混凝土机械行业前景范文
时间:2024-04-02 18:05:27
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篇1
我国水利机械企业大多是20世纪五六十年代建立的,主要从事水工金属结构的制造和施工机械的修配。从60年代开始生产非标准产品,各类水利机电产品及自动化系统的研制开发经历了从无到有,从仿制到自行设计,从单件生产到形成较大规模的艰苦历程。改革开放为水利机械行业带来了迅速发展的大好时机。为适应水利事业发展的需要,水利部对部分水利水电制造企业进行了技术改造,从国外引进了一些较为先进的技术、装备,有重点地扶持了一批水利水电制造企业。同时,建立了水利机械的行业组织,成立了专门从事水利施工机械和水利水文自动化及仪器设计的研究机构,为水利机械行业的发展奠定了基础。经过50年来的不断努力,我国的水利机械已具备一定的研制、开发适合我国国情的水利机械产品的实力。
尽管我国水利机械行业和水利机械产品有了长足的发展,许多产品的质量和技术性能可基本满足水利建设和大型水利工程的一般需要,有些产品的技术性能接近或达到了国际先进水平。但由于水利机械行业基础比较薄弱,企业生产规模较小,产品结构不合理,质量低,资金短缺,社会负担重,手段落后,设备老化,科研基础设施陈旧,不同类型产品发展水平也不尽相同,新产品新技术开发应用速度较慢,企业发展后劲不足,许多产品的发展还不能满足新形势下现代化水利建设的需要。近年来随着我国对外开放的深入,国外产品大量进入中国市场,使得国内有些企业及产品竞争力不足。如掘进机、挖泥船、节水灌溉设施等机械产品和水利水文自动化设备及仪器仪表,其技术水平与国外产品还有很大差距。
二、加入WTO后对我国水利机械行业的影响
入世后,国内市场将进一步对外开放,国内市场的国际竞争会进一步扩大。同世界各国一样,我国保护国内产业的主要手段是关税和非关税措施。我国政府已经承诺,工程机械的关税将逐步下调。在今后的5年内,工程机械行业的平均关税要由2000年的16.4%降到2005年的9%~10%。这样,在我国人民币汇率基本稳定的前提下,国外水利水电施工机械的价格将不断降低,在国内市场的竞争力将增强。这将对国内水利机械行业的生产企业带来冲击。
在非关税措施方面,我国实行的是配额和许可证管理制度。在今后的4年中,部分大型施工机械产品将逐步取消进口管理,直到2004基本取消进口控制。到时,进口水利机械与我国自行生产的水利机械将完全处于平等的竞争环境中,国产水利机械将面临巨大的竞争压力。
在我国应享受的权利方面,入世后中国可以享受WTO规定的普遍最惠国待遇和降低关税、取消非关税壁垒的好处,中国的企业将获得与其他国家企业平等的参与市场竞争的机会,赢得相对稳定和正常的国际市场的环境,这为我国的水利机械进入国际市场提供了更多的机会。对不同的产品类型将产生不同的影响。
1.金属结构产品及永久设备
目前全国有200多个厂家从事水工金属结构产品和永久设备的生产制造,年生产能力约30万t。不少产品在核心技术方面有所突破,如超大型水工闸门、启闭机、大型船闸等。该类产品属于劳动密集型,科技含量低,具有价格优势,因而国外公司的同类产品不太可能进入中国市场,反而我国的产品更容易进入国际市场。
2.水利水电施工机械
我国拥有一支相当可观的水利水电施工机械设计和制造专业队伍,主要产品有混凝土机械、专用起重机械等。该类产品有较高的科技含量,我国自己的产品在某些方面已经接近或达到国际水平。如大型预冷混凝土搅拌楼、门座式起重机等。近年来在国内市场上也有进口产品,但国产产品的市场占有率为90%。随着关税的降低,进口产品的价格可能有所降低,所占市场的份额可能会增加。但我国出口发展中国家的机会可能会更多。至于用于大型水利工程如南水北调等工程的超大型施工机械,如盾构机及辅助成套装备、大型洞涵开挖衬砌成套装备、大型渠道开挖铺衬成套设备、大型高架渡槽施工成套设备以及大型混凝土浇筑施工设备等,我国尚处于开发研制阶段,没有形成产品,与国外的差距很大,在短时间内可能会由进口产品统治市场。
3.清淤疏浚机械
我国已研制开发出国际上现有的多种清淤、清障和疏浚机械,其中挖泥船已形成链斗式、绞吸式、耙吸式、斗轮式、冲吸式、射流式及两栖式等多品种的系列产品。但在关键部件及核心技术方面,如高浓度、高效率、大输送距离且能自动监测并综合显示挖掘性能方面,产品技术、性能、质量和可靠性方面仍和发达国家的产品有较大的距离。随着关税的降低,国外产品的价格将有可能降低,所以在国内市场的竞争将更趋激烈。
4.节水灌溉设备
我国灌溉设备的设计技术和制造已基本能满足我国不同地区、不同条件下发展灌溉工程的需求。通过引进奥地利、德国、以色列、荷兰、意大利等国先进技术和科技攻关,大型喷灌机的技术经过起步、关键部件攻关和完善提高、稳妥推广的三个发展阶段,已基本具备了能够自己生产各类喷灌机的能力。但其品种、质量、控制技术及智能化方面仍然存在较大的差距。随着进口散件关税的降低,合资产品的总体价格可能会接近国产产品,对国产产品将产生很大的冲击。
5.水利水电自动化系统及仪器仪表
近年来,我国在多功能水文仪器、大坝安全监测技术、水情自动测报技术、通信卫星水情自动测报系统等方面开展了科研攻关并取得突破,形成了水文仪器及仪表、水情自动测报系统、闸门自动监控系统、大坝安全监测自动化系统、水电站计算机监控系列产品。但我国的生产工艺水平较差,致使产品在质量和可靠性方面难以和国外产品抗衡。所以有关产品也会迅速进入我国市场,形成竞争势态,但无疑也会为水利机械产品出口发展中国家提供更广阔的前景。
三、机遇与挑战
水利建设面临着前所未有的大好形势和发展机遇。根据《全国水利发展第十个五年计划和2010年规划》,“十五”期间,将以发展为主题,以水资源的可持续利用为主线,以改革和科技进步为动力,以满足人民群众对水的基本需求为根本出发点,进一步加大对水利的投资。全国水利建设投资规模将达到4625亿元,其中防洪工程建设投资约为2800亿元。水利建设将以长江、黄河等七大江河为轴线,以东北、黄淮海平原、长江中下游地区和东南沿海四个经济区的水利工程为重点,以西部大开发的水利建设为新的增长点,逐步形成全国水利保障体系。通过兴建南水北调等大型跨流域跨地区的调水工程,形成东西互补、南北互济的水资源配置格局,缓解北方地区缺水矛盾。
在水利工程建设中,机械方面的费用占30%左右。水利建设对一般通用的土石方机械、混凝土施工机械、清淤机械等设备的需求会明显增加,如:挖掘机、装载机、推土机、铲运机、混凝土搅拌站等。与此同时,还需要大量适应防洪抢险及水利建设特点的特殊机械,如深水型清淤机、轻型快速打桩机、防渗墙施工机械、斜坡压实机、碾压混凝土机械等。另外,由于水利建设对设备安全性、可靠性要求较高,对质量要求较严,这也将对水利机械的产品性能、质量及可靠性等方面提出新的要求。
综上所述,水利建设和水利工程都需要大量的水利机械装备和施工设备,这就为水利机械产品提供了广阔的市场前景,也为水利机械的发展提供了前所未有的机遇。然而,中国加入了WTO,关税和非关税壁垒的逐渐消除,国外先进技术和设备的大举进入,将对我国的水利建设市场造成强大的冲击,也使我国水利机械行业的企业受到严峻的挑战。
四、对策与措施
1.尽早了解和掌握WTO的各项规则
我国的企业要想在开放的市场竞争中站稳脚跟,必须熟悉和掌握WTO的基本规则,研究如何应用这些规则,发挥自己的优势,扬长避短。
2.加快建立现代企业制度,提高企业经营管理水平
我国的企业应该努力学习国外企业的生产经验和管理经验,掌握更先进的技术,提高市场竞争能力,参照国外企业的制度建设,逐步对现代企业制度加以完善。要通过竞争来完善自己的管理制度,提高自己的经营管理水平,特别是要积极借鉴国外企业的先进经营管理经验。
3.提高人员素质,培养高级人才
水利机械大多属于劳动密集型的企业,多少年来一直靠手工作坊式的生产方式。特别缺乏优秀的企业经营者和有真才实学的科技开发人才、市场拓展人才、国际贸易人才和业务技术熟练的普通员工。因此,企业必须大力提高员工素质,广泛培养和招聘各类人才。要通过再培训再教育的方式不断更新管理人员、技术人员的知识。
篇2
来自展会主办方的数据显示,2006年CONEXPO有192家参展商,参展净面积为16,099平方米。中国参展商的参展面积约占总展出面积的40%,国际参展商约占60%。博览会吸引了来自全世界超过75个国家的13,100名参观观众。参观观众数量最多的国家依次是:中国、澳大利亚、美国、韩国,印度、日本、俄罗斯、菲律宾、新加坡和马来西亚。
虽然也有业内人士指出,2006年的CONEXPO是美国企业在中国的一次集中的展示,据不完全统计,半数以上的国际参展商来自美国。但是据了解。美国设备制造商协会用了8年多的时间,才最终与中国机电产品进出口商会和交通部科学研究院交通科技交流中心达成一致,共同举办CONEXPO,再加上业界著名的美国克劳斯公司,形成了中外的强强联合。可谓来者不善。而且CONEXPO决定每年在北京举办一届,2007年的CONEXPO将于秋季举办。也就是说2007年CONEXPO将不可避免地与同样在北京秋季举办的BICES展开厮杀。BICES将面临前所未有的压力。
BICES创办于1989年,由中国贸促会机械行业分会和中国工程机械成套公司主办,单年秋季在北京举办,是我国自有品牌展览会,已经通过全球展览业协会的认证。由于规模不断扩大,受场地的限制2005年BICES移师北京经开汇展中心,但也因此给参展商和观众带来了不便,对此组委会只能通过加大人力和物力,提升服务水准,尽可能让与会者感觉满意。令业界欣慰的是,2007年,中国工程机械工业协会将以主办方的身份参与展会的运作,增强了BICES的整体实力。
中国工程机械产业的飞速发展和广阔的市场前景是国际组织进入中国的主要原因,在美国人之前,德国的慕尼黑展览公司于2002年成功将其在欧洲著名的工程机械展“BAUMA”移植到中国,双年在上海举办。BAUMAChina也是慕尼黑展览公司在中国开展业务最好的一个子品牌展会,并且沿用了德国“BAUMA”原有商标。
篇3
Abstract: Based on the development of 3D printing technology, this paper analyzed the principle and classification of 3D printing technology, incorporated it into the mineral processing machinery direction innovatively, discussed the application of 3D printing from mineral processing machinery teaching, repair parts, display of publicity, new product research. The analysis shows, 3D printing technology will have a transformative impact on the traditional mineral processing machinery industry, and have long-term development potential and enormous economic benefits.
