是什么卡住中國裝備制造業(yè)的咽喉？
發(fā)布日期：2023-06-09 瀏覽次數：274
是什么卡了我們的脖子——
“我國液壓工業(yè)的規模在2017年已經(jīng)成為世界第二，但產(chǎn)業(yè)大而不強，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴(lài)進(jìn)口?？梢哉f(shuō)，高壓柱塞泵是鯁在我國裝備制造業(yè)咽喉要道的一根‘刺’?！苯?，在太重集團榆次液壓工業(yè)有限公司，該公司副總、高級工程師陳群立對科技日報記者說(shuō)，“高性能的柱塞泵，美德日等國外4家龍頭企業(yè)占據中國市場(chǎng)70%以上份額，在技術(shù)方面卻對中國嚴密封鎖?！?/span>
小部件，大威力
高壓柱塞泵是高端液壓裝備的核心元件，被稱(chēng)作液壓系統的“心臟”。液壓系統是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵部件之一，被廣泛應用于農林機械、化工、輕紡機械、能源工業(yè)機械、冶金工業(yè)機械、建材工業(yè)機械、機床行業(yè)，以及軍工、航空航天、船舶等等。據相關(guān)數據統計，發(fā)達國家生產(chǎn)的95%的工程機械、90%的數控加工中心、95%以上的自動(dòng)線(xiàn)都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)?？梢哉f(shuō)，一切工程領(lǐng)域，凡是有機械設備的場(chǎng)合，都離不開(kāi)液壓系統。
一個(gè)完整的液壓系統由5個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機的機械能轉換成液體的壓力能，它向整個(gè)液壓系統提供動(dòng)力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。
高壓柱塞泵屬于動(dòng)力元件。我國國產(chǎn)大飛機C919試飛成功的重要功臣之一，中國二重生產(chǎn)的國際較大的8萬(wàn)噸級模鍛液壓機，其高壓柱塞泵就是進(jìn)口美國的產(chǎn)品，幾十臺柱塞泵靠電動(dòng)機帶動(dòng)把液壓油加壓后推動(dòng)油缸產(chǎn)生8萬(wàn)噸的鍛打壓力。再比如坦克的履帶行走，就是依靠?jì)热紮C帶動(dòng)液壓泵，讓油液經(jīng)由閥門(mén)控制通過(guò)油管輸出去，驅動(dòng)馬達變成旋轉運動(dòng)，然后帶動(dòng)履帶行走。我國的坦克、裝甲車(chē)等軍工機械，絕大多數使用的是進(jìn)口高壓柱塞泵。這些進(jìn)口的液壓泵，每臺價(jià)格都在20萬(wàn)元以上。而這些液壓泵的更換和維修，都會(huì )受到外國公司供貨周期和提供服務(wù)的牽制。
“形似”易，“神似”難
陳群立說(shuō)：“要實(shí)現高壓柱塞泵產(chǎn)品的技術(shù)突破，首先就要實(shí)現高端鑄件的突破?！?/span>
他介紹，高壓柱塞泵的各個(gè)零件都被整體“包裹”在鑄造殼體里面，如果說(shuō)高壓柱塞泵是液壓設備的心臟，那么，柱塞滑靴副可視作這個(gè)心房?jì)鹊男陌昴?。與柱塞、滑靴配對運動(dòng)的缸孔及止推板都相當于“心房”“心室”的動(dòng)力部件，他們都在輸出動(dòng)力的時(shí)候各司其職，受沖擊和交變應力較為頻繁，受壓大，運動(dòng)速度和加速度較高，這些部件除了本身應該具有高硬度和耐磨的特性外，他們還共同依靠鑄件殼體的高精度支撐。
“高壓柱塞泵在工作過(guò)程中，會(huì )受到10—30兆帕的高頻率沖擊，高壓柱塞泵在高頻率的沖擊下，鑄件外殼就要承受巨大的機械力和液壓力，不合格的鑄件外殼在受力（熱）后會(huì )變形變大，殼體輕則會(huì )出現‘冒汗’現象，重則泄漏，甚至有的柱塞—滑靴還會(huì )出現脫開(kāi)的現象?！标惾毫⒔榻B。另外，由于壁厚不均，存在許多孤立的熱節，高壓柱塞泵鑄件內部容易出現縮松縮孔等缺陷，所以高壓柱塞泵的鑄件對技術(shù)、工藝和后續處理等方面的要求很高。
