定的成果,但不可否认的是,各主机制造企业缺乏对核心零部件的试验研究和相互匹配性能的基础试验设施,缺乏基础理论和基础数据的支持,就无从谈起自主研发。

    2、产品一致性差

    国内推土机企业在提高产品质量和产品一致性方面均作了很多的工作,引进了先进的制造设备,制定了很多的法规和体系文件,但在外协件控制和体系运行方面缺乏一支训练有素的团队和一个良好的企业文化。

    3、产品可靠性差

    由于历史的原因,推土机的价格相对较低,企业的利润微薄,再加上近年来市场的无序竞争,使企业生存愈发艰难,甚至不得不降低外协件的价格,这就势必造成外协件产品的质量问题;其次,核心制造技术的缺乏使关键部件之间不能达到最佳匹配,使国产推土机质量远不及国外同类机型。

    推土机是由若干个零部件组成的,整机的可靠性是由每一个零部件的可靠性所决定的;因此,通过一定的技术手段提高整机零部件的预期寿命,是提高整机靠靠性的关键所在。

    二、推土机产品可靠性试验数据统计结果与分析

    1、按故障类别统计

    按故障类别统计结果

故障类别 总故障次数,次 故障次数,次 占总故障次数的比例,%
致命故障 21 0 0
严重故障   0 0
一般故障   17 81.0
轻微故障   4 19.0

    2、按故障模式统计

    按故障模式统计结果

故障模式 故障次数,次 占总故障次数的比例,%
泄露性故障 7 33.3
堵塞性故障 1 4.8
松脱性故障 5 23.8
断裂性故障 4 19.0
损伤性故障 0 0
失调性故障 2 9.5
退化性故障 1 4.8
其他 1 4.8

    3、按故障所属系统统计

    按故障所属系统统计结果

故障所属系统 故障次数,次 占总故障次数的比例,%
动力系统 1 4.8
传动系统 0 0
行走系统 2 9.5
制动系统 1 4.8
电气系统 1 4.8
液压系统 8 38.1
操纵系统 5 23.8
工作装置 2 9.5
其他 1 4.8

    4、按故障原因统计

    按故障原因统计结果

故障所属系统 故障次数,次 占总故障次数的比例,%
设计 2 9.5
工艺 0 0
使用 2 9.5
制造 4 19.0
零部件质量缺陷 13 62.0
其他 0 0

    数据分析,通过对2013年~2014年12台推土机新产品型式试验中发生的21次故障情况统计,结果表明:试验中未发生致命故障和严重故障,一般故障占总故障次数比例为81.0%,轻微故障占总故障次数比例为19.0%。

    按故障模式统计:泄露性故障33.3%、堵塞性故障4.8%、松脱性故障23.8%、断裂性故障19.0%、失调性故障9.5%、退化性故障4.8%、其他故障4.8%。

    按故障所属系统统计:动力系统4.8%、行走系统9.5%、制动系统4.8%、电气系统4.8%、液压系统38.1%、操纵系统23.8%、工作装置9.5%、其他故障4.8%。

    按故障原因统计:设计9.5%、使用9.5%、制造19.0%、零部件质量缺陷62.0%。

    通过对推土机故障情况的统计,可以看出几个方面:

    1液压系统故障占比较大,说明液压件制造质量还有较大的提升空间。

    2零部件质量缺陷占比较大,说明外协件质量控制措施有待改进。

    三、推土机行业未来发展趋势

    1、传动形式的改变

    1.1静液压传动

    静液压推土机具有无极调速、传动平稳、结构紧凑、重量轻、操纵灵活、易于实现智能化与远程控制等优点,代表着今后推土机的发展方向。

    静液压系统,可以使机器实现快速加速和换向以及精确转向控制,提供区别于动力换挡的无级变速,动力转向和原地转向的功能;动力转向改善了整机的机动性,提高了作业效率。

    采用静液压系统,整机减少了变速箱、变矩器(主离合器)、转向离合器等传动部件,从而极大减少了机械功率的损失,而且极易实现与发动机的全功率匹配,以达到节能目的。

    1.2电驱动

    通过柴油发动机驱动一台电动发电机,电流流经特别保护的电缆和接头到达固态逆变器,然后到达推进模块;在推进模块内有两个重型马达(使用交流电),它们通过普通的传动装置将动力传入差速转向系统;来自转向系统的动力通过传动轴传输到机械式的双级减速终传动,以便给履带提供平稳的无级变速的驱动力。

    电力驱动消除了所有机械设计中使用的变矩器、动力换挡变速箱以及相关的传动轴,消除这些零部件显著降低了冷却需求、减少了运动部件数量并减少了所需的液体容积。

    使用电力驱动系统,与相同重量和功率的常规设计的履带式推土机相比,具有更好的燃油经济性、更高的生产效率和更低的生命周期维修成本。

    2、整机模块化

    整机模块化设计是推土机发展的一个重要方向。推土机结构复杂,维修困难,做成模块化,可使每个模块单独拆装,单独试验,而且机器任何损坏的部件都可以立即更换部件,减少维修拆装带来的一系列麻烦。

    3、电子技术应用

    3.1GPS的应用

    在GPS定位和导向的指引下,在施工成形要求、确定和控制机械运动的方向和移动距离以及确定和控制作业装置的动作和运动轨迹时,可以不用人工操作或简化人工操作。

    3.2计算机故障诊断系统

    机载计算机可根据各种传感器的检测信号,结合专家知识库对机器的运行状态进行评估,预测可能发生的故障,在出现故障时发出故障信息并指导驾驶员查找和排除故障。

    3.3信息管理系统

    采用网络通讯技术,在办公室的控制中心实时监控推土机的作业状态,据此向司机提供基于文字提示的精确的机器故障状态和故障诊断信息。

    3.4发动机控制管理系统

    根据传动装置和推土机的工作状态,自动调节发动机输出功率和转速,以满足不同作业工况的需要,提高燃料经济性。