关键词: 选矿机械;3D打印;教学设计;零件修复
Key words: mineral processing machinery;3D printing;instructional design;parts repair
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)22-0185-02
0 引言
3D打印技术是制造业领域正在快速发展的新兴技术,以其数字化、网络化、个性化、定制化等特点,被誉为是“推动第三次工业革命的重要生产工具”[1],3D打印技术对我国制造业的发展起着极其重要的推动作用,其应用领域十分广泛,包括航空航天、武器装备、工业设计与制造、医疗、文化、珠宝首饰、建筑等多个不同行业[2-5]。2013年,国家科技部公布《国家高技术研究发展计划(863技术)》和《国家科技支撑计划制造领域项目征集指南》中,3D打印技术首次入选,限期我国众多学者对3D打印技术深入研究,发现其具有的快速性、准确性及擅长制作任意复杂形状的特性,能够有效推动我国各行各业快速发展。但是目前3D打印技术很少提到选矿机械行业的应用,将两者融合是选矿机械发展方向的全新尝试。
1 3D打印原理及分类
3D打印(3 Dimensional Printing,三维打印)的学名为增材制造(material additive manufacturing),是以数字模型为基础,利用粉末罱鹗簟⑷热坌运芰稀⒐夤袒树脂、陶瓷粉末等可粘接材料,通过逐层打印叠加而制造复杂形状零件的方法。主要的分类为[6]:
①SLA光固化成型技术:以光敏树脂为原料,激光照射后树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层,逐层累积。
②FDM熔融层积成型技术:将丝状的热熔性材料加热融化,选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面,一层一层堆积直至形成整个实体。
③SLS选区激光烧结技术:通过预先在工作台上铺一层粉末材料,然后让激光对粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型。
④LOM分层实体制造法。根据零件分层集合信息切割材和纸等,将所获得的层片粘接成三维实体。
2 3D打印技术在选矿机械方向的应用
2.1 选矿机械教学
目前,我国高校的选矿机械教学多数采用的是传统的PPT教学模式[7],即教师多使用语言、文字和图片描述教学内容,尽管利用UG、SolidWorks、ADAMS、Proe、Catia等三维建模软件能够实现选矿机械的三维可视化,但多媒体课件展示的教学三维模型也无法使学生直接接触和观察选矿机械的实际结构和工作原理。而形象直观的选矿机械模型定制花费很高,有些甚至是无法定制的,因此很少有学校进行配备。而且需要专门的教学设备制作公司制造,更新速度慢,根本无法适用现代选矿机械多变化、多样化、迅速发展的特性。
3D打印则提供了无限的创造空间,教师可以方便地自主制作和打印选矿机械模型,以形象直观可触摸的三维模型展示教材中提取的二维信息,并可设计个性化教学模型来适应课堂教学内容的多变化,学生也可以观察、触摸和组装选矿机械零件模型,将很大程度加深学生对于选矿机械的实际结构、原理等的理解。3D打印也可以进行选矿机械的实践教学,让学生从选矿机械的设计到打印全部参与,促进学生的设计能力、观察能力和动手能力,进一步提高学生的创新能力。
2.2 选矿机械零件修复
选矿机械属于大型机械设备,造价昂贵,缺少备件,工作环境恶劣,容易产生损坏,损伤模式复杂,造成维修成本较大,一旦出现损坏,会造成生产线中断,出现较大经济损失。选矿机械的易损零部件可分为直接工作件类、结构件类型、传动系统件类三种,如颚式破碎机的颚板、跳汰机筛板、传动齿轮等,目前采用激光熔覆技术来修复受损表面,但其没有三维造形功能,因此无法恢复设备易损零部件的待修复区结构原形,仅仅实现简单的涂覆,后期还需要进一步打磨等后处理工艺[8],而3D打印激光成形修复技术解决了激光熔敷技术在成形方面的缺陷,综合了三维成形与表面强化技术的特长,同时可以实现多材料的复合制造,利用Fe基、Co基、Ni基等可熔金属作为粘接剂,并加入TiC、ZrO2、SiC、Al2O3等陶瓷作为增强相修补至易磨损部分,使得零件的耐磨性、硬度得到大幅提升,适合用于解决选矿机械的受损修复问题,可以迅速精确地实现受损设备的维修保障,它将会是未来颠覆传统机械加工设备维修保障技术的手段。
2.3 选矿机械宣传展示
选矿机械由于体积大、重量大,难以搬运等特点,因此国际国内设备展览会,如加拿大多伦多国际矿业展览会、南非国际矿山机械展览会、全国矿物加工前沿技术与装备大会上进行展示时需要耗费庞大的人力、物力和财力,若只进行部分小型设备展览,或者设备宣传片的播放,可以达到节约成本的目的,但根本达不到预期的宣传效果。将3D打印技术应用于选矿机械展示中,以打印选矿机械模型取代实体机械设备,可以大大节省搬运、安装过程中造成的损耗,完全可以取代传统的单一平面宣传方式。
2.4 新选矿设备研发
选矿机械开发周期的缩短,意味着设备能够尽快投入生产,但选矿机械设备的原型机制作将花费较长时间,并且原型机的测试需要对产品原型进行性能测试和严格的工程评价,以实现设计缺陷的及时反馈,尽最大可能地降低选矿机械设备开发风险。采用3D打印技术可大大缩短选矿机械原型机的制作时间,从以往的几个月缩短至几个星期甚至几天,及时实现市场的快速响应[9]。
目前选矿机械多为组装结构,有些M装结构增加的产品的质量、体积、复杂程度和故障几率,在生产和装配过程中浪费大量的人力物力,而3D打印采用增材制造,使得结构一体化,不仅提高了生产效率,也提高了零件的结构强度和可靠性,使得复杂的机械结构和原理得以简化实现,让制造和装配工艺不再是设计师想象力的束缚。
3 总结
本文创新性地将3D打印融入选矿机械方向,主要从选矿机械教学、选矿设备修复、展示宣传、新设备研发阐述了3D打印的应用,其快速性、准确性及擅长制作任意复杂形状的特性,将会对传统的选矿机械行业产生变革性的影响,是选矿机械行业一个全新的发展方向,具有潜在的技术优势和广阔的应用前景,将在选矿机械领域产生巨大的经济效益。
参考文献:
[1]Berman B. 3-D printing: The new industrial revolution[J]. Business horizons, 2012, 55(2): 155-162.
[2]李小丽, 马剑雄, 李萍,等.3D打印技术及应用趋势[J].自动化仪表,2014,35(1):1-5.
[3]谭立忠,方芳.3D打印技术及其在航空航天领域的应用[J]. 战术导弹技术,2016(4).
[4]张海荣,鱼泳.3D打印技术在医学领域的应用[J].医疗卫生装备,2015,36(3):118-120.
[5]王子明,刘玮.3D打印技术及其在建筑领域的应用[J].混凝土世界,2015(1):50-57.
[6]张学军,唐思熠,肇恒跃,等.3D打印技术研究现状和关键技术[J]. 材料工程,2016,44(2):122-128.
[7]江务学,祝衍军,汪嘉.现代教育技术支持下的高职教学模式研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2013,12(2):54-57.
