國外工機(jī)配套件基本情況及發(fā)展趨勢

    工程機(jī)械主要配套件有動力元件、傳動元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動機(jī)(簡稱柴油機(jī))；傳動分機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、靜液壓傳動、電傳動等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動及靜液壓傳動。整個傳動系統(tǒng)還包括傳動軸、驅(qū)動橋等。靜液壓傳動有多種結(jié)構(gòu)形式,有的有傳動軸、驅(qū)動橋,有的沒有,視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量),以及相應(yīng)的減速機(jī)等；電氣元件以前對工程機(jī)械的影響還并不大,最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng),主要是起動電路及照明電路,系統(tǒng)及元件都非常簡單,起動可以用拖起動,白天干活不用照明,因此,這兩個電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天,電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個非常關(guān)鍵的分,可以說今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械,電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作,有的甚至寸步難行,等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外,還有各種傳感器,各種控制元件及微處理機(jī)等等。下面就國際上這些工程機(jī)械主要配套件的基本情況及發(fā)展趨勢談?wù)効捶ā?

    1 國外工程機(jī)械主要配套件的基本情況

    目前國外工程機(jī)械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久,技術(shù)成熟、供應(yīng)充足,生產(chǎn)集中度高,品牌效應(yīng)突出。配套件的發(fā)展隨主機(jī)的發(fā)展而發(fā)展,同時配套件自身的發(fā)展反過來又促進(jìn)主機(jī)的發(fā)展。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢好過主機(jī)的發(fā)展形勢。

    1.1 目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢比較好

    近些年來國外工程機(jī)械有一種發(fā)展趨勢,主機(jī)制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向發(fā)展,配套件逐步由供應(yīng)商來提供。比如世界上實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)美國的卡特彼勒(Caterpillar)、凱斯(Case)、日本的小松(Komatsu)、瑞典的沃爾沃(Volvo)等世界上這些大型的工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè),其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的,它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長,一些中小工程機(jī)械企業(yè)就更是如此,配套件逐步主要由零件制造企業(yè)來提供。這樣做有幾大好處,主機(jī)企業(yè)可集中精力把自己的主機(jī)產(chǎn)品作好,減少配套件完全由主機(jī)企業(yè)自己來承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn),而配套件企業(yè)作得更強(qiáng)更大,有能力迅速提高配套件的質(zhì)量、技術(shù)水平,同時能為主機(jī)企業(yè)提供更多的新產(chǎn)品,這樣更容易促進(jìn)主機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展。國外工程機(jī)械主機(jī)企業(yè)從1988年達(dá)850億美元的銷售額以來,基本上沒有多大變化,而相反這些年來配套件從150億美元,增長到1000億美元,增幅是相當(dāng)大的。因此,國外工程機(jī)械配套件這些年來得到了快速發(fā)展。

    1.2 國外工程機(jī)械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、 品種齊全,完全能滿足各種工程機(jī)械的配套需求

    國外許多工程機(jī)械主要配套件企業(yè)都有50年,甚至100年以上的發(fā)展歷史,企業(yè)的規(guī)模都相對較大,技術(shù)十分成熟,品種也非常齊全,幾乎應(yīng)有盡有。比如目前世界上生產(chǎn)密封件及減振器最大的企業(yè),德國的弗羅伊登貝克(Freudenberg)公司,于1849年,生產(chǎn)密封件及減振器已有100多年歷史,其品種應(yīng)有盡有,從技術(shù)上、品種上完全能滿足液壓行業(yè)對密封件及密封技術(shù)的要求。同時還不斷推出新的密封材料及新的密封結(jié)構(gòu),推動液壓密封技術(shù)不斷向更高技術(shù)水平發(fā)展。目前世界上最大的中大型發(fā)動機(jī)制造企業(yè),美國的康明斯(Cummins)發(fā)動機(jī)制造公司,于1919年,也幾乎有近100年的歷史。37.3kW(50馬力)以上的柴油機(jī)可以全方位為各種工程機(jī)械,甚至所有需要柴油機(jī)動力的各種機(jī)械配套,在技術(shù)上可以完全滿足最苛刻的歐II、歐III排放標(biāo)準(zhǔn),甚至可以達(dá)到歐IV、歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。