國內生產(chǎn)的液壓柱塞泵與外國品牌相比，在技術(shù)先進(jìn)性、工作可靠性、使用壽命、變量機構控制功能和動(dòng)靜態(tài)性能指標上都有較大差距，基本相當于國外上世紀90年代初水平。差距主要表現在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。液壓產(chǎn)品品種只有國外的1/3，壽命為國外的1/2。我國生產(chǎn)的高壓柱塞泵與國外先進(jìn)水平的差距在于：故障率高，我們的產(chǎn)品有的只用一兩個(gè)月就出現故障，國外的可以用一兩年；平均無(wú)故障運行時(shí)間，我國的在2000小時(shí)以下，國外的可以達到8000小時(shí)以上；泵的容積效率低下，我國的柱塞泵長(cháng)時(shí)間運行狀況下極易發(fā)生過(guò)度發(fā)熱、內損，從而功效急速下降。
目前，國內生產(chǎn)液壓柱塞泵規模較大的有太重榆液、中航力源、北京華德等企業(yè)。
由于鑄件工藝的薄弱，國內大多企業(yè)只能做到“形似”，還沒(méi)能做到“神似”。
國產(chǎn)化提速，推廣應用還需假以時(shí)日
山西是我國重要的液壓基礎件生產(chǎn)制造基地，也是重型裝備的制造和使用大省。太重集團榆次液壓工業(yè)有限公司，是國內規模較大的高端液壓產(chǎn)品制造企業(yè)之一。產(chǎn)品用戶(hù)遍布全國，出口東南亞、中東、歐美等國家和地區。近年來(lái)，太重榆液引進(jìn)國際先進(jìn)工藝技術(shù)，引進(jìn)世界頂級的液壓鑄造專(zhuān)家、質(zhì)量控制專(zhuān)家和軟件設施等，初步實(shí)現了引進(jìn)吸收再創(chuàng )新。目前，材料研究、柱塞泵、高壓閥、多路閥等多項關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得突破，產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現了裝機。
陳群立說(shuō)：“我們的自主產(chǎn)品還需要市場(chǎng)檢驗，需要更多的用戶(hù)檢驗。在初始階段，推廣應用是一道艱難的門(mén)檻。呼吁有關(guān)部門(mén)給予政策支持，幫助我們的自主產(chǎn)品走向市場(chǎng)，替代進(jìn)口，反過(guò)來(lái)再促進(jìn)我們的產(chǎn)品不斷提高質(zhì)量?！?/span>
發(fā)達國家的高壓柱塞泵研究和應用，比我國早100多年，在二戰期間，他們的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于軍艦、坦克等大量軍工裝備。從基礎理論研究到產(chǎn)品推廣應用，都經(jīng)歷了長(cháng)期的積累。而我國則從上世紀80年代末90年代初才有科研機構與生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)這種產(chǎn)品，有關(guān)高壓柱塞泵的基礎理論研究薄弱，設計理念和水平落后，特別是三大摩擦副的材料和工藝，都沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院院長(cháng)權龍教授說(shuō)：“并不是我國制造不了高壓柱塞泵，只不過(guò)我國液壓工業(yè)較發(fā)達國家起步晚，制造的柱塞泵在性能上、使用壽命和可靠性方面較國外先進(jìn)產(chǎn)品尚有一定差距。近年來(lái)我們與國外的差距正在不斷縮小，隨著(zhù)行業(yè)和企業(yè)的重視，這個(gè)差距會(huì )越來(lái)越小?！保ㄓ浾咄鹾I 王玉芳）