篇4
研究机构:海通证券 分析师:赵晨曦
投资要点:关注汽车板块可能出现的季报行情。目前A股汽车板块动态市盈率约为15倍,其中乘用车板块动态PE约为11倍,商用车板块动态PE约为16倍,汽车零部件板块动态PE约为18倍。
我们认为第一季度汽车行业的盈利情况可能较好,估值水平有望得到进一步修复,建议关注汽车板块可能出现的季报行情。根据公司的行业地位、竞争优势、以及未来发展前景,我们建议投资者重点关注中国A股上市公司中的宇通客车(600066.SH)、江铃汽车(000550.SZ)、金龙汽车(600686.SH)和中鼎股份(000887.SZ)。
2月销量参考意义有限,3月销量是关键。2月全国共销售汽车127万辆,同比增长4.58%。2011年以来累计完成汽车销售316万辆,同比增长9.93%,月度增速较去年年初相比大幅下降。2011年的春节长假在2月初开始,比去年提前了11天,受此影响今年2月份的销量增速参考意义不大。3月份的汽车销量将是重要的观察窗口。
SUV持续高速增长。SUV在2011年以来的各汽车细分子行业中销量增速最快为54%,延续了2010年的高速增长态势。较好的外形、优秀的动力表现和更高的安全性是SUV的优势所在,对购车的个性化需求和消费结构的上移推动了SUV市场的快速增长。
值得注意的是,即便在SUV这个高油耗的细分子行业,省油同样是极为重要的指标。例如新上市的智跑主打2.0排量车型,而主打2.4排量的CR-V则出现了低油耗车型反客为主,2.0排量CR-V在2010年的销量增速58%,2.4排量CR-V销量增速仅为15.5%。
因此我们预计随着消费者的购车理念日益成熟,未来乘用车增速最快的仍然是低油耗、个性化车型。
出口复苏加快。2011年1月我国汽车和汽车底盘出口6.05万辆,同比增长96.5%,出口规模同比快速恢复,预计2011年我国汽车出口将恢复至2008年的水平。1月汽车零件出口额19亿美元,同比增长43%。
福耀玻璃:
业绩符合预期 积极拓展主业
研究机构:中信证券 分析师:李春波 许英博
受益于国内汽车市场持续高速增长,以及海外需求逐渐复苏,公司2010年实现每股收益0.89元(+60%),符合市场预期。2010年国内汽车市场持续高景气度,累计销售汽车1806万辆(+32%);同时海外汽车市场逐渐恢复,年中国出口汽车玻璃31.66万吨(+27%);公司抓住机遇,国内国际两个市场齐头并进,2010年实现营业收入85亿元,实现净利润17.88亿元(+60%),符合市场预期。
公司积极拓展主业,预计2011年产销规模有望实现约增长。
公司公告拟设立子公司郑州福耀玻璃有限公司投资亿元建设汽车玻璃项目,同时子公司重庆万盛浮法玻璃有限公司拟投资6.8亿元建设2条汽车级优质浮法玻璃生产线,体现公司积极拓展主业的经营战略。预计重庆万盛条生产线将分别于今年5月和10月点火,将进一步增强内部供应保障能力,并降低成本,提高盈利能力。预计公司年产销规模有望实现约20%的提升。
公司有望从“中国领先”走向“世界巨头”。公司积极进行产品结构调整,扩大高附加值产品,研发出多种高技术含量的玻璃,如热吸收隔热玻璃、天线玻璃、隔音玻璃等,未来有望形成新的利润亮点。公司目前是全球第三大玻璃供应商,30%左右的产品在海外市场销售。我们认为公司未来有望凭借日益提升的技术水平、优秀的综合实力逐渐拓展海外OEM/AM市场,逐渐由“中国领先”玻璃企业逐渐向世界玻璃巨头迈进。
公司未来依然存在较大的发展空间,海外市场或助力增长。公司目前国内汽车玻璃配套市场份额约为68%,但受益于国内汽车市场每年10%~15%的产销规模增长;中高端乘用车占比的逐渐提升,以及海外汽车玻璃市场需求逐渐恢复,我们预计未来3年~5年公司销量规模复合增速有望接近15%~20%。
风险因素:下游汽车需求不达预期导致公司产品滞销;重油、纯碱等原材料价格显著上涨侵蚀公司盈利;人民币大幅升值削弱公司产品国际竞争力等。
投资评级:综合考虑下游汽车市场需求,公司产品结构和盈利能力,维持公司2011、2012年1.08元、l.29元的盈利预测。
万里扬:大行业小公司,重卡变速器或引爆2011年业绩
研究机构:方正证券股份有限公司 分析师:李俭俭
投资要点:1、预计2015年中国汽车产销规模2200万辆以上,对应变速器市场容量750亿元,其中商用车市场亿以上,大行业小公司特征明显。2、通过内延式扩张募投重卡变速器、外延式收购壮大轻微卡市场份额,由中卡变速器老大转变为商用车变速箱龙头。3、公司短期成长性主要看重卡产能释放、山东临沂基地管理与盈利改善,长期看乘用车市场的突破与爆发。
现在,中卡变速器龙头地位稳固,将维持10%左右增速稳定增长。
公司在中卡变速器市场份额在70%以上,是当之无愧的细分行业龙头,中卡主要用于城市运输,不存在被重卡与轻卡取代,其中2006年~2008年中卡市场份额分别由、12.94%下降至10.77%,主要是其增长速度不及轻卡及重卡,其绝对需求量并没有下降。我们认为未来几年中卡变速器仍将维持10%左右增速稳定增长。
另外,重卡变速器市场“虎口夺食”,2011年预期突破6万台。
目前法士特在重卡变速器市场一家独大,较强的议价能力迫使客户寻求更具成本优势的合格供应商。公司重卡变速器产品抓住机遇,成功进入福田瑞沃重型工程车产品线,已小批量供货东风柳汽、一汽青岛,并已获福田、东风、江淮等整车厂意向订单,同时我们对公司进军欧曼经济型重卡配套体系持乐观态度。公司在手意向订单量超过万台,2011年有望实现重卡变速器产销6万台左右,业绩有望实现爆发式增长。
公司利用超募资金建设“年产50万台的乘用车变速器项目”,包括35万台手动变速器和15万台自动变速器,我们认为这将成为公司中长期业绩持续增长的主要驱动力。在手动变速器方面,福田、力帆、比亚迪、长城等乘用车自主品牌整车厂自给率在10%以下,市场可开拓空间广阔。在自动变速器方面,国内乘用车自动挡占比约为30%,目前市场几乎全为外资企业所占据,未来进口替代空间巨大。
我们认为公司有望凭借技术、品牌及客户的积累,成功进入乘用车变速器市场领域。我们预计乘用车变速器项目将于2011年下半年小批量生产,今年销量预计在万台左右,2012年有望规模生产并逐步释放利润,销量预计在10万台左右。
公司“大行业小公司”特点明显,目前公司正由中卡变速器龙头发展成为商用车变速器龙头,未来公司有望成为国内乘用车与商用车领域的变速器龙头。预计公司年~2012年EPS为0.9、1.60与2.12元。
风险因素:原材料价格及生产成本大幅上涨;客户拓展低于预期。
星马汽车:收购资产值得期待
研究机构:招商证券
星马汽车股份公司主要业务混凝土搅拌车未来几年仍然处于快速增长期;华菱重卡行业内盈利水平最高,市场份额较小,未来成长空间较大。在完成资产整合之后,协同效应明显,备考预计2011年EPS 将达到2.30元,上调评级至强烈推荐――A,目标价格35元。
受益于国家基础设施和保障房建设,预计2011年水泥销量增长10%以上,商品混凝土将增长30%以上。从近几年的行业数据来看,商品混凝土行业的产量增速远远高于水泥行业产量增速,2010年水泥行业增长13.8%,商品混凝土增长42.4%,主要是因为国家政策要求散装水泥占比不断提高,城市建筑工地禁止要求现场搅拌,并且监管日益严格。
混凝土机械发展前景良好将推动公司主业的快速发展。我们预计商品混凝土产量未来几年仍将保持快速增长趋势,混凝土机械设备销量增长有保证,公司面临行业发展良机。公司主要产品混凝土搅拌车和散装水泥车销售和商品混凝土销量紧密相关,且混凝土搅拌车使用寿命一般只有3、4 年,更新较快。
重组已经有条件获批,整合后公司发展迈入新台阶。
重组完成后,公司治理结构优势非常突出,大股东、高管利益得到体现;华菱重卡目前资产质量较好,员工队伍年轻化成本较低,产品着力于中高端重卡,避开价格恶性竞争,使得毛利率和净利率水平在重卡全行业中处于高位,整合带来的协同效应将进一步提高盈利能力。华菱重卡目前市场占有率较低,但增速较快。
上调至“强烈推荐-A”投资评级:按重组完资产计算,我们预计2011年星马专用车净利润为3.6亿元,华菱重卡净利润5.75亿元,合计净利润为9.35亿元,按增发后总股本4.06亿股计算,EPS为2.30元。目前估值水平明显低于机械行业和水泥行业,我们认为按2011年EPS的15倍估值,合理价格35元,安全边际较高,上调评级至“强烈推荐――A”。
悦达投资:悦达起亚2011年增长值得期待
研究机构:山西证券
投资要点:悦达起亚去年四季度盈利略低于预期。
