液压技术是一种高效、准确、灵活的控制技术,广泛应用于机械制造、建筑工程、重工业、船舶、航空航天、军事等领域,是现代工业的基础之一。中国目前的液压技术已经有了长足的发展,但是能说明我们成为“液压”强国了吗?液压行业今后又有着怎样的发展趋势呢?
液压行业的定义
液压系统由液压泵等动力元件,液压缸、液压马达等执行元件,液压阀、阀块等控制元件,油箱、过滤器、蓄能器、热交换器等辅助元件和矿物油、乳化液、液压油等工作介质五个部分组成。液压系统产品附加值高、技术难度大,是制造业系统的核心部件。液压行业的市场规模与一国经济总量和工业化水平高度相关,对于地区的机械制造业、装备制造业具有举足轻重的作用,是十分重要的基础研究领域。
有关数据统计,美国、中国、日本、欧洲、独联体是全球液压销售主要市场,其中美国占比38.0%,中国占比30.2%。根据相关机构研究预测,全球市场预计到2025年达到2904亿元,我国目前制造业正处于快速发展并从制造大国向制造强国的转型阶段,因液压产品特别是液压元件基础研究水平不高,严重阻碍了制造业核心技术的提升,制约我国制造业发展,影响我国制造强国目标实现。
液压技术的突出优点
1、能产生巨大的力量,而且容易控制。
用泵很容易得到髙压(2030MP)将比压油送进液压缸后,液压油会产生很大的阻力。比如,汽缸直径为30CM.压力为20MP,由汽缸产生的力可达到1413KN。液压技术广泛应用于压力机、压铸机、注塑机上,就是因为能简单地获得这么大的力。
2、可以在很宽的范围内无级调速。
通过控制阀无级调节供给液压马达或液压缸的流量,可以随意控制其转动或直线运动速度。
3、容易避免过载,安全性大。
机械设备承受超出允许限制负荷是危险的。在液压系统中,即便在工程机械和其他可能出现意外负载变化的情况下,使用安全阀(调速阀)也能很容易地避免过载。
4、尺寸小出力大,可随意选择安装位置。
涡轮控制阀。执行器安装在那里,仅需连接管路或软管,因此设计非常自由。这是必须缓解的重量。增加功率密度。充分利用工业车辆空间。机床等起作用。
5、输出力调节简单精确,可远程操作。
如果采用压力调节阀来控制压力,则很容易控制执行器的输出力。如果采用比例电磁阀,也可以用电信号来控制压力,以实现远程操作。然而,液压技术也有其自身的缺点,我们应该了解它,并在未来的运用中采用更多的防范措施。
国内液压件发展状况
20世纪50年代,我国液压行业进入起步阶段。20世纪60年代后,我国液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域,原来附属于主机厂的液压车间相继独立运行,成为液压件专业生产厂,行业进入专业化生产体系快速成长阶段。进入20世纪80年代,在国家改革开放的政策指引下,液压行业在规划、投资、引进技术和科研开发等方面得到大力支持,从此进入了快速发展期。
21世纪以来,国家积极出台政策促进行业的发展,也加大了技术改造力度,行业进入成熟发展阶段.
近些年,我国宏观经济的向好,固定资产投资的扩大,加速了工程机械、能源冶金设备、矿山机械和农林机械等主机行业的发展。液压元件的市场规模也同比扩大,中国液压工业从规模和数量方面都称得上是“液压大国”。但“液压大国”不等于“液压强国”。我国现有的千余家液压件生产企业,生产规模普遍较小,产品技术来源大多是早年引进产品,不具备完整的知识产权。液压企业在国内市场中竞争激烈,相互低价争夺,尚未形成合力,更无法与国外的液压厂商抗衡。
因此,我国液压高端产品的发展水平一直较低,长期被国外公司所垄断,从而造成主机行业在重要基础部件方面受制于人,甚至影响到制造业的健康发展。
放眼全球,发达国家得益于卓越的液压产业体系和先进的制造工艺技术,液压件在设计、性能、质量等方面普遍优于国内产品。由此,特别是在主机厂商被迫依赖进口液压件的局面维持已久,给其自身的发展造成了诸多不便,甚至成为了影响主机厂商发展的制约因素。随着主机产品的不断更新换代,对液压系统和元件进行局部的改进在所难免,但往往国外液压件企业配合意愿度低,使得主机产品的个性化改进难以实现,这大大制约了主机产品技术的提升。
近年来,随着液压行业应用领域的逐步拓宽,国家相关部委相继出台相关政策推动并规范液压行业的发展。目前,我国国产液压元件已由基础性、技术含量较低的低端元件逐步发展到在某些领域与外资高端品牌比肩竞争的阶段,打破了高端元件多依赖进口的不利局面。 在“十四五”纲要“智能制造”的引导下,我国液压元件主要产业集群地均出台相关政策,支持、推动液压行业走向智能化、高端化。进而提升我国液压行业的自主研发能力,不断攻关液压件的核心技术,实现产业独立自主。
国内液压技术与国外差距
一、技术水平
液压技术的技术水平是衡量一个国家在液压领域的核心竞争力的重要指标。欧美等发达国家的液压技术在技术水平方面已经相当成熟,液压元件和系统的性能达到了极高的水平,例如:
1. 能实现数字化控制和自动化控制:欧美等发达国家的液压技术在控制方面采用数字化控制和自动化控制,可以实现更加准确和高效的控制。
2. 能生产出高性能、高可靠的液压元件和系统:欧美等发达国家的液压元件和系统具有高性能、高可靠性、低噪音、低泄漏、低维护等特点,这些特点极大地提高了液压系统的工作效率和可靠性。
3. 能采用高能效技术:欧美等发达国家的液压技术在能源利用方面非常高效,能够节省能源成本。
相比之下,中国的液压技术在技术水平方面还需要提高。例如,一些中国制造的液压元件和系统在使用过程中易出现泄漏、噪音大等问题,这些都需要更高水平的技术支持。
二、品质水平
液压技术的品质水平是衡量液压产品质量的重要指标。欧美等发达国家的液压产品在品质管理方面更为严格,具有完善的质量控制体系,能够保证产品品质的稳定。例如:
1. 更严格的品质管理要求:欧美等国家的液压产品在品质管理方面更为严格,例如:产品必须符合欧美标准,并通过ISO9001质量管理体系认证等。国内也有很多企业通过,但是说实话水分不小!
