專 題 / pickup

對于建機來說,LOWER是什麼?
面向未來的開發是?

  • 神鋼建機
    開發本部 生産設計部長
    兼 下部行走體開發組組長

    築穴 隆司先生

  • 神鋼建機
    開發本部 生産設計部
    下部行走體開發組 Manager

    前田 真先生

  • 神鋼建機
    開發本部 生産設計部
    下部行走體開發組

    山本 大二郎先生

對于建機來說,LOWER是什麼?
先進的耐用性和行走能力
以适應苛刻的現場需求

LOWER(下部行走體),看上去不起眼,但是對于挖掘機來說是一個重要的組成部分。
我們向從事下部行走體開發的三位工作人員詢問了對LOWER(下部行走體)的看法--為了适應苛刻的現場需求出現的功能上的變化;以及蘊含其中的許多制造上的執着。

結實、不顯眼!
這是行走系統的最大課題

  要求液壓挖掘機的行走系統、LOWER(下部行走體)具備哪些要素呢?圍繞這個課題,我們詳細詢問了擔任下部行走體開發組組長的神鋼建機開發本部生産設計部長築穴隆司先生。他的回答别出心裁。
  “不顯眼”。意思就是沒有任何故障。行走時發出的噪音和震動越小越好。作為在背地裡使力氣的“無名英雄”,最理想的狀态是,不施以額外的壓力、不搖晃給人安全感、穩定地工作。

  因此,首先要求LOWER(下部行走體)結實、不容易壞!也就是具備高耐用性。此外,行走系統,在持續使用過程中将産生磨耗,磨耗達到一定程度,需更換零部件。如果考慮運行成本的話,當然更換的次數越少越好。從這個意義上來說,LOWER(下部行走體)也是一個重要的要素。

  因此,進行LOWER(下部行走體)開發時,經常要求其具備一定的“耐用性”。不過,發揮着重要作用的其中之一是支架。在開發組内擔任支架開發的山本大二郎先生如是說:
  “下部行走體的支架, 在80年代形狀從過去的H型修改為X型(現在的基本形狀)。由此,強度和穩定性均得以提高。其後也進行了很多改進,2001年左右,形狀幾乎接近于現在的樣子。”

  從原理上來說,X型的形狀能夠分散負荷,即便向前後左右任何一個方向搖晃時,具有增加穩定性的效果。

X型支架

  但是,進入2000年以後,中國、印度、東南亞的現場,對建築機械的需求不斷增加,築穴先生說,“要求行走系統再上升一個台階”。
  這是因為在更大規模、更加苛刻的現場,要求長時間滿負荷運行,需要具備更強的耐用性。例如,中國和印度的礦山,在石頭的切割搬運時,被應用到負荷更高的作業之中。也需要在凹凸不平的岩石上行走,或者壓在松松軟軟的土質路面上。在這種情況下,由于應力集中和荷重的反複,在支架和行走系統的零部件上産生裂紋等。

  據說當時的負責人前田真先生和山本先生曾多次親自奔赴當地,反複進行情況的确認和應力的測量,以實現改善。
  “龜裂,到底是焊接裂紋還是本體裂紋,一一進行驗證,X型中,改變形狀和闆子的厚度、焊接的強度,進行大幅度改進,才形成今天的局面。應力标準也修改成了以前标準的三倍。”

結構本身較為簡潔。
如何将其進行改進?

  為了應對苛刻的現場用戶的需求,外觀上不容易看出,但是已經改進的部分還有許多地方。
  例如,在切割花崗岩這種堅硬的石頭現場,花崗岩粒子就像研磨劑一樣磨耗零部件,容易發生故障。最易受影響的是上下滾軸、鍊輪齒(驅動輪)和履帶鍊節(連接履帶闆的零部件、相當于自行車的鍊條)咬合的部位。提高了其耐磨耗性。

  或者,行走時産生的震動和動作不協調、挖掘時履帶搖晃等一系列感官上的瑕疵亦得到了改善。一個是合理分配上下滾軸的安裝間隔。由此,減少腳部動作的不協調和行走時的震動。此外,調整鍊輪齒(驅動輪)和前惰輪的高度。通過稍微提高履帶兩端的角度,從而提高行走能力。但是,履帶和地面之間的接觸面積變少的話,将減少其穩定性,每個機型都嚴格要求保持“行走能力”和“穩定性”之間的平衡關系。
  通過上述改善,在長時間的運行中,駕駛員會感覺壓力進一步得以減輕。

  與泥土之間的鬥争,作為一個“永遠的課題”應該說是液壓挖掘機的宿命。下部行走體内蓄積泥土時,運行變得遲鈍,對油耗也會發生影響。同時,泥土也是造成機器發生故障的原因。例如,泥沙進入承重輪時,一旦按壓到油封上,會造成潤滑油洩漏。由此會造成滾軸發生磨損,最後無法運行。因此,在履帶牽引裝置支架上部,設置一定的角度,在上滾軸的下方,設置泥土掉落的孔穴,如此泥土不會堆積,容易打掃。

  築穴先生的下面的話給我留下深刻的印象。“精緻的構造,一遇到撞擊就壞,這是本末倒置。構造上複雜,則容易損壞,因此下部行走體的零部件數量不多,并且構造本身也簡潔。其中,如何根據現場的需求加以改進,才是決定勝負的關鍵所在”。

面向未來的開發是?
鑽研零部件
進一步提高耐磨損性,降低成本

  神鋼建機對于下部行走體,根據現場的需求,鑽研每個細節。其中,得到好評的是“行走能力”。
  挖掘機的履帶牽引裝置,促使後部帶減速機的行走馬達運行,左右履帶牽引裝置單獨驅動。因此,将左右的履帶牽引裝置反向旋轉,或者隻旋轉一側,稱為原地轉身(spin turn)、平轉身(pivot turn)的方向轉換。會聽到“方向轉換是有極限的”這樣的評價。神鋼建機的優勢在于,在重量提高過程中,通過引導出引擎的馬力與行走馬達的平衡和牽引力,從而形成“極限”。

  然後,引導出包括強度和耐用性等性能的是,完善的行走試驗。我們模仿實地情況設定容易磨損的崎岖不平的道路、實施各種模式的行走試驗和耐久試驗。此外,針對構成下部行走體的各個零部件單位,進行應力測量,對每一個細小的零部件進行驗證,提高其精度。

  據說,下部行走體開發組,作為一個專業小組,緻力于行走系統的進一步強化。其中,更加重視零部件技術的鑽研探究。
  “除了更加強力的強度,同時還追求質量和成本降低。在制造費用中,行走系統的占比較大。因此,比過去更加重視零部件的研究。即便是迄今為止一直采購的零部件,我們也打算與專業生産廠商聯手推進共同開發”(築穴)。

  關于這一點,前田先生繼續說:
  “例如,為了減少行走阻力,從而提高耐磨損性,打算改進滾軸。如果不把不良零部件拆解下來往裡面看的話,很難看出個究竟。但是,拆解工作也是一件費力費時的事情。通過與專業生産廠商聯手協作,也能反複進行更具針對性的試驗。今後在技術上依然堅持不懈地鑽研下去”。