年公司参股25%的东风悦达起亚共计销售乘用车33.3万辆左右,同比增长38%,预计净利润同比增幅大约在左右。但这个水平仍然略低于预期,主要原因是四季度第二工厂二期的完工及一些费用的提前计提。我们认为稳健的财务处理,将为公司2011年业绩增长奠定基础。
年悦达起亚增长将超过行业平均水平。随着二工厂二期的完工,悦达起亚SUV的产能瓶颈已经打开,年智跑供不应求的局面将不在,并很有可能进一步放量。同时即将上市的新远舰(K5)前期反馈良好,或将扭转上款远舰的失利,为公司打开中高端轿车的市场。
经济型轿车方面,老款赛拉图、福瑞迪口碑已经建立,销量预计将会持续稳健,下半年公司新锐欧的上市将延续公司在经济型轿车方面的强势。
高速公路业务增长平稳。公司拥有京沪高速沂淮江沪宁段、陕西西铜高速、徐州三环路等多条公路的运营权,其中京沪高速和西铜高速是最主要的利润来源。京沪高速今年车流量较2009年增长15%左右,而西铜高速公路也已经处于车流量的极限值。预计2011年京沪高速的车流会继续增长,估计在10%左右,而其他高速公路车流及盈利将保持平稳,高速公路业务将为公司提供稳定的现金流。
其他制造业仍不乐观,煤炭增长较快但总量有限。公司目前仍有纺织和拖拉机两块制造业务,由于今年棉价大涨使得公司纺织业务亏损程度减轻,公司拖拉机业务的生产性资产主要放在合资公司生产。纺织和拖拉机两块业务对公司的利润影响占比较小,公司对纺织业务首要目标是扭亏。公司在内蒙古还拥有年产60万吨/年的煤矿一座,年主要进行火区治理,预计2011年随着三号煤层的开采,煤价将有所提高。
投资策略。我们认为公司2011年最大的看点在与东风悦达起亚持续的超越行业增长,产销规模的不断扩大及产品结构不断上行使得东风悦达起亚未来有可能取得和大众、通用一样在中国的成功。预计公司2010、2011年销售收入分别增长:20%、5%,对应EPS:1.29、1.87元。
篇5
关键词:施工机械租赁发展前景
租赁作为一种经济活动,在我国有着悠久的历史,早在千年之前就有了房屋、土地等不动产的租赁。
近两个世纪以来,西方出现了机械设备和工具等动产的租赁。近50年来,租赁业在西方发达国家得到了长足的发展,已经成为了社会经济活动的一个重要组成部分,并进一步发展成为了一个独立的行业。
我国改革开放以后,现代租赁业才得以应运而生。20世纪90年代以后,由于国内工业品销售市场竞争激烈,以及民间资本的投入,我国的租赁业特别是机械租赁业获得了空前的发展。
1机械租赁
“租”是指出代价借用,或者把东西借给别人而收取一定的金钱。“赁”也当“租”讲。一般“租”和“赁”合在一起使用,起加强语气的作用。
所谓机械租赁,是指在约定的期间内,出租人将机械的使用权转让,承租人以支付租金为代价获得机械的使用权,出租人取得收益权的行为。其特征是转移机械的使用权,不转移机械的所有权;承租人支付租金,出租人获得收益。
2施工机械特点
2.1露天作业
施工机械几乎都是露天作业,工作环境恶劣。为了确保工程质量和施工进度,这就特别要求施工机械的工作可靠性要好,万一发生故障能够及时排除。由机械租赁公司提供带有技术熟练操作者的施工机械,保证及时有效的维修服务,甚至适时调换同类型的机械。这些对工程承包商而言,就意味着省时、省事、甚至省钱。
2.2技术结构复杂
施工机械品种繁多、规格齐全、技术结构复杂,涉及到机、电、液、计算机等各个知识领域。机械的选型、使用、保养、维修、管理有着很强的技术性和经济性,这对于工程承包商来说,是很大的负担。机械租赁公司可以提供机械的全面服务,省却了工程承包商很大的精力。
2.3购买施工机械投资额大
购买施工机械的投资额一般都很大,一台机械十几万元、几十万元到几百万元,有的甚至上千万元。工程承包商购买施工机械后转化为固定资产,要按时提取折旧,今后工程的不确定性,增加了企业的潜在负债率。由于机械租赁公司集中投资,可以节省购买资金、规避投资风险。
2.4工地流动性大
由于公路工程的招投标,打破了公路工程的属地队伍自己施工,造成了公路工程的施工地点流动性很大。机械的工地转移是一件很麻烦的事情。大型机械受道路及桥梁承载能力和隧道净高的限制,转运起来很困难,而且费用昂贵。即使一些具有行走功能的施工机械,也不允许其在公路上长途跋涉,而必须用拖车运送,这无疑增加了工程承包商的经营成本。如果这些机械能够就近承租,就可以减少因为工地转移而造成的麻烦和经济损失。
3机械租赁的分类
3.1机械租赁公司
提供机械的出租服务,获取服务的收入。我国机械租赁行业起源于国有施工单位向外租赁闲置机械。随着个体、私营和第二职业的发展,个人购买机械对外出租也逐渐增多。
绝大多数租赁公司规模较小。一些规模较大的租赁公司都是通过银行贷款的方式进行融资来购买机械。这样,租赁公司在经营时承受的还本付息的巨大的压力,往往是只要有微利就将机械租出去,而等到有可观利润的客户时,又由于手中没有机械而与机会失之交臂。
租赁公司要发展壮大、要提高自身的抗风险能力,就必须以优良的机械、优质的服务打动施工企业,建立长久忠诚的合作关系,形成租赁公司、施工企业、机械厂商三方利益共享、风险共担的长久的合作伙伴关系。
3.2机械租赁销售
随着施工机械市场容量的日趋饱和及竞争的日益激烈,机械的生产厂商为了占领市场,必须改变全额销售的一统天下,而机械租赁是营销中的一个重要组成部分。机械租赁涉及施工单位与制造企业两家或者机械租赁公司、施工单位和机械制造企业三家。在发达国家,生产厂商经常将机械租赁放在与销售同等重要甚至更高的位置上。在国内,机械租赁销售已经逐步引起制造厂商的重视。
机械用户可以根据自己的需求做出租赁或者购买的决定。如果是长期性的需求、资金又允许,或者通过金融组织得到贷款自然倾向于购买机械,如果对某种机械的需求是偶然性、短期的用户则会倾向于租赁,从而减少了资金的占压、机械操作人员的配置及日后的闲置。
机械租赁销售也化解了生产厂家的一些风险。现在销售机械一般是全额付款或者首付几成的资金,余款要等到年底或者几年后才能收回;而租赁要交首付款,首付款用完,不及时交款,制造厂家可以及时收回机械。
从长远来看,机械租赁销售有利于社会的整体发展。由于机械得到充分的利用,其折旧年限必然随之缩短,从而加速机械的更新速度,有利于机械制造企业对产品进行更新换代。机械租赁销售还减轻了施工企业一次性购置机械投资过大,以及日后机械有可能利用率不高甚至闲置的风险。最终推动施工机械行业和施工企业共同的发展和进步。
据权威统计显示,在发达国家60%以上的施工机械是通过租赁方式销售出去,而在我国还不足1%,租赁销售在我国蕴涵着巨大的发展空间。要改变制造厂商传统的单一销售、打价格战的模式,实现制造企业和租赁用户双方共赢的格局。
4机械租赁的作用
4.1调剂余缺
在工程量比较大、工期比较紧时,施工企业可以迅速租入急需的机械,避免大量购置机械而需要较多的资金。另外,也节约了时间,购置机械从计划、调研、论证、定货、验收、安装、调试、试运行到正式运行一般需要几个月的时间。在工程量比较小、工期比较宽松时,通过租赁将闲置不用的机械出租出去,增加了收入,避免出现机械闲置而放松维护和管理的现象发生,有利于企业持续稳定地发展。
4.2专业管理
市场经济体制从根本上改变了人们传统的思维方式,“自给自足”、“自己的东西,自己使用方便”和“万事不求人”的小农意识受到了严重的挑战。对于工程承包商而言,机械的所有权并不重要,只要有机械的使用权,就可以创造经济效益。施工企业可以购置一些利用率较高的专用机械,而需要通用机械时,向社会租赁。工程承包商可以不购小型机具,由民工队伍自带小型机具。由于管理机械的数量少了,有利于提高机械的利用率,充分发挥机械的投资效益;有利于实行专业化的机械管理,提高机械的管理水平。
4.3集中管理
将路基机械和路面机械适当集中、统一调配,实行内外租赁,可以提高机械的利用率。实行机械的集中管理,有利于提高机械管理人员、工程技术人员的业务技术素质;有利于提高机械操作人员、机械维修人员的操作维修水平;有利于降低机械的使用成本、延长机械的使用寿命、提高经济效益。
4.4树立企业形象
机械的装备水平在一定程度上体现了施工企业的实力,决定着施工企业的市场竞争能力。
没有一定的高、精、尖机械,特别是一些独具特色的大型专用机械,想要占领市场几乎是不可能的。先进的管理、先进的施工技术与先进的机械是缺一不可和密不可分的。成立专门的机械租赁站(公司),使机械相对集中、独立核算和有一定的产值、利润指标,向社会展示所拥有的先进机械、综合实力,为机械租赁和工程投标提供了坚强的后盾。
4.5使用先进的机械