    在流體產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi),目前世界上最大的流體產(chǎn)品(主要是液壓件、密封件及液壓附件等)制造企業(yè),美國的派克(Parket)公司,于1918年,也有近100年歷史,可以提供品種齊全的、高技術(shù)水平的液壓件、密封件及所有的液壓附件。目前世界上最大的用于靜液壓系統(tǒng)的變量液壓元件制造企業(yè),德國的博士――力士樂公司,已有200多年的歷史,從1953年開始全面制造液壓元件,也有50年以上歷史。其最具特色的產(chǎn)品是用于靜液壓傳動的變量系統(tǒng)液壓元件,無論是斜盤式或斜軸式,閉式(泵控)或開式(閥控)系統(tǒng)液壓元件品種都非常齊全,能為各種需要靜液壓系統(tǒng)元件的工程機(jī)械整個系統(tǒng)成套配套。還有世界上最大的傳動件制造企業(yè),德國的ZF公司,于1915年,也有近100年歷史,能為各種工程機(jī)械提供品種齊全的傳動件。在電氣配套件方面,世界最大的德國西門子電氣公司,以及日本的東芝公司、川崎公司、德國的博士(Bose)公司等,都有50年以上,甚至100年以上的悠久歷史,能滿足工程機(jī)械各種高技術(shù)水平的電氣系統(tǒng)和電氣元件的要求。

    1.3 生產(chǎn)集中度很高

    生產(chǎn)集中度高是配套行業(yè)的特征,前面所談到的象弗羅伊登貝克公司,年?duì)I業(yè)額達(dá)50億歐元以上,在歐、美、日等世界主要密封件市場,占據(jù)了50%以上的市場份額,在全世界有2.8萬名員工,在的無錫、長春也分別建有工廠。以生產(chǎn)中型發(fā)動機(jī)為主的康明斯公司,2002年其營業(yè)額已超過59億美元,在全世界有40多家工廠,有2.5萬名員工,在已有8個子公司,幾乎占據(jù)了世界流通領(lǐng)域中大型發(fā)動機(jī)近一半以上市場份額(卡特、小松等自己生產(chǎn)發(fā)動機(jī)自己用的產(chǎn)品未算在流通域)。世界上幾大主要液壓件制造企業(yè),美國的派克公司、伊頓――威格士(Eaton-Vickers)公司、博士――力士樂(Bosch-Rexroth)公司等幾大公司占據(jù)了世界液壓件市場的絕大分。派克公司2001年?duì)I業(yè)額已達(dá)60億美元以上,職工已達(dá)6萬人,在全世界有200多家分公司及工廠。世界上幾大傳動件制造企業(yè),德國的ZF,美國的德納(Dana),阿里遜公司等占據(jù)了世界相當(dāng)大的傳動件市場份額?！癦F” 2001年?duì)I業(yè)額達(dá)91億歐元。

    以上這些例子每一家的年銷售收入都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工程機(jī)械整個配套件行業(yè)的年銷售收入。2002年工程機(jī)械配套件全行業(yè)的銷售收入只有26億元,折合美元不到4億美元,只有弗羅伊登貝克公司、派克公司等十五分之一左右,就連美國一個作小小單一產(chǎn)品――過濾器的美國頗爾公司都不如,頗爾公司年銷售收入為7億美元,也幾乎是我國工程機(jī)械配套件全行業(yè)年銷售收入的2倍?？梢娛澜绻こ虣C(jī)械配套件的集中度非常高。

    據(jù)統(tǒng)計(jì),世界前10幾名最大的工程機(jī)械主機(jī)企業(yè)占了整個工程機(jī)械市場的75%以上,世界上前10幾名配套件企業(yè)同樣占了整個配套件市場的70%~75%以上。

    當(dāng)前世界工程機(jī)械配套件企業(yè)為進(jìn)一步提高系統(tǒng)成套配套能力,進(jìn)一步提高市場競爭力,進(jìn)一步追求經(jīng)濟(jì)效益最大化,加快企業(yè)之間的采購及集團(tuán)化進(jìn)程,產(chǎn)品及企業(yè)集中度還在繼續(xù)進(jìn)一步提高。1999年由美國伊頓公司以17億美元整體收購世界液壓行業(yè)著名的老的名牌企業(yè)威格士公司；美國派克公司并購了世界最大的齒輪泵生產(chǎn)企業(yè)美國的康摩希爾(Commercial)公司；薩奧(Sauer)公司與丹弗斯(Danfoss)公司合并,日本內(nèi)田油壓全賣給力士樂公司,力士樂公司又由博士公司整體收購。2000年英國帕金斯公司以13億美元整體賣給卡特彼勒公司等都說明了世界工程機(jī)械配套件企業(yè)集中度還在進(jìn)一步提高。

