徘徊在海市蜃楼的工程机械零部件之液压元件

来源 :中国机械 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tmgt2009
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  2013年进入第三季度,部分工程机械产品的大面积保有量与库存,加上二手工程机械的数量客观上提高了未来零部件产品的市场潜力。目前来看,行业正站在一个急速增长变为沉淀式增长的历史节点,有人说经历高速增长的产业是一栋崛起的摩天大厦,可能否把握住机会将更多的核心技术掌握,解决我国零部件配套普遍受制于人的问题,是决定这座大厦是海市蜃楼还是真材实料的问题。于是,我刊站在整个工程机械产业链的角度,系列推出分析探讨国产工程机械零部件问题的专题,本期我们将一起探讨工程机械的核心零部件之一液压元件。
  我国的液压件之痛
  在机械发展更新进程中,大型工业机械的动力系统由汽油机变为柴油机动力系统,可以被看做是一个重要的里程碑,但对于机械的控制与行走方面,机械传动操作逐渐被液压操作取代同样是一场重要的革命。而在工程机械产品中,运用液压元件最常见的产品包括叉车、装载机、汽车起重机、推土机、挖掘机、铺摊机以及平地机等产品。在这些产品中的液压元件,主要包括液压缸、液压泵、液压阀三个大类,具体细分的话有上千个品种、上万个规格。
  在其它领域方面,液压件除用于工程机械外,还广泛用于农业机械、冶金矿山机械、塑料机械、汽车、机床、石化设备、仪器包装机械等。液压元件是拥有一个庞大族群且拥有庞大的市场的零部件。在液压技术与液压元件销售比例中,工程机械的比重一直是最大的 ,我国每年工程机械产品都会占据总量的42%以上,拥有300亿元以上的市场。而在工程机械产品中,液压件往往会在其成本构成中占据较大比重,不同机种所占成本比重可高达20%~30%。
  目前,我国工程机械所配套的部分液压产品一经得到国产化解决。例如挖掘机配套的超高压液压缸技术已经被无锡恒力和山东隆源等企业所掌握,在产能上也已经基本上满足目前我国国产挖掘机全行业的配套需求。在不同种类的产品上,徐州瑞隆液压已经推出为6.0t小挖配套的包括主泵、主阀、回转装置和行走装置等一批液压件。另外,一大批液压件企业如枫阳液压、贵州力源、宁波赛克思、江苏瑞隆及大港意宁等,在技术上都有很大的提升,并形成了各自的特色。
  我国工程机械液压元件配套的关键问题在于,国内仍有一些高端配套产品长期依赖进口,例如大型矿用挖掘设备装载设备的配套件。另外,传统的国内中大吨位全液压起重机液压系统控制精度低、能量损失大,各项技术参数与国际先进水平相比,差距明显。而在其它代表机种上还有推土机、泵车、旋挖钻机、摊铺机等产品所需的液压件基本依靠进口。以我国工机械巨头徐工集团的履带式起重机系列产品为例,除了在液压油缸上使用了徐工液压件公司配套的产品,在液压系统中从主卷扬、副卷扬等核心部位的马达、减速机、卷筒等配套液压件大部分为德国力士乐所提供。
  近期,据我国海关发布的统计数据显示,今年上半年,我国工程机械产品进出口总额为89.01亿美元,同比下降27.72%。其中,出口72.91亿美元,同比下降19.05%。据了解,72.91亿出口额中整机出口占了80.9%,达到61.42亿,同比增长1.76%,而零部件出口则同比大幅下滑61.36%,评论称,工程机械行业“主机强,部件弱”形势愈演愈烈。而出口水平可以反映在制造质量与经营水平上。
  虽然我们普遍认为,我国工程机械在过去高速发展的十年里是黄金的十年。特别是在2011年,我国工程机械行业销售收入突破5000亿元,同比增加17%以上。不仅全行业产销额双双排名世界第一,而且满足了中国国内近90%的市场需求。可也正是在这一年,我国工程机械挖掘机生产遭受到了川崎断货的影响,深感于受制于人的痛苦与耻辱,体会尤为深刻的中国液压气动密封件工业协会理事长沙宝森号召我国液压件产业“要宁肯壮烈牺牲做烈士,也不能做液压强国羽翼下的奴隶。”
  “真正的竞争不是企业与企业之间的竞争,而是供应链与供应链之间的竞争。”美国著名经济学家克里斯多夫曾直白地提出供应链竞争在制造企业市场竞争中的重要性。供应链的优质与否本质还是在于零部件产品的质与量,我国工程机械产品在低端中端上是名符其实的量产大国,一旦涉及到高端、核心方面我国便成了来料组装OEM量产大国了。德国林德、博士力士乐、美国伊顿、日本小松、川崎等等这些名字是我国工程机械液压件产品头上的阴影,当然也是我们奋斗的目标。