现代化的施工机械中有的机械升级换代很快,机械化施工和养护的新技术、新工艺不断出现,这就要求淘汰旧机械、发明和制造与之相适应的新机械。如果施工企业对这些机械选择了自购,机械折旧还没有提完,就面临着更新,报废太可惜,继续使用就意味着公路的质量达不到要求、经济效益下滑、市场竞争力下降。如果施工企业对这些机械选择租赁,机械利用率将提高,并可以选择租用最先进的机械,修建和养护优质的公路,保证在公路建设和养护市场中具有较强的竞争力。
4.6实现共同发展
任何企业可持续的竞争力来自于忠诚、稳定的回头客户。企业要树立以客户为中心的观念,围绕客户开展工作。服务要注重情感的交流,要主动热情。施工企业为业主服务,机械出租方为施工企业服务,特别是施工企业租赁的机械往往是对工程的质量、工期和效益产生重大影响的关键机械。机械的出租方一定要登高望远,实现施工企业、机械出租方和业主三方共同发展。
5加强租赁机械的管理
5.1制度管理
俗话讲,“没有规矩不成方圆”,这句朴素的语言说明制度的重要性。制度是基础管理工作中的重中之重,尤其是机械租赁的管理。机械操作手较长时间地远离本单位,到外单位或者外地区工作;租用外单位的机械;这些都需要用制度去管理。以制度管事,以制度管人,避免了人为因素和主观随意性,实现机械租赁管理的科学化、标准化和规范化。
5.2提高人员素质
现代企业的竞争,归根到底是人才的竞争。掌握了先进文化、先进技术的大学生、技术人员是人才,掌握了先进的操作技能、先进的维修技能的机械操作工人和维修工人也是人才。特别是租赁机械操作人员的形象、操作水平和敬业精神更代表了企业的风采。
我们要积极从大、中专院校引进高职、中技毕业生,充实到机械操作人员的队伍中来,培养一支既懂理论,又能操作,能文能武、爱岗敬业的机械操作人员队伍。利用每年的施工淡季,对机械的操作人员进行系统的培训。使得机械操作人员不但会操作,而且在道桥知识、施工工艺、排除机械故障、机械维修等方面不断提高,成为新时期大有做为、掌握了高级技能的人才。
5.3利用信息手段
组建单位内部机械租赁网页。把各单位闲置机械和需求机械及时上网公布,有利于搞活系统内部机械租赁市场。将内部机械租赁网与社会机械租赁网建立起联系,解决系统内部没有且急需的机械,同时拓展社会机械租赁市场。
5.4合理配置机械
根据资金状况,及时配置技术性能先进的机械。新机械的技术性能处于最佳状态时,既便于对外出租、前期使用,保养、维修费用又相对较低。对于使用时间较长、技术性能落后的老旧机械,采取转让方式处理或者及时报废。这样,可以加速资金的回收,便于重新购置性能更先进、企业急需和机械租赁市场前景看好的机械。
5.5安全管理
由于租赁机械有很多优点:需要就租、租来就用、用毕即还,能够较好地与工程施工结合,能够保持较高的机械利用率。基于上述优点,部分施工机械已经由原来的自购改为了租赁。租赁机械与自有机械最大的不同就是所有权与使用权的分离,重使用、轻管理的现象更容易发生。为了预防机械事故,管理措施必须跟上,象管理自己的机械一样管理租用的机械。
5.5.1人机结合
施工机械品种繁多、构造复杂,涉及内燃机、电气、液压、电子等多种专业和技术。作为机械的操作人员,必须熟悉和掌握机械操作、保养及故障排除技术,所以租赁机械(小型机具除外)必须带本机的操作手。
5.5.2按时保养
使用单位对外租的机械往往侧重于机械的使用,关心的是施工进度。为了抢工期,机械超负荷运转,甚至带病运转。机械操作人员除了遵守《机械操作规程》以外,必须遵守《机械保修规程》,按时、按量、按质做好机械的保养,及时排除机械存在的隐患。
5.6不断探索新模式
在进行纯粹的机械租赁的同时,还可以尝试利用机械承揽部分工程,以取得更大的经济效益,同时也方便了用户。利用挖掘机、装载机和自卸汽车可以承揽土石方工程;利用推土机、平地机、单钢轮振动压路机可以承揽路基工程;利用沥青混凝土拌和机、沥青混凝土摊铺机、双钢轮振动压路机和胶轮压路机可以承揽路面工程。以单位整体机械实力为依托,结合单位的技术力量和工程业绩进一步承揽单项工程,以求得单位更大的发展。
6注意事项
6.1签定租赁合同
在签定机械租赁合同时,有的不够规范。仅就租赁机械的名称、规格、数量、用途、时间及支付作出约定;对于使用时间不长的大型机械和使用时间较长的中小型机械往往是口头约定、现金支付或者草签一个协议。
施工机械的租赁除了涉及机械以外,还涉及到机械操作人员、燃油和油的消耗、机械的保养和维修、机械的安全操作、租赁费用的支付(按照台班或者按照工作量,加班费的计算)、租赁前机械技术状况的鉴定和验收、机械的安全操作、违约责任等。面对以上如此复杂的情况,签定一个具有法律效力的机械租赁合同就成为了一个非常重要的问题。
6.2安全生产
安全生产是公路行业永恒的主题,杜绝机械事故和人身伤亡事故的发生是提高市场信誉的重要环节。应该坚持“安全第一,预防为主”、“安全为了生产,生产必须安全”、“安全也是效益”的观念,长期、持久、扎扎实实地抓好安全工作。租赁机械的操作人员必须持证上岗,遵守机械的操作规程,按时参加安全教育和安全培训,做好机械的保养,防止机械带病运转。
6.3租赁费用
机械的租赁费用以单位内部单机核算的台班费用为基准,并综合考虑各方面的因素。
租赁费的收取原则:对外租赁高于内部租赁,短期租赁高于长期租赁,租赁新机械高于旧机械,新客户高于老客户。机械的租赁还要考虑市场的供求情况,不同地区、不同季节施工的难易程度。
一般情况下,机械往返的拖运费用由机械的供方和需方各负责一程。另外,对机械操作手的食宿费用、生活补助、燃油费、油费、维修费(包括人工费、材料费、配件费等)、雨季怠工等要进行约定,避免不必要的纠纷。
机械的租赁应该先交予付款,然后再施工。当予付款快使用完时,要提前通知机械的需方及时交款,避免工程结束,机械租赁费拖欠现象的发生。
6.4及时退租
在工程成本中,除了材料费用外,机械使用费通常排在第二位,大于人工费。但是有些施工项目经理只注重材料费、人工费的核算,对机械使用费没有引起足够的重视,更谈不上对机械使用的成本核算。租赁使机械从无偿使用变为有偿使用,对机械的使用一定要做到科学管理,对不再使用的机械要及时退租,避免不必要的浪费。
6.5加速折旧
目前,实行的机械折旧方法是固定年限法,即运输机械使用10年折旧提清,施工机械使用14年折旧提清。但是,机械的利用率一般在50%左右。
当实行机械租赁后,机械的利用率可以提高到70%~80%,甚至更高;机械的磨损加大,机械的收入增加。加快机械折旧,既是机械实际使用情况决定的,机械费收入增加后,又有了可靠的资金保证。可以实行产量折旧法,或者台班折旧法。
6.6为客户服务
无论是机械的制造企业,还是公路的施工企业,在产品(工程)的质量和价格(造价)相差无几的情况下,能否占领市场的关键就是机械的售前、售后服务和工程的现场服务。介于机械制造和工程之间的机械租赁,服务意识就显得更为重要。
机械租赁要充分体现为施工单位服务这一基本原则。无论什麽原因,都不能因为租赁机械而影响施工进度。要牢固树立“以客户为中心”、“一切为了工程”和“以客户满意为目标”的理念。
6.7提高服务质量的措施
6.7.1建立服务质量标准
由于出租机械的操作手在其他单位或者外省、市、自治区工作,远离本单位,本单位对机械操作手工作情况不易了解,导致服务质量的不可感知。建立服务质量标准,使机械操作手知道如何去做,使机械的承租方知道如何去要求、如何去评估。将服务质量标准与租赁机械的操作手的工作表现和承租方的评价紧密地结合在一起,促进服务水平不断提高。
6.7.2建立服务的创新机制
由于各个工程的施工要求有很大差别,各个单位的管理要求不尽相同,尤其是到外省、市、自治区施工,气候条件、地理环境和人文情况差别就更大。制定规范的服务质量标准很有必要,但是拘泥于统一的死板的服务质量标准又显得很不够,还应该把注意力放在对用户希望的把握上。认真听取用户的要求、意见,从用户的意见中找到工作创新的竞争方法,从而努力避免服务的一般化、同质化,在可能的情况下,尽量满足客户的要求。
6.7.3关心出租机械操作手
俗话讲“在家万事好,出门事事难”,这句自古流传的俗语在现代化、信息化的今天,虽然有失偏颇,但是也从一定程度上说明出门在外确有困难之处。
出租机械的操作手在外单位工地上施工,情况不够熟悉,到外省市施工,人生地不熟,困难就更多。赤日炎炎的夏季正是施工的大忙季节,长时间在外,难免有思乡之情。年轻的机械操作手有谈情说爱、成家立业的问题;中年的机械操作手上有老、下有小,是单位和家庭的顶梁柱;50岁左右的机械操作手经过30年的辛勤工作,身体多少都有一些疾病。因此,我们对出租机械操作手的管理要充分体现出以人为本,要关心他们的工作、生活、休息、身体、学习等各方面情况,要关心他们的家庭,帮助解决他们的后顾之忧。
