获得奖项:工程机械类(产品组)金奖
作品所属单位:徐州重型机械有限公司
图2-1 XCA1600全地面起重机
作品背景
随着风电战略地位的提升,风电机组安装规模越来越大,亟需更大吨位的起重机去吊装施工,而国内没有超大吨位轮式起重机的应用先例,国外在该领域一直处于垄断的地位,而且价格十分高昂。为了打破国外垄断,解决国内大规模风电机组吊装施工的瓶颈,该产品应运而生。
作品创新点
该产品多项关键技术指标超越国际标杆,行业工况适应性强;打破国外垄断,完全替代进口。
1)创新使用整机协同计算与风电专用臂架技术:可安装140m风电,性能覆盖3.0MW风电,有超强的风电吊装能力。工况覆盖能力、作业效率行业领先。
2)创新使用自折叠式风电专用臂架,可携带所有作业臂架进行风电场内机位间重载转场,全程无需辅助车辆即可完成作业状态与转场状态的转换。
3)全流程人机工效设计,虚拟仿真与实车测试相结合,视野更开阔、操纵更舒适、施工作业更安全。
4)创新采用非线性多柔性体整机优化,L型风电专用臂架技术,与国际标杆产品相比,整机自重降低10%,油耗节约15%~20%。
作品应用效果及取得的效益
该产品作业效率高,1.5h可完成臂架收展,施工效率平均可达1.5天/台;已有19台进入市场,创造经济价值约6亿元;助力国家风电事业,完成500台风电安装,总发电价值达47.25亿元。
图2-2 XCA1600全地面起重机工作场景
获得奖项:工程机械类(产品组)金奖
作品所属单位:中联重科股份有限公司
图2-3 中联重科凌云系列5桥67米泵车
作品背景
中联重科凌云系列5桥67米泵车是为了在5桥底盘的承载能力下最大限度地提升泵车的臂架长度和布料能力,通过一系列轻量化设计理念和技术而开发的一款泵车。该产品是全球5桥钢臂架泵车轻量化标杆产品,集行驶、布料、泵送于一体,各项指标优于同行,最大布料高度66.1m,最高泵送方量180m 3 /h,施工效率领先市场同类产品8%以上。
作品创新点
(1)先进的“超高强钢臂架多目标驱动轻量化技术”
突破了臂架结构薄壁箱型梁结构抗扭能力差、变形大等设计瓶颈,研制出超高强钢镂空臂架,使臂架结构质量更轻、应力分布更合理、使用寿命更长,实现臂架减重8%~10%,同等质量下臂架长度加长3m以上。该技术制造的镂空臂架已通过等效泵送45万m 3 的疲劳试验验证,引领了行业轻量化技术发展方向。
(2)创新使用纤维复材-金属内衬的失效预警输送管
创新使用的“耐磨金属内衬层+(应力分担+防爆)纤维复材层”输送管复合结构,掌握了纤维复材-金属内衬输送管的磨损失效机理,开发了大面积随机磨损状态离散化原位监测技术,实现了混凝土输送管的轻质长寿、安全可靠和失效状态可预警。
(3)低容量节能液压系统
通过基于CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)流体动力学分析仿真,进行油箱结构优化,降低油箱动能扰动和涡旋,“通过液成核”气泡消除技术消除油液气泡,实现液压油箱容积和系统性能的最佳匹配,相比传统液压系统,整车液压油用量减少30%,降低了运营成本,同时延长了液压油使用寿命。
(4)轻量化大排量泵车全工况协同减振技术
提出了基于触发机制的泵车振动无源/有源协同控制策略,通过实时监测泵车的臂架、底架等关键部位的振动状态,触发减振系统的泵送激励控制或/和臂架主动控制,改善了轻量化大排量泵车的泵送激励特性或/和空间动态特性,实现了全工况条件下泵车臂架末端振动控制在200mm以内的目标,显著提高了臂架的操控性。
作品应用效果及取得的效益
该产品通过技术提升、系统优化,综合能耗行业较低。采用“高压泵送技术”搭配闭式液压系统,元件数量减少34%,管路数量减少50%,压力损失降低50%,平均油耗降低4%。采用“低容量节能液压系统”,通过复杂结构液固流场分析技术,整车液压油用量减少30%,液压油寿命延长1倍。
项目2019年6月立项,2019年8月样机下线,经过了4个月的型式试验和臂架、底架疲劳试验,各项指标均达到设计要求,于2020年1月开始批量销售,截至2020年12月,已销售101台,销售额3.5亿元。
图2-4 中联重科凌云系列5桥67米泵车工作场景