  奋起追赶下的竞争格局
  在《中国工程机械行业“十二五”发展规划 》中,提高关键零部件的技术水平和制造水平是规划提到的首要任务,细化到具体的方面上,抓好我国工程机械液压元件的产品开发和高精化、规模化制造是其中的重要任务之一。
  2012年,潍柴动力收购了凯傲集团25%股权及下属新成立的林德液压公司70%控股权。此次并购使得潍柴动力在关键配件技术上巩固了其在国内的优势地位,特别在液压泵、液压阀、密封件等配件上,潍柴的竞争力得到进一步提高。
  客观来看,在“曲线救国”式的收购下,短期内通过并购就能改变国内工程机械产品液压件市场被垄断瓜分的局面并不现实。但是国内企业持续的高速增长与投资扩张积累下的资金力量与劳动力基础设施成本优势,或许可以成为我国继续快速追赶世界先进水平,打破列强垄断的动力。
  了解林德液压在被我国企业收购之前的情况,我们可以得出一些可以预测的结论。长期以来,林德液压公司是为数不多的以工程机械液压系统为主进行研发的公司,而且液压元件的生产制造技术也是世界顶尖的,尤其在负荷传感系统、闭式液压系统方面更具有独到的技术优势,在技术核心上也比日本小松、川崎液压公司领先(据介绍小松公司的液压系统技术不少是来源于林德液压公司的液压技术)。林德的产品广泛供应欧洲老牌工程机械厂商如阿特拉斯、利渤海尔等公司的挖掘机产品,小松在出口欧洲的产品上也应用过林德的液压系统。
  可林德却一直在中国市场没有打开局面,虽然在中国林德液压件在混凝土机械和起重机械叉车方面比较有知名度,但在挖掘机产品上其价格偏高。据了解,在2003年和2004年左右,三一重工的挖掘机曾在其13吨、20吨、30吨的产品上尝试采用过林德的液压系统,可林德的产品普遍要比日本川崎产品高出数万元的价格,最终在价格问题上,林德的液压系统没能得到中国市场的认可。   由于林德与潍柴的战略合作,林德为潍柴提供了更可靠的技术,潍柴为林德提供了更广阔的市场空间与产能空间。在对外的合作与竞争中,行业内原本的中低端产品存在的技术缺陷可以得到弥补,例如改善设备容易出现漏油、密封件容易损坏等情况。行业内的专家指出我国国产液压件在发展中面临很多问题,其一,国内液压件研发人员匮乏,行业本身起步较晚,相关方面的人才储备严重不足;其二,基础工业薄弱,原材料不达标,液压件对产品的精密度要求相当高,原材料不达标也不可能生产出高质量的液压件产品;其三,制造工艺有待提升,液压件在铸造过程中要求非常精密,在生产过程中往往出现一两件可达标,但实现批量生产难度较大,同时很多加工设备需要进口,而这些设备相当昂贵,粗算下来车间的加工设备购置费用就得上亿元。这些问题都需要企业去解决。
  所以从长远的角度来看,潍柴动力这次与林德液压公司进行战略合作,将会使国内液压技术首次在核心液压件的技术上突出重围,打破国内液压核心零部件被国外公司长期垄断的局面,为国内核心液压件的生产制造、产业升级首开先河,也同样会对我国工程机械行业发展产生深远影响。
  目前来看,林德与潍柴的合作搅动了工程机械产业链竞争的格局。我国工程机械三大巨头很早便意识到液压产品的重要性。这其中,徐工集团旗下的液压产品是国内常年销售额在亿元以上的工程机械液压公司。在过去的2012年随着政府与企业越发重视液压系统及相关核心零部件,越来越多的外来合作项目也陆续进入中国。去年,纳博特斯克株式会社与上海电气液压气动公司共同决定成立了江苏纳博特斯克液压有限公司,目标是建成国内最大的液压马达生产基地。美国卡特彼勒公司与力源在无锡也签订了合作协议,主要从事建筑机械用的液压泵及液压马达的生产,韩国最大的液压件生产企业斗山MOTTROL,经过几年的分析考察,落户江阴。
  悲观来看,我国工程机械产品还无法达到彻底摆脱外来垄断公司液压件的局面。并且在大部分的低端液压件上的产能大量过剩,例如装载机厂商在其配套的定量齿轮泵、全液压转向器等简单易产的元件上已经进入微利时代。但乐观的方向是,我国工程机械配套的液压件产品竞争格局越发的多元化,我国能依靠和凭借积累的资金与人才不断地学习、超越。
  液压产品的前沿伸展
  当今,作为传统机械范畴内的液压产品设计制造已非常成熟。于是,越发精密化的液压技术在计算机仿真与设计技术的提高下,逐渐实现了液压技术的机电一体化、智能化和网络化。