7我国机械租赁的现状和前景瞻望
7.1机械租赁的现状
在我国,目前有资质正常开展租赁业务的机械租赁公司不多,另外还有少量外商投资的机械租赁公司。数量众多的机械租赁公司还停留在小型、分散、独立经营的传统原始状态。另外,还有大量的机械租赁处于一种兼营的状态,施工企业的机械自给有余时对外出租,不足时从其他的企业租入。
鉴于我国目前机械租赁的现状,应该制定一个行业的法规,进一步规范和促进机械租赁业的发展。要充分认识机械租赁在国民经济中的作用,对专业机械租赁公司的市场准入、融资办法、税收政策、从业人员、设备管理等做出明确的规定;对施工企业机械的短期出租也要明确规定,使其合法化并照章纳税。
7.2机械租赁前景广阔
7.2.1施工企业通过租赁获取机械的使用权是一种非常有效的方式,特别是当工程项目没有最后确定,或者是机械租赁市场前景不是十分看好的情况下,所需要的机械必将倾向于租赁去解决。
7.2.2施工高峰时,通过租赁获取机械的使用权是承揽更多工程的先决条件。
7.2.3工期较紧,自有机械难以保证按时完成施工任务,租赁机械可以解决这一难题。
7.2.4自有机械出现故障,不能马上修复的时候,需要通过租赁替代自己的机械。
7.2.5工程急需,在国有大中型施工企业机械采购过程中,决策、批复的时间一般较长,这一时期内,需要通过租赁的方式解决所需要的机械。
7.2.6在路途较远的外省、市、自治区施工时,在当地租赁机械比运输自己的机械有时更经济,而且还省去了各方面的人员配备。
7.2.7随着机械租赁业的发展,以及人们观念的更新,经过对比分析,有时租赁机械比购置机械更合适,这时租赁机械是一个最佳的选择。
据保守的估计,目前,我国机械租赁的份额占整个租赁行业的60%以上。随着我国市场经济的发展,机械租赁业的发展前景会更加广阔。
8结束语
随着我国改革开放的发展,特别是申办2008年北京奥运会的成功,我国公路建设的规模不断扩大、速度不断加快、等级不断提高。机械是公路建设和养护的主要手段,与公路建设和养护相适应,施工养护机械的品种、规格不断增加,机械的工作能力不断提高,机械的价格也会随之上升。利用有限的资金优化机械的配置,培育和发展社会和公路系统内部的机械租赁市场就十分必要。
篇6
“压实机械技术的发展用‘日新月异’来形容并不恰当,而用‘日积月累’和‘从量变到质变’似乎更为准确。”资深行业专家万汉驰用这段话概括了近年来压路机技术的发展历程。目前,国内压实机械行业最热门的技术话题当属垂直振动和智能压实技术,让我们对这两项技术做一次“刨根问底”。
近几年,国内压实机械行业最热门的话题当属垂直振动和智能压实技术,两者看似毫无联系,其实密切相关,前者既可独立应用,又是后者的基础之一,后者则是前者的高端应用。有关它们的研究文章早已铺天盖地,各种专利技术和产品也应运而生,着实是一件值得高兴的事。垂直振动压路机并不是什么新鲜事物,无论是技术研究,还是产品开发与应用,都远远谈不上是国内首创,从时间和研究深度上而言反而是落后很多的。日本SAKAI(酒井)公司于20世纪80年代末最早开发了垂直振动压路机,并实现了量产,主要用于RCC大坝施工。目前国际上只有酒井重工批量生产垂直振动压路机,德国BOMAG(宝马格)公司也在研究垂直振动技术。
国内垂直振动压路机的研发较晚,徐工于1999年研发和试制过YCC12型双钢轮垂直振动压路机,其振动轮结构基本参照了酒井公司的SD450压路机,但由于成本、制造工艺、市场认知等多方面的原因,并没有实现量产。2006年,国内首次引进了酒井公司的产品SD451用于RCC大坝施工。合肥绿地于2006年研制了单钢轮垂直振动压路机,并于2009年开始小批量推出,随后研发了双钢轮垂直振动压路机。合肥绿地也是目前国内惟一将垂直振动压路机作为主导和特色产品的公司。最近几年,随着垂直振动技术热度的增加,徐工、山推生产了几种垂直振动压路机产品并投放市场;关于垂直振动压路机的技术与产品标准还在制定中,市场推广仍步履维艰。
智能压实概念的出现,是20余年前随着压实度的检测研究发展起来的。1974年,瑞典的Heinz Thurner博士第一次将振动轮谐波与土壤压实特性联系在一起,用一台装有加速度计的DYNAPAC(戴纳派克)单钢轮振动压路机,在粒状土壤上进行压实试验,证明了一次谐波激振频率下的振幅比、压实效果与土石料刚度密切相关;之后与人合作成立了Geodynamik公司,继续对ICMV(Intelligent Compaction Measurement Values,智能压实测量值)进行研究。1976年,Geodynamik公司与戴纳派克公司共同开发了压实度仪Compactometer;随后,宝马格公司推出了开创性的研究成果――可以在工作期间检测土壤压实程度的测量系统Terrameter BTM01,使之成为全球压实控制系统的创新领导者;AMMANN(安迈)公司在宝马格公司研究成果的基础上,将土石料的刚度参数作为评价指标,在碾压过程中实现对土石料刚度的连续测定,这被视为土石压实质量控制的重大突破;而智能压实技术在美国的应用则要到1990年以后。目前,国际上至少有6家制造厂商(宝马格、安迈、戴纳派克、卡特彼勒、凯斯和酒井,其中凯斯使用了安迈的技术)在压路机上使用了ICMV技术。
在国内,江苏省宝应振动仪器仪表厂是较早开发密实度仪的厂家,但应用效果和范围并不如意。徐工于1996年承担了国家经贸委“九・五计划施工机械一条龙项目”――YZC12A型双钢轮振动压路机的研制,首次创新性地开发了剖分式振动轮、蟹行机构、十挡振幅、振动轴旋向自动控制、振动与洒水自动控制等新技术和新结构,为我国高端双钢轮振动压路机的发展奠定了基础。该机当时安装了进口压实度在线检测及输出系统,但因市场不成熟最后“无疾而终”,自然就谈不上“更上一层楼”的智能压实系统了;反倒是其各种“简配版”机型成为了市场的主导产品。再后来,刚露出萌芽的高端市场需求几乎全部被宝马格的“智多星”产品所占据,这便是可以追溯到的智能压实技术在国内最早的应用。目前,国内少部分产品根据用户的需要可以“选配”进口或者国产的密实度在线检测系统。
由此看来,对垂直振动和智能压实技术的研究已然明了透彻,产品也似乎基本成熟,没有再“置喙”的必要了。但事实果真如此吗?垂直振动之于酒井,智能压实之于宝马格,或许的确如此。但对于国内的研究而言,准确地讲应该处于起步阶段,还远未达到精进的地步:很多概念是模糊的,各种资料的表述存在很多不一致的地方,有些甚至是错误的;产品技术和质量还没有过关,有些优势被无意或有意夸大了,而市场还处在艰难的认识和试水阶段。不可否认的是,研究的文章虽多,但大多仅仅是互相引用和重复着最简单的原理和结构,存在人云亦云、以讹传讹的现象。
关于垂直振动压路机是否真像“传说”的那么好以及到底有多大应用前景的问题,我们先不匆忙下结论,“不拒绝、不夸大、不贬低、不轻信、不盲从”才是应有的、科学的态度;但无论是否制造或是使用垂直振动压路机,彻底地搞清楚其原理和结构,还是十分必要和紧迫的。智能压实技术亦然。
压实机械技术的发展用“日新月异”来形容并不恰当,而用“日积月累”和“从量变到质变”似乎更为准确,十年的时间不算短,但对于一个如压实机械这样的行业来说,要想做到全面、深入地了解还远远不够。原谅笔者一句“不自量力”的玩笑话:“你知道的,我们都知道;我们知道的,你不一定知道。”证明这一点,是写作本文的动机之一,而写作本文反过来又成为验证这句话的一个佐证。
本文试图在轻松的文字氛围中,从广度和深度两个方面,系统地阐述清楚垂直振动和智能压实技术到底是怎么回事,总结和挖掘其砹去脉、实现的各种原理和结构,最大程度地还原事物的本来面目。当然,文中必然会大量地引用相关资料的内容,由于无从知晓很多相关资料准确的析出时间和原始出处,因而只能挂一漏万,但力求做到去伪存真,并适当地加入一些笔者的理解和思考,不仅要知其然还要知其所以然;在此基础上,重点表达笔者的一些旧想法和新思路,如此才不负“刨根问底”之名。
以上,只是笔者愿望;以下,仅为个人管见,更多、更重要的是希望引起争鸣和共鸣。
广义振动分类
曾几何时,在我的印象中,振动压路机就是指振动压路机,没有什么广义、狭义之别,也没有定向、非定向之分。但最近十余年,圆周振动、垂直振动、混沌振动、复合振动等新名词层出不穷,令人眼花缭乱,莫衷一是;尽管目前大部分名词已趋于认同,但仍然没有一个相对统一的说法,而笔者又是这些名词较早和主要“杜撰”者之一,因此有必要、有责任作一个系统的总结性分类,如表1所示。