    1.4 有眾多的世界級名牌產(chǎn)品

    除前面提到的康明斯發(fā)動機(jī),弗羅伊登貝克公司密封件、派克、伊頓――威格士、博士――力士樂液壓件,ZF、德納、阿里遜傳動件等都是世界最著名的企業(yè),其產(chǎn)品都是世界最知名的名牌,產(chǎn)品品種規(guī)格多、產(chǎn)銷量大。

    還有許多單一的、有特色的專用配套件,也有許多世界知名企業(yè)及世界名牌產(chǎn)品。比如前面提到的美國頗爾過濾器,小小的過濾器,在世界有20多個子企業(yè),遍布世界各地,年?duì)I業(yè)額達(dá)7億美元以上,占據(jù)了很大的國際過濾器市場份額,為世界過濾器最知名品牌?？的ο柟镜凝X輪泵,在世界上最有特色,可稱得上世界齒輪泵的最知名品牌,目前該公司已被派克收購。還有液壓行業(yè)比較專業(yè)的有特色的世界知名品牌,如美國薩奧公司的變量柱塞泵；哈斯科(Husco)的各類閥,特別是獲得專利技術(shù)的負(fù)荷傳感控制技術(shù)的閥；德國哈威(Have)公司的軸向、徑向柱塞泵,方向、壓力、流量控制閥；日本帝人公司的帶變量馬達(dá)的行走減速機(jī)等。還有一些其它的世界著名工程機(jī)械配套件產(chǎn)品,如美國的蓋瑞特渦輪增壓器,幾乎世界主要大公司的柴油機(jī)都用該公司的產(chǎn)品；德國赫施羅特艾德有限公司的回轉(zhuǎn)支承；美國米其林公司的橡膠輪胎；意大利拍可(Berco)公司的四輪履帶行走裝置等等,都稱得上世界名牌產(chǎn)品。各行各業(yè)還有不少世界名牌產(chǎn)品,這里就不一一列舉了。

    1.5 中小企業(yè)有自己專長的特色產(chǎn)品

    世界上工程機(jī)械除實(shí)力很強(qiáng)大的配套件企業(yè)外,還有數(shù)量眾多的中小型企業(yè),這類企業(yè)美國、日本、西歐都不少。比如美國液壓、氣動行業(yè),中小企業(yè)就有190多家。在歐洲,意大利特別突出,意大利大型配套件企業(yè)很少,中小企業(yè)很多,這些企業(yè)大多數(shù)都在100人甚至50人以下。這些眾多的中小型配套件企業(yè)要在實(shí)力強(qiáng)大的大企業(yè)的夾縫中求得生存是非常困難的。但有許多這樣的中小型企業(yè)生存下來了,甚至能長久存在下去,有的生存得還非常不錯,主要是這些企業(yè)有它們自己的專用技術(shù)、特色產(chǎn)品。有的是其它企業(yè),甚至是大企業(yè)沒有的。比如前面提到的頗爾過濾器、蓋瑞特渦輪增壓器、康摩希爾公司的齒輪泵、薩奧公司的變量柱塞泵、帝人制機(jī)公司的行走馬達(dá)減速機(jī)等,就是屬于這類專有的有特色的產(chǎn)品。還有一些中小企業(yè)專門為其它公司供某一種或某一分專門零件或件,甚至毛坯等。比如有專門為大公司配電磁鐵、配鍛件、鑄件等,因此,中小配套件企業(yè)要使自己能生存和發(fā)展必須在專字上和精字上下功夫,把自己的專有技術(shù)、專有產(chǎn)品作精,作得非常有特色,否則很難在夾縫中長期生存下去。即便是這樣,世界上許多這樣的中小企業(yè)還在不斷地尋找新的出路。比如康摩希爾公司加入Parker集團(tuán)就是尋找新的出路的方法之一。