2. 更高水平的产品品质:欧美等发达国家的液压产品品质更为优秀,具有更高的质量保证,例如:液压元件和系统的耐腐蚀性、机械强度、精度等方面都达到了非常高的水平。
相比之下,中国的液压产品在品质水平方面还存在一些问题。例如:一些液压元件和系统的质量不稳定,存在产品批次之间的差异。
三、制造工艺
制造工艺是衡量液压产品制造成本和质量的重要指标。欧美等发达国家在液压制造工艺方面更为先进,能够生产出高精度、高性能、高可靠性,低成本的液压产品。例如:
1. 更先进的生产设备:欧美等发达国家的液压制造企业拥有更先进的生产设备和先进的自动化生产线,生产效率更高。
2. 更高效的制造工艺:欧美等发达国家的液压制造企业采用更高效的制造工艺,例如:采用先进的加工工艺和工器具,能够提高加工精度和效率,降低生产成本。感觉国内对工艺的研究还需要加强,很多东西能设计出来,但是做不出来的!
3. 更严格的制造标准:欧美等发达国家的液压制造企业生产液压产品需要遵循更为严格的标准和规范,例如:采用更为高级的生产监控系统和质量控制流程,能够提高产品的质量稳定性和一致性。
相比之下,中国的液压产品在制造工艺方面还需要提高。例如:一些中国制造的液压元件和系统加工精度不高,制造工艺落后,导致产品稳定性和可靠性差。因此,中国液压制造企业需要加强技术创新和制造工艺改进,提高产品质量和竞争力。
液压行业发展趋势及市场需求
①制造业转型升级、技术聚合,促进产业结构优化
近年来,我国陆续出台了相关政策及措施,从核心基础零部件的强化攻坚着手,并结合新工艺技术、新材料的推动,致力于提高液压件的配套件及原材料质量、检验检测、测试评价与标准研究等完整产业链。中国高端液压件产业有望迎来快速、健康发展的机会。期间,充分利用各种行业资源,升级制造瓶颈,进一步优化液压产品结构,加快高端液压件的创新和产业化进程。
②下游行业发展强势聚拢,市场需求个性化、多元化
液压产品作为制造业的通用基础零部件,其下游行业分布较广,随着液压元件加工处理技术的不断升级,应用范围也在不断拓展。回顾过去,液压产品也是从仅用于机床行业到工程机械,再到如今几乎遍布所有制造业。我国液压产品的下游行业以工程机械、汽车、重型机械、机床工具等为主。数据显示,其中占国内液压产品销售额46%的工程机械移动液压为液压行业最主要的下游行业。
③行业绿色化、产品数智化
下游产业技术升级改造与日趋完善的环保法律法规使得液压元件必须向着智能化、节能化、绿色化,特别是向着高效、高功率密度、低噪声、低震动、零泄漏以及抗污染控制、多基介质等适应环保要求方向发展。
④协同发展,齐步迈向“工业4.0”与“互联网+”时代
中国在全球领先的互联网技术为液压产业的“工业4.0”与“互联网+”打下了坚实基础。液压行业“工业4.0”与“互联网+”的关键是通过对各液压元件的控制来实现主机装备的整体自动控制。未来随着5G通信技术的推广,液压泵、马达、油缸、阀等元器件中可直接设置通信地址,大大缩短控制响应时间,让主机产品呈现更强的实时性。同时主机装备大量实时运转产生的大数据快速存储运算,详细记录液压元件的工作状况与性能状态,诸如故障的积累分析与数据的搜集,为不断改进产品设计提供有力的数据支撑。
⑤多方举措,提升可靠性,为进口替代夯实基础
高效、高标准、高可靠性系统集成发展是液压元件的目标。我国液压产品长期因可靠性差、使用寿命低的问题导致主机厂商和终端用户长期不敢用、不愿意用国内液压品牌,以致液压产品长期依赖进口。
经过多年的积累和发展,我国目前液压产品企业整体制造工艺水平已初具规模。同时,行业通过研究、建立行之有效的,较为全面的可靠性评估技术将为产品的进口替代打下坚实基础。