从表1可知,只有最“特殊”的情况才最具有产品应用价值,这种“特殊”主要表现为钢轮中振动轴的相位差、频率、旋向三要素的匹配情况。对相位差而言,0°和180°就是特殊,其他角度就是平常;对频率而言,相同就是特殊,不同就是平常;对旋向而言,只有相同和相反两种,但都属于特殊。简而言之,“特殊”匹配产生垂直振动、水平振动和振荡,而“平常”匹配则产生斜向振动、轴向振动、混沌振动或各种复合振动,这一点在后文各节中都有相应描述。而对于狭义的振动压路机而言(指圆周振动,仅在表1中体现,以下全部省略,其他同),可以认为3个要素都是“特殊”――固定偏心块与活动偏心块的相位差为0°或180°、频率相同、旋向相同,而且偏心块位于同一振动轴上。因此其钢轮结构可以最为简单(意味着成本低和可靠性高),这才是振动压路机之所以“领衔”所有振动型式,且应用量最大的最主要原因。
在此,还需要解读一下混沌振动和复合振动的概念,也姑且算作是不成文的定义吧。
所谓混沌振动,就是由两种或两种以上不同频率的同轴(同在一根轴上,同向但并不同心――同轴、同向就是混沌振动的两个“特殊”要求)惯性激振器所产生的圆周振动,其振动特征表现为频带和幅带,即由两种或两种以上不同的频率(可以是变化的)形成频带,振幅(瞬时值)在最大和最小之间任意变化(但并不是一般振动压路机高、低振幅的概念)形成幅带。表1中将其作为一种纯频率复合列入复合振动名下,其实归入非定向之径向振动下与圆周振动并列也未尝不可,甚至更为准确一些,因为究其根本,混沌振动也是一种圆周振动,只是因为具有多频和变幅特性导致振动有些“混沌”而已。混沌振动的具体结构可以是:在振动轴的偏心圆柱上套1个偏心环,偏心环依靠摩擦力随偏心振动轴同向、非等频旋转,形成双频混沌振动;如果再套上1个偏心环,就形成三频混沌振动,以此类推,用“转呼啦圈”来形容还是很贴切的。
插一句题外话:“以此类推”不能反方向理解,即将一般的圆周振动说成是一频混沌振动;就像中国两层建筑叫二层楼、一层建筑不叫一层楼而叫平房一样,但西方叫第一层为ground-floor(地面层),第二层才叫一楼,这样似乎更为准确一些。以上皆因文化不同导致――西方所有建筑的层数叫法都一样,“标准化”的概念无处不在。
所谓复合振动,就是由两种或两种以上不同的振动型式作用在同一个钢轮上,产生不确定的振动,它与“最有产品应用价值”的振动型式恰好相反,也就是振动轴的相位差、频率、旋向三要素 “非特殊”匹配的结果。它的实现方式可以多种多样,其中又有“相对特殊”的情况可以形成振动与振荡复合、振荡与垂直振动复合等,也只有这些复合振动型式才可能具有一定的产品应用价值。如果用“民族打击乐”来比喻就更加形象:混沌振动就好比是两个人用不同的节奏敲打同一只鼓,叫二重奏,三个人就叫三重奏;复合振动就好比是一个人打鼓(如振动)、一个人敲锣(如振荡),同节奏、同时敲打叫合奏,同节奏、此起彼伏地敲打叫协奏。各种混沌振动、复合振动具体如何实现,在后文各节中均有相应描述。
振动力调节技术
从压实机械诞生之日起,尤其是振动压路机的出现,人们就一直将如何提高压实质量和作业效率这两项核心指标作为主要课题来研究,并且远没有到结题的时候。
振动压实过程是一遍一遍来回进行的,在整个过程中材料的物理和力学特性在逐步发生变化;为了适应这个变化(压实的不同阶段),需要不断调节压实力的大小或方向。需要说明的是,由于被压实材料及压路机激振系统的动力学特性具有非线性特点,导致压路机的压实力(铺层材料实际受到的力)与振动力是两个不同的概念,其数值也不是激振力与钢轮上分配质量的重力之和。为了简化问题,下面所有的讨论将仅仅涉及振动力(激振力)。
就振动压路机而言,振动频率、振幅、振动型式、参振质量和车架分配质量是与钢轮振动相关的五个要素,其中参振质量和车架分配质量原则上是不可改变的;通过调节振动频率或振幅可以调节振动力的大小,而改变振动型式就是调节振动力的方向。数十年来,振动压实技术和产品的发展证明,振动力的调节正是大致沿着“调节振动频率、调节振幅、调节振动力方向”这个模式演化的。
与振动频率相关的调节技术
由于液压技术所限,早期的振动压路机大多采用开式液压系统实现单频振动;后来使用了各种液压阀以及闭式液压系统,双频振动就变得稀松平常了。同样是为了提高压实质量和工作效率,以及使同一台机器适应不同的工况(既包含不同的工程工况,也包含同一工程、甚至同一施工点的不同压实阶段),压实速度监控系统和高频振动压路机便应运而生。
所谓压实速度监控系统,并不是什么“高大上”的东西,其实就是速频表的应用,即将压路机的压实速度与钢轮振动频率的比值用仪表显示出来。当仪表指针处于中间绿色区域时代表压实速度合适,而两端的黄色/红色区域则代表压实速度偏高或偏低,以此提醒操作手控制压实速度,保证单位长度铺层材料上所受振动轮冲击的次数基本不变(冲击次数太高易过压实而形成坑槽,太低则达不到密实度要求),从而保证压实的均匀性(压实度和均匀性是压实质量的两个关键指标)。
所^高频振动,即振动频率达到65 Hz以上。戴纳派克公司于1995年首次将高频振动理论应用于双钢轮振动压路机。这种双钢轮压路机一般设计有两种工作模式,一种为正常振动频率匹配大振幅以适应一般厚度沥青铺层的压实,另一种为高频匹配小振幅以适应薄沥青铺层的压实。其中高频振动压实模式,因激振力适中而不会引起骨料破碎,又因振动频率高可以加快压实速度(速频表的原理),因而可以大幅度提升作业效率,这对避免沥青低温压实也是很有好处的。
还有一个“高大上”的名词就是无级调频,很有必要在此“辟谣”一下。当压路机的振动系统为闭式液压系统时,柱塞泵的斜盘采用机械限位即可实现两挡频率;所谓“无级调频”是因为机械限位点是可以现场任意设定的,所以振动频率也是可以现场任意设定的。这种说法理论上并无大错,但存在的“必要性”和“可行性”不足,原因有二。其一,各种基层(如土壤)和道路面层(如沥青混凝土,水泥混凝土也可以视为面层)几乎涵盖了绝大部分振动压实工况,而被压实材料的物理和力学特性决定了各自最适宜的压实设备,即振动频率为30 Hz左右的单钢轮振动压路机和50 Hz左右的双钢轮振动压路机,相当于大的工况已经区分开来;那么,小的工况差异就仅仅在于铺层厚度和压实阶段的不同,而这主要体现为需要不同的激振力,而且是依靠改变振幅或关闭振动来实现的(使用不同吨位的振动压路机则另当别论)。其二,具体工况一旦确定,为了保证压实质量,要求施工工艺不能随意改变,在施工现场调节频率的可操作性并不强。总之,最经济而又能够自动实现的振动轴正反转双频率,同时对应双振幅,便可以轻松满足一般的施工需要,太多振动频率并无多少实际意义。
因此,无级调频只是一个并无多少技术含量的“噱头”――一种说法而已,大可不必当真,类似“有总比没有好”的锦上添花式的东西,反而要看所花的成本值不值。
最简单的就是最实用的,真理无处不在。
与振幅相关的调节技术
与振动频率的发展历程有些相似,振动压路机的振幅也经历了由单振幅向双振幅、多振幅、无级调幅方向演化的过程;当然,这个过程并不是简单的直线发展,也不代表前期技术就已经完全淘汰,更不代表后期技术就是当然的主流。
多振幅技术的应用最早见于英格索兰公司的DD系列双钢轮振动压路机上,依靠人工调节可以实现8挡振幅,该产品曾经风靡一时。在此基础上,徐工于1993年研制了5挡振幅的YZC10A型双钢轮振动压路机,对调幅机构进行了结构优化,并取得了国家实用新型专利授权。
现有的多振幅技术存在两方面不足:其一是调幅机构位于钢轮幅板和行走驱动减速机之间,必须由人工调节,而且需要中断压实过程;其二是制造商并没有给出在什么工况下适合使用哪一挡振幅,用户又不掌握这方面的有效信息,因此导致绝大部分用户从机器购买之日起就从未调节过,使得它变成了“摆设”。这就好比是人们的手机或电脑,首屏上的功能(相当于多振幅机型的出厂初始设置振幅)才是我们真正所需要的,而后台下载的很多应用软件(相当于通过人工调节后可以实现的其他振幅),一次都没有用过也不是什么稀奇事。目前,多振幅的概念和产品已经逐步淡出了人们的视线。
有了多振幅的概念,无级调幅自然就应运而生。按照上述“多振幅无用”的说法,无级调幅似乎应该也是无用的,因为无级调幅比多振幅具有更多种振幅,因而更没有意义;其实不然,而且恰恰相反,原因在于多振幅(不包含两振幅)的缺点在于不方便调节和不知道如何应用,而这两个缺点,两振幅和无级调幅都很巧妙地避开了。两振幅可以由液压系统自动实现,无需为在什么工况适合使用哪一挡振幅而忧虑,因为降低了选择难度;而无级调幅也是自动实现的,是与压实度在线检测系统“联袂”主演,它还可以是某种智能压实技术(只改变振动力大小)的基础。因此,无级调幅才是最需要的,也完全可以称得上是一种“高大上”的技术。