“我國液壓工業(yè)的規模在2017年已經(jīng)成為世界第二，但產(chǎn)業(yè)大而不強，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴(lài)進(jìn)口?？梢哉f(shuō)，高壓柱塞泵是鯁在我國裝備制造業(yè)咽喉要道的一根‘刺’?！苯?，在太重集團榆次液壓工業(yè)有限公司，該公司副總、高級工程師陳群立對科技日報記者說(shuō)，“高性能的柱塞泵，美德日等國外4家龍頭企業(yè)占據中國市場(chǎng)70%以上份額，在技術(shù)方面卻對中國嚴密封鎖?！?/span>
小部件，大威力
高壓柱塞泵是高端液壓裝備的核心元件，被稱(chēng)作液壓系統的“心臟”。液壓系統是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵部件之一，被廣泛應用于農林機械、化工、輕紡機械、能源工業(yè)機械、冶金工業(yè)機械、建材工業(yè)機械、機床行業(yè)，以及軍工、航空航天、船舶等等。據相關(guān)數據統計，發(fā)達國家生產(chǎn)的95%的工程機械、90%的數控加工中心、95%以上的自動(dòng)線(xiàn)都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)?？梢哉f(shuō)，一切工程領(lǐng)域，凡是有機械設備的場(chǎng)合，都離不開(kāi)液壓系統。
一個(gè)完整的液壓系統由5個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機的機械能轉換成液體的壓力能，它向整個(gè)液壓系統提供動(dòng)力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。
高壓柱塞泵屬于動(dòng)力元件。我國國產(chǎn)大飛機C919試飛成功的重要功臣之一，中國二重生產(chǎn)的國際較大的8萬(wàn)噸級模鍛液壓機，其高壓柱塞泵就是進(jìn)口美國的產(chǎn)品，幾十臺柱塞泵靠電動(dòng)機帶動(dòng)把液壓油加壓后推動(dòng)油缸產(chǎn)生8萬(wàn)噸的鍛打壓力。再比如坦克的履帶行走，就是依靠?jì)热紮C帶動(dòng)液壓泵，讓油液經(jīng)由閥門(mén)控制通過(guò)油管輸出去，驅動(dòng)馬達變成旋轉運動(dòng)，然后帶動(dòng)履帶行走。我國的坦克、裝甲車(chē)等軍工機械，絕大多數使用的是進(jìn)口高壓柱塞泵。這些進(jìn)口的液壓泵，每臺價(jià)格都在20萬(wàn)元以上。而這些液壓泵的更換和維修，都會(huì )受到外國公司供貨周期和提供服務(wù)的牽制。
“形似”易，“神似”難
陳群立說(shuō)：“要實(shí)現高壓柱塞泵產(chǎn)品的技術(shù)突破，首先就要實(shí)現高端鑄件的突破?！?/span>
他介紹，高壓柱塞泵的各個(gè)零件都被整體“包裹”在鑄造殼體里面，如果說(shuō)高壓柱塞泵是液壓設備的心臟，那么，柱塞滑靴副可視作這個(gè)心房?jì)鹊男陌昴?。與柱塞、滑靴配對運動(dòng)的缸孔及止推板都相當于“心房”“心室”的動(dòng)力部件，他們都在輸出動(dòng)力的時(shí)候各司其職，受沖擊和交變應力較為頻繁，受壓大，運動(dòng)速度和加速度較高，這些部件除了本身應該具有高硬度和耐磨的特性外，他們還共同依靠鑄件殼體的高精度支撐。
“高壓柱塞泵在工作過(guò)程中，會(huì )受到10—30兆帕的高頻率沖擊，高壓柱塞泵在高頻率的沖擊下，鑄件外殼就要承受巨大的機械力和液壓力，不合格的鑄件外殼在受力（熱）后會(huì )變形變大，殼體輕則會(huì )出現‘冒汗’現象，重則泄漏，甚至有的柱塞—滑靴還會(huì )出現脫開(kāi)的現象?！标惾毫⒔榻B。另外，由于壁厚不均，存在許多孤立的熱節，高壓柱塞泵鑄件內部容易出現縮松縮孔等缺陷，所以高壓柱塞泵的鑄件對技術(shù)、工藝和后續處理等方面的要求很高。
