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    項目簡介

    礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐，全球三分之二的礦產(chǎn)原料是露天開采。超大型液壓挖掘機是露天礦山的關(guān)鍵采裝設(shè)備，“四輪一帶”作為其主要組成部分，成本占整機成本的15%以上，在整機全生命周期內(nèi)，需更換2-4套，占整機總維修保養(yǎng)成本的20%以上。項目開展前，超大型液壓挖掘機“四輪一帶”關(guān)鍵核心技術(shù)完全被少數(shù)國外企業(yè)壟斷，供貨價格高、周期長，服務(wù)不及時；國內(nèi)對大噸位液壓挖掘機“四輪一帶”自主研制尚屬空白。因此自主研制超大型液壓挖掘機“四輪一帶”成為推進國內(nèi)礦業(yè)機械產(chǎn)業(yè)化進程的迫切需求。

    通過借鑒吸收國外先進產(chǎn)品的成熟技術(shù)，并依托徐工集團“國家級技術(shù)中心高端工程機械智能制造國家重點實驗室”研發(fā)體系，進行自主研究，完成了三大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新：

    1、底盤輪系匹配優(yōu)化技術(shù)：建立了非共軛多齒同步嚙合仿真模型，優(yōu)化驅(qū)動輪尺寸參數(shù)，顯著降低了齒面應(yīng)力；構(gòu)建了雙圓弧承載面模型并優(yōu)化圓弧參數(shù)和雙圓弧位置分布，承載面應(yīng)力值降低21%，創(chuàng)新設(shè)計了自適應(yīng)承載輪系，實現(xiàn)了輪體與履帶板側(cè)向12°范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)的接觸自適應(yīng)；構(gòu)建了輪系動態(tài)仿真模型，實現(xiàn)了底盤輪系布局最優(yōu)匹配。

    2、輪系自潤滑設(shè)計與輪體鍛造成型技術(shù)：基于有限元熱流耦合仿真分析，研究輪體內(nèi)部油腔的流線布局，開發(fā)了自潤滑密閉循環(huán)油腔，輪系溫升量降低了25%，顯著提升了四輪一帶的行駛性能；引入整體鍛造成型技術(shù)，選用鍛造和淬透性能良好的材料，有效提高了鍛造輪體內(nèi)部組織致密性，安全系數(shù)提升至2.5，解決了輪體整體鍛造成型技術(shù)工藝方案難題。

    3、雙圓弧自導(dǎo)向履帶設(shè)計技術(shù)：創(chuàng)新設(shè)計了雙圓弧連續(xù)滾道、自動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，向支重輪提供連續(xù)支撐并防止橫向跑偏，優(yōu)化了接觸區(qū)域應(yīng)力及變形分布，履帶板重量減輕23%；開發(fā)了履帶銷軸定位防松裝置，有效避免了邊楞接觸或擠壓產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，充分滿足了超大型液壓挖掘機的復(fù)雜工況需求。

    基于以上技術(shù)創(chuàng)新，成功研制了300-700噸系列超大型液壓挖掘機“四輪一帶”產(chǎn)品，主要技術(shù)指標達到國際先進水平。項目已獲授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型11項、外觀專利3項，發(fā)表論文3篇。與進口“四輪一帶”成套產(chǎn)品價格對比，300噸級降至63%，400噸級降至42%，700噸級降至41%，累計降本2674.72萬元，且備貨周期減半，經(jīng)濟效益顯著。

    項目打破了超大型液壓挖掘機“四輪一帶”外資品牌的市場壟斷及技術(shù)壁壘，填補了國內(nèi)超大挖“四輪一帶”設(shè)計空白，實現(xiàn)了國產(chǎn)超大型液壓挖掘機關(guān)鍵零部件的自主配套，促進了國內(nèi)大型礦業(yè)裝備邁向更高領(lǐng)域。

    獲獎等級：三等獎

    完成單位：徐州徐工礦業(yè)機械有限公司