我国工程机械液压阀的现状及前景展望.pdf

2 0 1 2年 1 0月 第 4 o卷 第 2 o期 机床与液压 MACHI NE TOOL ＆ HYDRAULI CS Oc t ． 2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 2 0 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 2 0 ． 0 4 3 我国工程机械液压阀的现状及前景展望 刘小康 ，李家乐 ，叶伟标 ，李勇 1 ．华南理 工大学机械与汽车工程学院机械设计及装备研 究所，广东广州 5 1 0 6 4 0； 2 ． 广州蕴泰精密机械有限公司，广东广州5 1 0 6 6 3 摘要工程机械液压阀技术含量高，近年来我国液压阀得到了迅速发展，但国产高水平液压阀还没成熟到为主机批量 配套 ，基本处于试验 、试用阶段 ，大部分高水平液压阀仍然依赖进 口。在我国工程机械巨大的市场需求下，液压阀的研制 十分必要。介绍了我国工程机械液压阀的发展现状和市场需求，并展望其发展前景。 关键词工程机械；液压阀；现状；前景 中图分类号T H1 3 7 ． 5 2 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 2 01 4 43 De v e l o p me nt a nd Pr o s pe c t s o f Hy d r a ul i c Va l ve i n Co n s t r uc t i o n M a c h i n e r y i n Chi na U U Xi a o k a n g ，L I J i a l e ，YE We i b i a o ，L I Yo n g 1 ． Me c h a n i c a l D e s i g n a n d E q u i p m e n t R e s e a r c h I n s t i t u t e ，S c h o o l o f M e c h a n i c M a n d A u t o mo t i v e E n g i n e e r i n g ， S o u t h Ch i n a Uni v e r s i t y o f T e c h no l o g y， Gu a n g z h o u Gu a n g d o n g 5 1 0 6 4 0， Ch i n a； 2 ． G u a n g z h o u Y u n t a i P r e c i s i o n Ma c h i n e r y C o ． ，L t d ． ，G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 6 6 3 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e d e v e l o p me n t o f h y d r a u l i c v a l v e s i n c o n s t r u c t i o n ma c h i n e r y n e e d s h i g h t e c h n o l o g y ． A l t h o u g h a r a p i d d e v e l o p me n t h a s b e e n a c h i e v e d i n r e c e n t y e a r s i n C h i n a ，t h e h i s h l e v e l h y d r a u l i c v v e s a r e s t i l l i n e x p e ri me n t a l a n d t r i al s t a g e ，and a r e n o t ma t u r e e n o u g h t o s u