    1.6 配套件企業(yè)與主機(jī)企業(yè)結(jié)成緊密的伙伴聯(lián)盟關(guān)系

    在當(dāng)今世界工程機(jī)械市場上,主機(jī)企業(yè)與配套件企業(yè)是密不可分的。配套件企業(yè)要生存要發(fā)展離不開主機(jī)企業(yè),主機(jī)企業(yè)要生存要發(fā)展也離不開配套件企業(yè)。即便是世界上實(shí)力最強(qiáng)的,主機(jī)和大分配套件都自己生產(chǎn)的,世界工程機(jī)械第一塊牌子美國卡特彼勒公司在很多方面也要依賴配套件企業(yè),比如在傳動件方面,許多產(chǎn)品是由ZF給它配套件。許多液壓件、電器元件是博士―力士樂,甚至其它公司給它配套的,它與這些配套件企業(yè)結(jié)成了緊密的伙伴聯(lián)盟關(guān)系?？ㄌ赜性S多新產(chǎn)品,新機(jī)型的推出,許多技術(shù)水平更高的新的配套件是來自于這些配套件公司或者是由卡特設(shè)計(jì)的,讓這些配套件企業(yè)幫它生產(chǎn)的。給卡特配套的配套件都打上卡特的商標(biāo)。這些配套件企業(yè)也非常講信用,只要是卡特專用的產(chǎn)品它們決不原封不動地賣給第三者?？梢娭鳈C(jī)與配套件企業(yè)是伙伴聯(lián)盟關(guān)系。還有Case公司與Commins結(jié)成聯(lián)盟,Commins專為Case生產(chǎn)專用配套的發(fā)動機(jī),打上Case的商標(biāo)等等。因此,主機(jī)企業(yè)與配套件企業(yè)是唇齒相依的關(guān)系,只有互相密切配合,互相支持,利益共享,才能求得共同發(fā)展。

    2 國外工程機(jī)械配套件發(fā)展趨勢

    2.1 電子技術(shù)步入工程機(jī)械領(lǐng)域,使工程機(jī)械發(fā)生了巨大變化

    當(dāng)今世界上工程機(jī)械配套件發(fā)展的一個最顯著的特點(diǎn)是電子控制技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用,這可能是20世紀(jì)末到21世紀(jì)又一次世界工程機(jī)械行業(yè)的性變化。

    世界工程機(jī)械誕生100多年來,幾次關(guān)鍵性的新配套件的出現(xiàn)引起了工程機(jī)械發(fā)展史上的性變化。第一次是柴油機(jī)代替汽油機(jī)；第二次是液壓操縱代替機(jī)械操縱；第三次是液力變矩器的出現(xiàn),液力機(jī)械傳動代替機(jī)械傳動,第四次是行走工程機(jī)械的鉸接式動力轉(zhuǎn)向代替剛性車架的偏轉(zhuǎn)輪胎轉(zhuǎn)向等都對世界工程機(jī)械技術(shù),起到了性的推動作用。當(dāng)前許多電子控制技術(shù)的配套件的發(fā)展,將又一次帶來世界工程機(jī)械性的技術(shù)發(fā)展。

    當(dāng)前飛速發(fā)展的微電子技術(shù)及微電腦技術(shù)在工程機(jī)械配套件的應(yīng)用上發(fā)展非?？臁Ｔ诳刂萍夹g(shù)方面,利用體積很小的大規(guī)模集成電路、微處理器為核心,對作業(yè)操縱進(jìn)行集成電子控制,逐步發(fā)展到包括變速、轉(zhuǎn)向、制動、柴油機(jī)等全面的集成電子控制,進(jìn)而向智能化方向發(fā)展。為適應(yīng)主機(jī)的集成電子控制及智能化發(fā)展的需要,主要配套件實(shí)現(xiàn)用電子化控制改變傳統(tǒng)的控制方式,主要是通過機(jī)電液一體化來實(shí)現(xiàn)配套件的電子控制,且電子控制元件逐步內(nèi)藏化,使電子、電器元件成為整個配套件不可分割的一分。比如柴油機(jī)從開始的電子噴射到目前出現(xiàn)的全電子控制,變速操縱的微電腦集成控制,作業(yè)及轉(zhuǎn)向操縱的電液比例控制等,這些配套件不但本身實(shí)現(xiàn)了單一的電子控制或微電腦集成控制,而且還為整機(jī)實(shí)現(xiàn)電腦集成控制提供了電路接口,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化打下了基礎(chǔ)。智能化也是從簡單逐步到復(fù)雜,從單個項(xiàng)目逐步到全面,這方面目前世界上也剛剛在起步。如卡特彼勒G一代輪式裝載機(jī),有帶智能化的微電腦集成操縱控制,但仍保留了原來的操縱控制系統(tǒng),同時作業(yè)操縱還未實(shí)現(xiàn)智能化。柳工今年3月份與中南大學(xué)及上海寶信公司合作,嘗試搞了一臺搖控智能化裝載機(jī),進(jìn)行了試驗(yàn),對智能化工程機(jī)械有了初步認(rèn)識。微電子及微電腦控制技術(shù)在工程機(jī)械及配套件上的廣泛應(yīng)用,使整機(jī)操縱的安全舒適性、節(jié)能及環(huán)保、作業(yè)質(zhì)量及效率等都有可能達(dá)到最佳程度,因此電子控制技術(shù)在工程機(jī)械及配套件上的應(yīng)用與發(fā)展,會帶來世界工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展史上的又一次。除控制技術(shù)外,其它方面,如微電腦控制的智能化電子監(jiān)測系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng),智能化自動潤滑系統(tǒng),自動電子稱量系統(tǒng)等都得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

