液壓挖掘機(jī)通用化設(shè)計(jì)的應(yīng)用思考

王文迪 長江大學(xué)文理學(xué)院機(jī)電與信息工程系

為壓縮產(chǎn)品研發(fā)時間，減少產(chǎn)品生產(chǎn)制造的成本，需要對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)改造，通過提高產(chǎn)品通用化程度，達(dá)到提高標(biāo)準(zhǔn)化率的目的。對市場進(jìn)行深入調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的改造研發(fā)思路為“升級配置、精簡種類、設(shè)計(jì)通用化，快速更新?lián)Q代”。詳情可見正文。

一、研發(fā)思路

筆者首先深入市場進(jìn)行調(diào)深入研工作，對產(chǎn)品的技術(shù)和需求兩個方面進(jìn)行調(diào)查研究，調(diào)查過程中須確保調(diào)查得到的信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，并以調(diào)查結(jié)果作為研發(fā)思路的依據(jù)，確保產(chǎn)品符合市場需求且具有時效性。筆者經(jīng)過市場和技術(shù)調(diào)研，最終確定了“升級配置、精簡種類、設(shè)計(jì)通用化，快速更新?lián)Q代”的研發(fā)思路。

二、實(shí)施方案

參照市場現(xiàn)存機(jī)型的相關(guān)數(shù)據(jù)和通過市場調(diào)研收集到的產(chǎn)品需求相關(guān)信息，對各個機(jī)型的技術(shù)參數(shù)需求的大致范圍進(jìn)行劃定，借由動力選型計(jì)算、液壓系統(tǒng)匹配選型計(jì)算編制設(shè)計(jì)計(jì)算書，來設(shè)定產(chǎn)品的發(fā)動機(jī)功率、液壓系統(tǒng)壓力等數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)需求完成了產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、樣機(jī)零部件采購和樣機(jī)裝配調(diào)試等產(chǎn)品測試工作。

以YC16、YC18、YC22機(jī)型為基礎(chǔ)模版，其中YC18和YC16發(fā)動機(jī)功率不做調(diào)整，將YC22發(fā)動機(jī)功率提高5kW，工作過程不改變發(fā)動機(jī)的安裝尺寸和外形尺寸。YC16、YC18、YC22機(jī)型的液壓系統(tǒng)泵、閥同型號，根據(jù)應(yīng)用范圍、作業(yè)內(nèi)容不同，分別調(diào)整改液壓系統(tǒng)工作壓力為17.5MPa和20MPa。

YC16、YC18、YC22機(jī)型三款機(jī)型的底盤件可交互使用。YC16、YC18、YC22機(jī)型平臺結(jié)構(gòu)件可以和YC18和YC16機(jī)型交互使用，YC22機(jī)型的平臺的回轉(zhuǎn)中心位置需適當(dāng)放寬、工作裝置安裝鉸點(diǎn)和發(fā)動機(jī)安裝中心尺寸須增大，確保結(jié)構(gòu)件裝配足夠的空位，避免因?yàn)檫^于復(fù)雜的平臺結(jié)構(gòu)形狀而導(dǎo)致產(chǎn)品零件失去通用性。

調(diào)整YC16、YC18、YC22機(jī)型的作業(yè)參數(shù)，調(diào)整YC16和YC18鏟斗斗容，使兩者鏟斗斗容同為0.05m3，將YC22機(jī)型鏟斗斗容大小調(diào)整為0.09m3。

三、設(shè)計(jì)總結(jié)

對YC16、YC18、YC22機(jī)型各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)調(diào)整，確認(rèn)產(chǎn)品符合研發(fā)預(yù)想。相較于一個全新產(chǎn)品的開發(fā)，將現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)改革的研發(fā)周期相對較短，YC16、YC18、YC22機(jī)型的改造設(shè)計(jì)工作從2018年2月開始于2019年1月試驗(yàn)及整改相關(guān)工作基本完成，研發(fā)成本對比往期研發(fā)工作成本大幅度降低。對樣機(jī)型式進(jìn)行長時間的測試，確保機(jī)器性能、作業(yè)參數(shù)均滿足研發(fā)前的預(yù)想。全部機(jī)型的主要結(jié)構(gòu)件平臺、動臂、斗桿和鏟斗均通過CAE分析，且滿足實(shí)際工況的需求。

從產(chǎn)品通用化角度進(jìn)行分析，目前市面上現(xiàn)存的機(jī)型通用的零部件極少，僅占總數(shù)的兩成左右。筆者預(yù)估對YC16、YC18、YC22機(jī)型進(jìn)行改造后，機(jī)型通用零部件數(shù)占比將大幅度提高（總數(shù)的六成左右）。YC16、YC18、YC22機(jī)型經(jīng)過改造后，已經(jīng)符合大部分常規(guī)客戶群體的需要。同時因?yàn)閷Πl(fā)動機(jī)安裝尺寸、平臺結(jié)構(gòu)和工作裝置等結(jié)構(gòu)的改動，導(dǎo)致緊固類標(biāo)準(zhǔn)件品種規(guī)格大幅度減少，且重復(fù)使用率明顯上升，微挖的標(biāo)準(zhǔn)件品種數(shù)也由二十余種下降至十五種，壓縮率為三成。規(guī)格數(shù)量由六十余種下降至四十一種，壓縮率為三成。通過將機(jī)型調(diào)整為通用化設(shè)計(jì)，提高零部件通用率，提升金屬材料品種、規(guī)格重復(fù)使用率，達(dá)到穩(wěn)定原材料采購、零部件采購成本的目的。

四、結(jié)語

本文旨在分析液壓挖掘機(jī)通用化設(shè)計(jì)相關(guān)工作的要點(diǎn)，通過深度市場調(diào)研了解市場需求和現(xiàn)狀，并根據(jù)實(shí)際情況確定產(chǎn)品的研發(fā)改造思路。最終選取YC16、YC18、YC22機(jī)型作為改造對象，調(diào)整其發(fā)動機(jī)功率和主要結(jié)構(gòu)件，達(dá)到提高產(chǎn)品通用性的目的。借由調(diào)整機(jī)型發(fā)動機(jī)動力和動臂、斗桿和鏟斗，可以有效提高液壓挖掘機(jī)零部件通用化程度。本文對液壓挖掘機(jī)通用化設(shè)計(jì)相關(guān)工作的方法和思路進(jìn)行了簡單的論述，希望可以起到拋磚引玉的效果，為各位業(yè)內(nèi)同僚提高一定的靈感和幫助。