p p o r t t h e d o me s t i c d e mand i n v o l u me ． T h e r e f o r e ，t h e C h i n e s e ma r k e t o f h Ji g h l e v e l h y d r a u l i c v alv e s i n c o n s t r u c t i o n ma c h i n e ry c a n o n l y b e s a t i s fi e d b y i mp o rt i n g ． T o me e t wi th C h i n e s e g r o w i n g ma r k e t o f c o n s t r u c t i o n ma c h i n e ry ， i t i s n e c e s s a r y t o d e v e l o p t h e h i g h l e v e l h y d r a u l i c v alv e s ． Th e d e v e l o p me n t a n d ma r k e t d e ma n d o f h y d r a u l i c v alv e s i n c o n s t r u c t i o n ma c h i n e ry i n C h i n a we r e i n t r o d u c e d，a n d i t s d e v e l o p me n t p r o s p e c t s w e r e d i s c u s s e d ． Ke y wo r ds Co n s t ruc t i o n ma c hi n e ry ； Hy dr a u l i c v alv e； De v e l o pme n t ； P r o s p e c t s 工程机械液压阀设计复杂，铸造加工精度要求 高，是一种用压力油操作的在液压传动中用来控制液 体压力、流量和方向的元件 ，可分为压力控制阀、流 量控制 阀和方 向控制 阀。 工程机械液压阀受配压 阀压力油的控制 ，其作用 是按操作者的指令将泵排出的压力油提供给各执行元 件 ，使工程机械完成各种动作 ，常用于夹紧、控制、 润滑等油路。对其要求主要有以下几方面 1 动作灵活，工作可靠 ，冲击和振动小。 2 油流过时压 力损失 小。 3 密封性能好 。 4 结构紧凑 ，安装 、调 试 、使用 、维 护方便 ， 通用性 强。 液 压阀性 能要求 高 ，是工程机械主机配套发展 的 关键。未来我国工程机械市场空间广阔，对液压阀需 求量大，国家有必要对液压阀进行高起点的投资 ，以 实现国 内工程机械 配套件 的国产化 ，弥补 国内空缺 ， 提高工程机械行业 的国内外市场竞争力 。 1 我国工程机械液压阀行业的现状 1 ． 1 基 本现状 目前我 国工程机械液 压 阀的发展 现状可 归结 为 产品的功能与规格基本齐全，可满足总体需求，但性 能方面相对薄弱 ，与国外产品相比，优势在价格，差 距在质量⋯。工程机械液压阀的关键技术和生产工艺 基本掌握在德国、日本、韩国等少数 国家的厂商手 中。由于现在国内零部件生产企业生产 的产 品还暂时 不能满足主机企业的配套需要 ，这使得在高压大流量 液压 阀方面 ，依赖国外进 口成为最主要 的选择。而进 口液压 阀价格 昂贵 ，吃掉 了工程机械行业大部分 的利 润 ，成 为我国工程机械企业发展 中的瓶颈 。 当前 国内高端液压阀的发展满足不了主机的急切 需要 ，国产高水平液压阀还没成熟到为主机批量配 套 ，基本处于试验、试用阶段，规格少且可靠性在短 期内也无法得到充分验证 ，依赖进口的局面并没有得 到根本改变。但 在多方共 同努力下 ，我 国工程机 械液 压 阀在 国产化 的道路上 已迈出坚实的一步 ，涌现 出了 收稿 日期 2 0 1 2 0 41 1 基金项目广东省中国科学院全面战略合作项目 2 0 1 0 B 0 9 0 3 0 1 0 0 6 作者简介刘小康 1 9 5 9 一 ，女，工学学士，教授，主要从事机械装备的设计制造研究。 