  将数字化技术融入液压技术中比较著名的便是数字化液压这一概念了。我国液压件研究专家杨世祥从70年代末就开始跟踪数字液压技术的发展。据他介绍,国际上对数字液压技术已进行了数十年的研究,数字液压指的是将液压终端执行元件——油缸和油马达直接数字化。即能直接接收数字控制器发出的脉冲信号和计算机发出的脉冲信号而可靠工作,具体又分为数字缸,数字油马达,数字阀等。如果液压系统全部数字化了,则可十分方便的实现计算机控制、智能控制、远程控制、人性化控制等。不但可节省大量的中间液压元件,还可节省大量的油路块加工,从而极大的降低成本,提高性能。
  他指出,数字化液压系统的突出特点是简单,没有了传统液压庞大的元件体系,因而也没有了复杂的系统设计和加工,节省了大量人力物力。实用,数字液压几乎都没有调试环节,即装即用,不但减少大量调试时间,也增加了可靠性,扩大了应用领域。重量轻,由于把阀缸做成了一体,没有了阀站,因而减少了金属消耗和复杂的油路块设计和加工。性能优良,传统伺服不但价格昂贵,调试困难,而且维护不易。维护容易,因为数字液压是免调系统,所以使用维护相对容易。便于大规模生产,数字伺服阀和缸只需按流量生产几种规格,就能满足绝大部分的使用要求,所以特别适合大规模产业化。可以方便的满足现代制造和现代控制的所有要求,如数字化、信息化、网络化、总线化、阀岛化、远程化、集中化、无线化、自动化等。对于我国来说具有独立知识产权,不受任何国际政治气候影响,提升了产业的安全性。
  液压技术除了在数字领域进行拓展,在日益提倡环保的今天,液压系统中的液压油技术也在不断的改进,不断改善密封系统减少漏油,增加传动效率。这其中具有抗阻燃、零污染的纯水液压技术在经历了多年的研究已经逐渐步入了生产实用化的阶段。纯水液压技术,顾名思义,它是以纯水作为压力介质的液压技术,当前在数字化运用与电传动技术的不断突破下,具有污染环境和燃烧隐患的传统液压油不断遭到质疑,而以水介质的液压系统能根除这一问题。水本身固有的清洁性和阻燃性,满足现代社会对工程提出的环境保护和安全要求,这也是近几年来水压传动技术重新被人们青睐的根本原因。
  纯水液压技术在早前,由于纯水存在粘度低、润滑性能差和易造成元件腐蚀等缺点,无法达到实用化的程度。随着时间的推移,研究的不断发展,新材料技术和精密加工技术的进步使得现在的纯水液压系统能基本克服初始水压传动存在的易腐蚀、泄露、效率低等缺点,液压由此进入了现代水压传动的研究和应用阶段。
  在液压技术前沿的数字化和纯水化液压前景可期,目前来看批量生产的工程机械产品不断改进的是可靠性与控制性,伴随这两大追求的便是机电液一体化的蓬勃发展。
  可靠性主要要求的是动力系统稳妥可靠与液压系统的精密到达,而要解决控制问题,只从机械和液压角度来考虑很难使产品有质的飞跃,必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液转换技术等。于是在上个世纪60年代,美国首先发展一体化技术,如第一台机器人、数控车床、内燃机电子燃油喷射装置等,这便是工程机械机电液一体化技术研发思路的来源。在最近30年,随着超大规模集成电路、微型电子计算机、电液控制技术的迅速发展,日本和欧美各国都十分重视将其应用于工程机械,并开发出适用于各类工程机械使用的机电液一体化系统。如美国卡特彼勒公司自1973年第一次将电子监控系统(EMS系统)用于工程机械以来,至今已发展成系列产品,其生产的工程机械产品中,60%以上均设置了不同功能的监控系统。
  结语:液压件行业技术要求高,高投入慢产出,在未形成规模之前,需要资金和人才持续性投入。目前,行业仍在低迷状态运行中,前期对国际高端液压技术完成收购的企业正在消化吸收,短期内的市场在头痛于如何解决产能过剩与拓展新兴市场产品的问题。不过随着时间的推移,包括我国工程机械液压企业在内的液压件配套及整个液压行业,其竞争格局已经逐渐浮出水面,有基地在开工建设,有生产线在调试实验,产业链条在艰难的对外研仿中完善拓展。完善液压系统配套发展,掌握核心技术;让雾散去,让海市蜃楼散去,建设更高的工程机械产业大厦,已成为目前液压件行业的目标之一。
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