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2021年11月27日 星期六
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工程机械掀起“绿色革命”

  湖南日报全媒体记者 曹娴

  通讯员 王昕昕

  11月26日,中联重科发布行业首款国产化碳纤维臂架泵车,长达63米的臂架伸向蓝天,姿态刚毅而灵动。当天,中联重科8大系列的16台新能源产品集中亮相,其中多款为全球“首台”。

  在“双碳”目标引领下,湖南工程机械正以科技创新掀起一场“绿色革命”。

  突破碳纤维复合材料-金属混合臂架设计、制造技术,为全球首创

  其实,中联重科并不是第一次将碳纤维材料用在泵车上。2012年,收购了意大利CIFA公司的中联重科推出全球最长101米碳纤维臂架泵车。

  然而,当年的臂架所用碳纤维材料和工艺、技术,是中联重科与意大利子公司融合创新的成果。

  “这次创新研制的63米碳纤维臂架泵车,不仅实现了碳纤维结构的原材料国产化、制造装备国产化,而且成功突破了碳纤维复合材料的设计-计算-制造-试验成套原创技术,为全球首创。”中联重科副总裁兼总工程师付玲自豪地说。

  碳纤维应用于工程机械有多难?

  泵车是工程机械中极为典型的超长柔性多关节臂架类产品。泵车臂架的轴孔位置需承受超过50吨以上的极大集中载荷,而且随着臂架姿态调整,臂架的受力状态复杂多变。碳纤维材料普遍“抗拉不抗压”,用在泵车臂架上,要攻克的难点很多。

  国内泵车臂架主要采用高强钢。中联重科项目组创新设计方法,通过大量实验,建立碳纤维复合材料数据库,以精准的计算,确定采用碳纤维复合材料-金属混合结构。

  有了可行的设计和匹配的工艺,项目组又创新开发了碳纤维复合材料增材式一体成型方法。经过严格的疲劳考核验证,碳纤维复材-高强钢混合结构臂架的寿命达到高强钢臂架的2倍,且具备与钢材相同的加工性能。

  “创新带来的技术突破,打开了碳纤维复合材料应用于工程机械的大门。”中联重科中央研究院技术研究中心副主任刘延斌博士说。这款碳纤维臂架泵车是44吨级的产品,得益于轻量化技术加持,其最大布料高度达63米,是同吨位级别全球最长臂架泵车。

  碳纤维臂架相比高强钢臂架,重量轻35%,整机减重3吨;相比进口碳纤维臂架成本大幅降低,真正实现“用得起”,为工程机械轻量化及减少碳排放提供了变革性方法。

  如同在“骨头里面装神经”,碳纤维复合材料结构中还加入了芯片传感器,实现轻量化与智能化的深度结合,对产品进行整体健康监测,为客户提供预测性服务。

  “中联重科碳纤维材料与工程机械产品有机结合,给工程机械装备带来‘轻’的革命;还将传感元件与复合材料融合,给新材料带来‘智’的飞跃。”中国工程院院士黄伯云高度评价。

  绿色化探索实践走在工程机械行业前列

  中国工程机械行业“十四五”规划明确提出,重点发展高效绿色的高技术工程机械,推动绿色制造智能制造。

  湖南是全国最大的工程机械产业制造基地,工程机械龙头企业多年前就率先开始电动化技术和产品的探索,成为行业引领者。

  11月26日,中联重科出场的新能源产品不少是“大家伙”,但行驶、作业时却比较“安静”。首次亮相的全球首款纯电动泵车、全球首款60米级别的混合动力泵车、全球最大118吨非公路纯电动宽体自卸车等,采用的是纯电动、氢燃料电池、混合动力多类新能源组合,“动静”不大,但动力不小。

  中国工程机械工业协会名誉会长祁俊表示,此次中联重科率先发布系列新能源和新材料技术的新产品,标志其在绿色技术、绿色产品、绿色制造、绿色标准、绿色体系方面的探索实践已经走在行业前列。

  据了解,今年以来,中联重科高空作业机械产品中新能源产品销量在整体销量中占比约60%。

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