Em a i l l i u x k 5 8 s c u t ． e d u ． c a 。 第 2 0期 刘小康 等我国工程机械液压阀的现状及前景展望 1 4 5 一 大批优秀的企业。例如安徽博一流体传动股份 有限公司，2 0 0 8年开始从事液压多路阀等产品的研 发 ，现 已成 功研发两种通径 6 2 2 m m 的 8联多 路阀和 一 种通径 l 9 m m的8联多路阀，攻克 了复杂黄铜合 金与球墨铸铁的熔铸问题 ，解决了复杂黄铜合金与碳 素钢、合金钢的双金属熔铸工艺中存在的结合强度不 高、合格率偏低、疏松及气孔等技术难点 ；合肥长源 液压件有限责任公司，从 2 0 0 9年着手开始挖掘机液 压多路阀的研发和生产 ，6 t 挖掘机多路阀已经在主 机上试用超过 5 0 0 h ，8 、2 3 t 挖掘机多路 阀也进入样 件试制阶段 。为弥补国内高压液压阀的空缺，广州 蕴泰精密机械有限公司从 2 0 0 9年开始了挖掘机高压 多路 阀的国产化研 究项 目，拟建设一条 高压多路阀的 生产线 ，形成 年产 1 0 0 0台的能力 ，目前项 目基本完 成。另外，三一重工、中联重科等国内工程机械领军 企业亦在不断增加对液压阀等核心零部件的研发投 入 。 1 ． 2存在 的主要 问题 尽管我国工程机械液压阀行业在近几年得到了较 大发展 ，但与主机发展需求和 目前世界先进水平相 比 ，还存在 着不少 差距。主要存 在着 以下 问题 1 生产技术相对落后 液压阀作为工程机械液压系统的核心部件，有着 较高的技术生产要求。在欧、美 、日、韩等国液压阀 生产先进企业中，生产设备、自动化程度、质量保证 手段、工艺水平等方面比较先进；而我国工程机械液 压阀 由于起点低 ，生产技术相对落后 。国内企业 与国 外先进企业的液压阀铸件的生产技术现状对 比如表 1 表 1 国内外工程机械液压阀铸件生产技术现状对照 旧、自动化程度低 、质量保证手段差 、工艺水平落 后，致使生产出的阀件出现诸多质量问题，如气孔、 砂眼、外观差、精度低等，导致国产液压阀在工作中 出现故障率高、寿命短、不可靠等缺陷，影响着工程 机械 的整机性 能。 2 生产集中程度低 工 程机械液 压 阀行业 作 为重 要 的基 础零 部 件产 业 ，既是技术密集型产业亦是资金密集型产业，生产 集中程度高是液压阀行业的一大特征。国外几大液压 阀主要制造企业生产集中程度高，占据了世界液压阀 市场份额的大部分 ，如伊顿威格士 E a t o n V i c k e r s 公司、博世力士乐 B o s c h - R e x r o t h 公司等。我国液 压 阀行业 由于发展 时间短 ，企业相对分散 ，生产集 中 程度低 ，无法利用行业最大的技术和资金进行集中投 入，企业竞争力较弱，市场风险抵御能力较弱。 3 产品结构不合理 我国工程机械液压阀产品总体能满足市场需求， 但产品结构和利润分配不够合理 ，出现了低价普通阀 市场过剩而高价高水平阀严重短缺的不利局面。高价 的进口高水平阀吃掉了行业大部分利润。例如 我 国装载机液压阀大部分由国内主机企业 自己生产或配 套件企业配套 ，由于其压力要求低 ，结构相对简单， 易于制造，产量已大量过剩 ，企业间形成了激烈的低 价竞争，大大阻碍了行业技术水平的提高和整个行业 的发展。而对于挖掘机核心部件的高压主多路阀，由 于设计复杂、加工困难、国内暂时的技术落后和企业 规模小 等问题 ，很少有零部件企业投入大量资金进行 研制 ，几乎全部依赖进 口，致使一台挖掘机的利润大 部分被进口零部件占据。 工程机械高水平液压阀前期投人大 ，收益不明 显，但就我国整个工程机械行业发展看，国家和企业 均有责任大力投入到高水平液压阀的研制中，实现高 水平液压阀的国产化 ，进而从长远发展的角度摆脱依 赖进 口的局面是 我国工程机械行业 十分紧迫 的任务 。 