最近聽到一些很有意思的觀點(diǎn)：似乎做了綠色，農(nóng)藥不殺蟲子了、洗衣液洗不凈衣服了、汽車跑不遠(yuǎn)了，產(chǎn)品突然變成豆腐渣了。其實(shí)，在我們看來，做好綠色再設(shè)計(jì)，你的產(chǎn)品不僅不會是豆腐渣，反而可以變成綠巨人；不但是綠色的，而且性能卓越。

    重型機(jī)械由于其強(qiáng)勁的力量和龐大的外形，被形象地稱為是工程機(jī)械的巨人。擁有更超群的性能、更加親近生態(tài)是近年來重型機(jī)械發(fā)展不懈的追求。工業(yè)再設(shè)計(jì)，基于“無論多復(fù)雜皆可制造”的精密鑄造工藝，以一種全新的工程設(shè)計(jì)思想和方法，為重機(jī)的綠色發(fā)展、品質(zhì)提升打開了一扇巨大的窗戶。通過混凝土泵車臂架優(yōu)化再設(shè)計(jì)，能使車臂舉高從56米突破性地達(dá)到80米；通過挖掘機(jī)斗桿的綠色再設(shè)計(jì)，在大幅減重的同時(shí)，能耗降低、生產(chǎn)率提高，極大地提高了斗桿的整體性能和可靠性。

    那么，再設(shè)計(jì)是如何做到這些的？

挖掘機(jī)小臂再設(shè)計(jì)

    作為重型機(jī)械家族的重要成員，挖掘機(jī)主要由工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置和行走裝置三大執(zhí)行部分組成。挖掘機(jī)的工作裝置是模仿人的手臂設(shè)計(jì)的，其工作機(jī)理與手臂非常相似，主要由鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗油罐、斗桿、斗桿油罐、動臂和動臂油罐組成。斗桿又稱小臂，是挖掘機(jī)的主要承載件之一，挖掘機(jī)要順利完成挖掘任務(wù)，需要靠“手臂”的轉(zhuǎn)斗來完成。

圖1 挖掘機(jī)的工作裝置

    斗桿的材料、重量、結(jié)構(gòu)、工藝等等都對其性能、可靠性、工作效率產(chǎn)生重要的影響。比如，焊接工藝對挖掘機(jī)斗桿破壞失效的影響，據(jù)測算斗桿80%概率發(fā)生破壞失效位置在焊接部位；相同工作情況下，挖掘機(jī)斗桿的減重，會帶來可觀的燃油能耗的降低和大幅的實(shí)際生產(chǎn)率的提升。

    因此，基于創(chuàng)新性精密鑄造工藝和先進(jìn)的再設(shè)計(jì)方法，安世亞太與蘇氏集團(tuán)攜手，對我國某大型機(jī)械公司6噸挖掘機(jī)斗桿進(jìn)行了再設(shè)計(jì)改造。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對材料進(jìn)行重新布局和選擇，提出用重量較輕的鋁合金代替原來的鋼結(jié)構(gòu)，采用變厚加筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用精密鑄造技術(shù)整體成型。經(jīng)有限元分析，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿足剛度、強(qiáng)度要求。在不降低性能指標(biāo)的前提下，重量相比原鋼材料斗桿減少51.8%。

圖2 對挖掘機(jī)斗桿進(jìn)行有限元分析

再設(shè)計(jì)：讓重機(jī)巨人減重增質(zhì)

    通過再設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的減重指標(biāo)對挖掘機(jī)整機(jī)性能提升效果明顯，相同工作負(fù)荷時(shí)，單臺挖機(jī)節(jié)約燃油2.4kg/小時(shí)，由于減重引起斗容量增加帶來的實(shí)際生產(chǎn)率可提高約28%。新設(shè)計(jì)和制造由于完全避免了焊接工藝環(huán)節(jié)，從而極大提高了裝備的整體可靠性與耐久性。

圖3 對挖掘機(jī)進(jìn)行減重

    通過再設(shè)計(jì)，重機(jī)巨人不僅是綠色的，同時(shí)擁有了更加卓越的性能，蛻變成更加強(qiáng)大的“綠巨人”。由此可見，再設(shè)計(jì)的直接效益是節(jié)材減重，企業(yè)能直接獲得巨大利潤；間接效益是為產(chǎn)品創(chuàng)造一個綠色的生態(tài)環(huán)境，由此帶來的經(jīng)濟(jì)和社會效益往往是直接效益的五到十倍，這是有利于國計(jì)民生的大效益，是“功在當(dāng)代，利在千秋”的大效益。再設(shè)計(jì)的第三個效益，那就是產(chǎn)品獲得突破性效能，讓產(chǎn)品可能產(chǎn)生巨大的客戶吸引力和壓倒性競爭優(yōu)勢，這往往是沒法用金錢衡量的效益。

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本文標(biāo)題：再設(shè)計(jì)：打造性能卓越的重機(jī)“綠巨人”

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