    2.2 當(dāng)前世界工程機(jī)械向兩極方向發(fā)展,特別是向小型化及微型化方向發(fā)展的趨勢特別明顯

    世界上通常把74.6 kW(100馬力)以下的工程機(jī)械稱為小型工程機(jī)械。小型工程機(jī)械主要產(chǎn)品有小型挖掘機(jī)、小型裝載機(jī)、滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)、挖掘裝載機(jī)、小型伸縮臂裝卸機(jī)、小型推土機(jī)、壓路機(jī)等。世界上近10年來,74.6 kW(100馬力)以上到298 kW (400馬力)之間的中等型號工程機(jī)械基本上沒有大的發(fā)展,近幾年來還有下降趨勢。但小型工程機(jī)械一直成快速發(fā)展之勢,特別是在歐美發(fā)展很快。在日本發(fā)展也特別明顯,近幾年日本的整個工程機(jī)械市場下降很嚴(yán)重,但小型工程機(jī)械仍呈上升趨勢。目前世界上最小的液壓挖掘機(jī),整機(jī)質(zhì)量只有0.4 t,斗容量0.02 m3,發(fā)動機(jī)功率只有7 kW?？得魉拱l(fā)動機(jī)公司以前只生產(chǎn)37 kW (50馬力)以上的中大型發(fā)動機(jī),近年來公司看到了小型及微型工程機(jī)械的發(fā)展形勢,也迅速投入了小型發(fā)動機(jī)的研制。這兩年來先后了5種型號的A系列小型發(fā)動機(jī),功率從13.4~44.7 kW (18~60馬力),使康明斯發(fā)動機(jī)的功率從原來最小的37 kW (50馬力)向下延伸到13.4 kW (18馬力)。隨著主機(jī)向小型化方向發(fā)展,配套件也明顯地、比較迅速地向小型方向發(fā)展。

    2.3 靜液壓技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用越來越普遍

    目前國外工程機(jī)械最新技術(shù)發(fā)展的另一個顯著特點(diǎn)是靜液壓傳動得到越來越普遍地應(yīng)用。靜液壓傳動其傳動效率比液力機(jī)械傳動高出十幾個百分點(diǎn)。

    近年來世界上各主要工程機(jī)械制造企業(yè),發(fā)動機(jī)功率在74.6 kW(100馬力)以下的小型工程機(jī)械,基本上都采用了靜液壓傳動。采用靜液壓傳動后,泵與馬達(dá)基本上都是變量的,且泵的出油方向可變,不但傳動效率比液力機(jī)械傳動高出十多個百分點(diǎn),而且還可非常方便地實(shí)現(xiàn)電液變速操縱的電子控制,可與動力分配很好地配合,保證在各種速度下得到盡可能大的牽引力,達(dá)到最佳的高效節(jié)能效果, 同時還可采用液壓制動。靜液壓制動理論上講是無磨損的,因而減少了制動系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng),并提高了制動的可靠性。采用靜液壓傳動后,整機(jī)布置發(fā)生了變化,驅(qū)動馬達(dá) 通過一個簡單的傳動箱固定在后橋上,傳動箱另一端用傳動軸與前橋相連,發(fā)動機(jī)橫置,這樣后懸短,后罩小,拓展了駕駛員的后視野。

    目前靜液傳動與液力機(jī)械傳動相比唯一的缺點(diǎn)是成本太高,如果將成本降到與液力機(jī)械傳動差不多,液力機(jī)械傳動將會被靜液壓傳動所取代。

    我國工程機(jī)械配套件企業(yè)通過“七五”、“八五”、“九五”的大規(guī)模技術(shù)改造及技術(shù)引進(jìn),與國外企業(yè)合資、合作,無論是產(chǎn)品品種、產(chǎn)量、數(shù)量、質(zhì)量及技術(shù)水平都得到了飛速發(fā)展。但與世界工程機(jī)械配套件相比,在企業(yè)規(guī)模、品牌、品種、質(zhì)量及可靠性,產(chǎn)品技術(shù)及制造技術(shù)等方面還存在著巨大差距,希望配套企業(yè)加強(qiáng)行業(yè)的整合,加強(qiáng)科研工作,盡快趕上世界先進(jìn)水平,為我國工程機(jī)械事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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