2我国工程机械液压阀需求量大 我国已成为工程机械最大的生产和销售市场 ，工 程机械需求量大，而作为主机配套的液压阀亦有着巨 大的市场需求。表2为近五年来我国主要工程机械产 品销售 总量 表 以推土 机、挖 掘机、装载机 为统 计 。 表 2 近五年我国主要工程机械产品销量统计 台 年份 销量 年份 销量 2 o o 7 2 4 O 2 5 0 2 01 0 4 3 1 1 7 2 2 0 o8 25 3 8 7 6 2 011 43 8 281 2 0 09 2 5 9 491 可见，国内工程机械液压阀铸件的生产设备陈 注 数据来源于中国工程机械商贸网 1 4 6 机床与液压 第 4 0卷 从表 2可以看出我国工程机械市场需求大，且 呈现不 断增长趋势 。推土机 、挖掘机 、装载机这 3 种 代表 机械 在 2 0 1 0年 和 2 0 1 1年 ，均 达 4 3万 多 台。而 据中国工程机械商贸网统计仅 2 0 1 2年 1月我国共 销售装载机 7 0 9 2台，挖掘机 5 2 2 1台，推土机 4 6 0 台，可见工程 机 械市 场需 求依 然很 大 。作 为液压 机 械 ，每一 台主机需要一个主液压控制阀 ，工程 机械的 产品对 液 压 阀的需 求 量估 算 图 以 推 土 机 、挖 掘 机 、装 载 机 图 1 进行估算 。 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 l 1 年份 近五年我 国主要工程机 械 产品对液压阀的需求量 从图 1 可看出我国工程机械液压阀的市场需求 量逐年增 长 ，尤其 2 0 1 0年后有 较大 的突变 增长 ，较 2 0 0 9年 增 长 约 6 6 ． 2 ％ ；2 0 1 1年 ，推 土机 、挖 掘机 、 装载机 3种机械对液压 阀的需求便达到了约 4 4万 台。 而对于我国巨大的工程机械液压阀需求 ，以欧、 美、日、韩等为代表的外资企业品牌 ，占据了约 3 ／ 4 的市场 份额。这是 由我国液压 阀产业相对落后所导致 的，国内企业不得不选择高价进口高水平液压阀来满 足主机 的配套需求 。 3我国工程机械液压 阀的前景展望 3 ． 1 我 国工程机械液压 阀行业前景美好 工程机械液压 阀的发展与工程机械的市场前 景密 不可分 。而工程 机 械未 来 市场 潜力 巨大。 国家 “ 十 二 五”规划指 出预计 2 0 1 5年 我 国装 载机销量 将达 到 3 0万台 ，挖 掘机 将达 到 2 5万 台 ，叉 车将 达 到 2 9 万 台等 ，我 国工程机械行业销售 规模 将达到 9 0 0 0亿 元水平 ，年平均增长率大约为 1 7 ％ 。就 国内市场 看 ，国内基础设施建设项 目如保障性安居工程、铁路 建设及水利建设等的进一步深入，投资的不断加大， 将致使我国工程机械市场迅速扩张。2 0 1 1年我国保 障性安居 工程 建设 1 0 0 0万套 ，新 增投 资超 过 6 0 0 0 亿 元 ，“ 十二五”规划 时期 我 国将建 成 4万公里 快速 铁 路网 ，预计铁 路投资将达 3 ． 5万亿元左右 ；除此之 外 ，中国工程机械行业 出 口前 景空间广阔 ，印度 、巴 西、俄罗斯等新兴经济体及中东等地区的基础设施投 资规模巨大，海湾国家 目前就有 2 1 0 0个在建及计划 建设项 目，总值达 1 ． 2兆亿美元，与欧美产品相比， 国 内工程 机械在性价 比与 出口地理位置上有一定的优 势 。我 国工程机械未来 巨大 的国内外市场 ，必然会 带来液压 阀行业 的广 阔发展空 间。 而且我 国工程机械液压 阀行业正置身一个健康 的 政策环境 中。2 0 1 0年 底 ，为落 实 装 备制 造业 调 整 和振兴规划 ，提升装备制造业整体水平 ，推动机械 基础零部件 产业结构优化升级 ，工业和信息化部 印发 了 机械基础零部件产业振兴实施方案 。