國內生產(chǎn)的液壓柱塞泵與外國品牌相比，在技術(shù)先進(jìn)性、工作可靠性、使用壽命、變量機構控制功能和動(dòng)靜態(tài)性能指標上都有較大差距，基本相當于國外上世紀90年代初水平。差距主要表現在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。液壓產(chǎn)品品種只有國外的1/3，壽命為國外的1/2。我國生產(chǎn)的高壓柱塞泵與國外先進(jìn)水平的差距在于：故障率高，我們的產(chǎn)品有的只用一兩個(gè)月就出現故障，國外的可以用一兩年；平均無(wú)故障運行時(shí)間，我國的在2000小時(shí)以下，國外的可以達到8000小時(shí)以上；泵的容積效率低下，我國的柱塞泵長(cháng)時(shí)間運行狀況下極易發(fā)生過(guò)度發(fā)熱、內損，從而功效急速下降。
目前，國內生產(chǎn)液壓柱塞泵規模較大的有太重榆液、中航力源、北京華德等企業(yè)。
由于鑄件工藝的薄弱，國內大多企業(yè)只能做到“形似”，還沒(méi)能做到“神似”。
國產(chǎn)化提速，推廣應用還需假以時(shí)日
山西是我國重要的液壓基礎件生產(chǎn)制造基地，也是重型裝備的制造和使用大省。太重集團榆次液壓工業(yè)有限公司，是國內規模較大的高端液壓產(chǎn)品制造企業(yè)之一。產(chǎn)品用戶(hù)遍布全國，出口東南亞、中東、歐美等國家和地區。近年來(lái)，太重榆液引進(jìn)國際先進(jìn)工藝技術(shù)，引進(jìn)世界頂級的液壓鑄造專(zhuān)家、質(zhì)量控制專(zhuān)家和軟件設施等，初步實(shí)現了引進(jìn)吸收再創(chuàng )新。目前，材料研究、柱塞泵、高壓閥、多路閥等多項關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得突破，產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現了裝機。
陳群立說(shuō)：“我們的自主產(chǎn)品還需要市場(chǎng)檢驗，需要更多的用戶(hù)檢驗。在初始階段，推廣應用是一道艱難的門(mén)檻。呼吁有關(guān)部門(mén)給予政策支持，幫助我們的自主產(chǎn)品走向市場(chǎng)，替代進(jìn)口，反過(guò)來(lái)再促進(jìn)我們的產(chǎn)品不斷提高質(zhì)量?！?/span>
發(fā)達國家的高壓柱塞泵研究和應用，比我國早100多年，在二戰期間，他們的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于軍艦、坦克等大量軍工裝備。從基礎理論研究到產(chǎn)品推廣應用，都經(jīng)歷了長(cháng)期的積累。而我國則從上世紀80年代末90年代初才有科研機構與生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)這種產(chǎn)品，有關(guān)高壓柱塞泵的基礎理論研究薄弱，設計理念和水平落后，特別是三大摩擦副的材料和工藝，都沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院院長(cháng)權龍教授說(shuō)：“并不是我國制造不了高壓柱塞泵，只不過(guò)我國液壓工業(yè)較發(fā)達國家起步晚，制造的柱塞泵在性能上、使用壽命和可靠性方面較國外先進(jìn)產(chǎn)品尚有一定差距。近年來(lái)我們與國外的差距正在不斷縮小，隨著(zhù)行業(yè)和企業(yè)的重視，這個(gè)差距會(huì )越來(lái)越小?！保ㄓ浾咄鹾I 王玉芳）
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