该方案主 要针对 目前我 国机械基础零部件 滞后 于主机发 展的现 状制定 ，明确提 出要加快突破关键零部件发展瓶颈步 伐 ，不 断满足各领域装备及 战略性新兴产业发展 的需 要；“ 十二五”规划亦明确提出把关键零部件作为发 展重点 ，全力 抓好 工程 机 械液压 元 件 的开发 和 高精 化 、规模化制 造 ，在 “ 十二 五 ” 期 间 ，进一 步 清 除 重主机轻配套 的发展思路 ，通过市场导向 ，支持 、培 育、发展中高压系统的多路阀、比例阀等关键液压件 研发和生产制造基 。 中国工程机械工业协会工程机械配套件分会秘书 长贾晓雯表示 “ 十二 五”期 间是 中国工程机 械关键 零部件行业发展的黄金时期” 。未来 5～1 0年，是 我 国工程机械企业 全面融人世界 的重要 时期 。通过发 展高端液压 阀等关键配套件体系 ，来推动工程机 械行 业快速发展十分必要 。 3 ． 2 工程机械液压阀的发展趋势 工程机械液压阀的生产直接影响到国内外工程机 械行业 的发展 ，国内外工程机械行业必定会不断加强 对液压阀的设计研究 。从 国内外工程机械产 品的需求 和发展看 ，未来工程机械设计 的突出特点 是 要 求其 具有好的操作性、可靠性、安全性和环保性。以国内 的高速铁路、高速公路以及大型港口建设为例，这些 领域都对工程机械提出了高可靠性、高精度的要求 ， 工程机械高端化 的过程不可避 。而要实现这些要 求，未来工程机械液压阀设计将积极采用新材料 、新 工艺和电子、传感等高新技术。其主要的发展趋势将 体 现在 以下 3 个方 面 1 节能高效。液压阀在工作过程 中总存在着 能量损耗 ，通过改进阀体结构、采用集成化的液压回 路和流道 、应用新型密封材料等来减少压力损失，发 展低能耗阀，提高工作效率。 2 数字化。随着液压传动技术 和电子、传感 等高新技术的进一步结合，未来工程机械液压阀将不 断实现数 字化 和智能化 。例 如通过 对液 压 阀的流量 、 压力、温度等数值进行 自动测量和诊断 ，达到故障 的预测 和排除 ，提高其工作 的可靠性 。 3 环保。环保性是对工程机械液压 阀的一大 要求。为达到环保要求 ，未来液压 阀将 向着 低噪 声 、无泄 漏 以及 应 用 无 污 染 的 水 基 介 质 等 方 向发 展 。 下转第 1 5 6页 姐 _l 一 、 籁 姐雄魁 压 程 亦 年 械 液 工 量 五 机 着 国 求 近 程 响 我 需 为 工 影，阀 要 接 求 压 图 主 直 需 液。国 求 的 械 大 我 需 阀 机 很 来 1 5 6 机床 与液压 第 4 0卷 展趋势 一 [ J ] ． 工程机械与维修 ， 1 9 9 7 5 2 2 2 4 ． 【 3 2 】金文胜， 安国军， 刘喜海 ， 等． 静液压驱动在农业机械行 走装置上的应用与发展趋势 [ J ] ． 内蒙古民族大学学 报 自然科学 版 ， 2 0 0 1 9 2 5 2 2 5 7 ． 【 3 3 】金文胜， 杨臣， 刘保华． 液压技术在农牧业机械上的应 用现状与发展趋势 [ J ] ． 拖拉机与农用运输车， 1 9 9 9 4 1 41 8 ． 【 3 4 】毕新胜， 王磊， 李鹏， 等． 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，民营模具企 业 的崛起 是 整个 中国模 具产 业结构 中的重大调 整 ，民营模具企业在整个模具市场 中已 占绝 对的主导地位 ，加速 了模具行业的快速发展 。 我国模 具业 正在从较 发达 的珠三角 、长三角地区 向内地和北方扩展 ，在产业布局 上出现 了一些新 的模具生 产较集 中的地区 ，有北京 、天津 、黄 骅模具城 、长 沙 、成渝 、武汉 、皖 中等 地 区，模具集 聚发展 成 为新特点 ， 模具园区 城、集聚地等不断涌现。在东部地区，已形成昆山、无锡精密模具产业集群生产基地 ，泊头 、芜 湖汽车模具产业集群生产基地 ，宁波 、黄岩 、深圳 、东莞大型精密模具产业集群生产基地。 来源互联网