与振动力方向相关的调节技术
如前所述,由于压实是一遍一遍来回进行的,随着压实过程的推进(即菏刀鹊闹鸩教岣撸,振动力需要逐步调弱(初压采取静压方式,是为了防止铺层材料过分推移,此点除外);在实际压实工艺中,一般采取先大振、后小振、终了静压的方式。为了实现压实过程的更精细化控制,能够自动调节振动型式(只改变振动力方向)的智能压实系统便是一种很好的选择。
回过头来再从大的工况角度说明振动力方向的调节问题。压实工况既有“粗犷”的块石填方、超厚铺层稳定土,也有一般的基层、次基层,更有“温柔”的沥青混凝土薄铺层,它们都具有各自适合的振动频率和振幅范围;除此之外,不同的振动型式也是在各种特殊工况下实现高质量、高效率压实的主要途径。于是在振动压路机的基础上,发展出了适合压实沥青混凝土薄铺层的振荡压路机、适合压实超厚铺层的垂直振动压路机,它们成为不同振动型式的产品适应不同压实工况的应用典范。
单纯从用户角度考虑,研究和推广新技术、新结构的目的,不外乎提高压实质量、提高作业效率、改善操作舒适性、节能环保、降低振动对环境的危害、扩大机器适用范围等。表2以振动压路机为参照对象,采取正面加分(+)、负面减分(-)的模式,对各种振动型式的产品进行了宏观评估。
需要说明的是,作为压实工作最核心的压实质量、作业效率两项要求,仅是对产品各自的适宜工况而言的,节能环保也是基于此。因此,尽管垂直振动压路机、振荡压路机在这三个项目上都为“+”,但其市场表现却仍然一直“甘拜下风”,并且可能会永远没有“出头之日”,也就很容易理解了。
再者,排除在某一型式的产品上使用特殊的新技术(如属于操作舒适性的减振新技术、发动机节能新技术等)而使其相关指标得到加分的情况,这些新技术也可以同样使用在其他型式的产品上。换一句话说,不同型式的振动压路机,其压实原理本身就决定了各自的优缺点,这是天生的、不可改变的。
另一方面,从某种程度上讲,振动压路机就是一种“折中”型产品――压实薄铺层时不如振荡和水平振动压路机,压实厚铺层时不如垂直振动压路机;当然反之也成立,即振动压路机压实薄铺层时优于垂直振动压路机,压实厚铺层时优于振荡压路机和水平振动压路机。
总之,振动力的调节可以分为两个方面、三个层次:两个方面是指调节大小和方向,三个层次包括双频/双幅调节振动力大小的第一层次、无级调幅调节振动力大小的第二层次、振动型式调节振动力方向的第三层次,后两种调节方式可以实现智能压实。
智能压实技术
智能压实(Intelligent Compaction,简称IC)指的是使用配备现场测量系统与反馈控制功能的振动压路机,对土壤、骨料基层或者沥青路面材料等进行的压实。主要通过各种传感器及基于GPS的绘图系统以及自动记录结果的软件进行集成测量、文档记录和处理等,并反馈和控制压路机的工作状态,达到对压实过程实时监测和纠正的目的。其中测量、显示、记录和输出的内容包括:自然环境参数如日期时间、环境温度、经纬度及海拔等,机器运行参数如位置、行驶方向(前进/后退)、速度、振动(开/关)及频率、振幅等,铺层材料参数如沥青温度、压实遍数、材料刚度、压实度等。其中反馈和控制压路机的工作状态包括:根据显示屏提示操作手改变压路机运行速度、补压漏压部位、终止低温碾压等,而不同压实阶段需要不同振动力的调节则由系统反馈控制压实机构自动完成。
笔者认为,智能压实系统可以分为两大部分,即辅助压实系统和振动力自动调节系统。前者主要是一些普通数据的测量和显示,为操作手改变相关操作提供信息支持。后者则是核心,包括与压实度密切相关的数据的测量,并经过分析处理后形成自动控制信号,也就是压实度检测、反馈与控制系统,这是关键;以及能够实现调节振动力(既可以是振动力大小,也可以是振动力方向即振动型式)的压路机振动钢轮,也就是振动力自动调节系统,这是基础。
上述十分简明易懂的解读还可以用一个人“说走就走的旅行”过程来加以通俗化的描述。旅行过程中,我们利用身体的各个感官如听觉、触觉、味觉等,感知即“测量”自然界的一些信息如声音、温度、湿度、风向等(相当于辅助压实系统中“一些普通数据的测量和显示”),人体因此作出各种反应如加减衣物、补充水分等(如同“操作手改变相关操作”);而更加重要的是,我们会利用视觉来观察道路状况(相当于振动力自动调节系统中与压实度密切相关数据的测量,传感器就是“眼睛”),经过大脑判断后自动反馈并控制双腿协调地动作如时而大步慢走、时而小步快跑、时而跨越障碍以及躲避危险等(实现调节振动型式即振动力方向,“大脑”就相当于反馈和控制系统,“双腿”就相当于实现调节振动力的压路机振动轮)。即:
(一般感官一般动作)+(眼睛大脑双腿)=旅行过程
(一般检测一般动作)+(压实度检测反馈处理器可调节压实力的振动轮)=智能压实过程
智能压实研究现状
在此梳理一下压实度检测与反馈系统,因为这是各个厂商技术的差异所在,也是IC的前提。
基于不同工作原理的压实度检测仪器,包括落锤频谱式路基压实度快速测定仪、瑞雷波法压实仪、核子密实度计、电涡流压实度计等,其中以安装在振动压路机上的连续压实度仪应用最广,即所称的车载密实度仪,它既可以作为IC的子系统,也可以独立应用于普通振动压路机上对压实度进行检测。
连续压实控制(Continuous Compaction Control,简称CCC)是指在压实过程中利用连续压实仪检测振动轮的动态响应信号,根据被压材料与振动压路机的互相作用,经过处理后得到能反映土w压实状况的控制指标。由于对振动轮相应信号的处理方式不同,故而形成了几种连续压实控制技术,包括以下代表。
1976年,Geodynamik公司与戴纳派克公司共同开发的压实度仪Compactometer。其工作原理是使用安装在振动压路机上的加速度传感器检取系统在振动激励下的相应信号,通过滤波器和信号的傅里叶变换得到振动信号的基波和二次谐波分量,然后用二次谐波与基波的比值来反映压实程度,这就是CMV(Compaction Meter Value,压实度值)测量方法。
1983年,宝马格公司开发了土壤压实检测系统――Terrameter BTM01。它借助加速度的数据,检测系统中的Omega值,既反映了作用于材料的能量大小,也间接反映了材料的压实状况。2000年,宝马格公司在第三代压路机中引入了Terrameter BTM-E和Vario Control两项新技术。BTM-E第一次为土体压实状态提供了一个物理值,即土壤动态刚度模量EVIB(单位为MPa)。与Omega值不同,EVIB与振动压路机的参数无关,因而振动参数的改变对测量结果无任何影响(即压实度检测系统)。Vario Control系统能够产生可变换方向的振动,使振动方向根据物料的密实度在垂直和水平方向无级调节,由于振动方向决定传递给土壤的压实能量的大小,因此该系统可以使压实能量与土壤状态相匹配(即实现智能压实的自动控制系统和钢轮)。
20世纪90年代末期,安迈公司提出的使用压路机集成的刚度测量值KS作为评价指标。KS为使用测定的振动轮位移、估算的作用力和一个反映压路机与土壤的交互作用的弹簧-缓冲器模型提供了准静态刚度度量。
2004年,酒井公司提出类似于CMV的无量纲参数――CCV(Compaction Control Value,压实控制值)。与CMV不同的是,CCV同时考虑了基频和次谐波频率。
MDP(Machine Drive Power,机器驱动动力)是卡特彼勒的一项创新型土壤压实测量技术。该技术有助于操作者确认所碾压土壤的承载强度是否符合要求,进而得知是否可以转移至下一个作业区域。传统系统在地面被压实时测量其振动反应,而MDP测量的是抵消碾压阻力所需的能量。随着材料被进一步压实,其碾压阻力会降低,据此计算土壤刚度或承载强度。
表3显示了当前国际上各主要压路机制造厂商所开发的ICMV的特点及其应用情况。
从以上公开的信息可以看出,各厂商主要专注于安装在振动压路机上的ICMV的研究,而几乎未涉及振动压路机为适应智能压实要求而做出的任何结构改变(主要是钢轮结构)。笔者“以小人之心”猜度一下:或许因为各厂家的IC压路机钢轮结构大同小异,认为不值得“炫耀”?亦或因为属于核心技术不便于公开?而从实际产品应用看,真正的智能压实系统应用也还并不普遍,没有自动反馈控制系统及可调节振动力的振动轮的IC,最多只能算是一个辅助压实系统,相当于给了操作手一副夜视镜、放大镜,或者就是汽车的倒车雷达,而远不是自动驾驶系统。
关于压实度检测系统以及实现智能压实自动控制系统的开发,不仅需要坚实的土壤力学和振动压实理论作为基础,更需要进行大量的试验工作。目前,国内只有一些生产振动仪器的专业厂家对压实度检测系统进行过较深入的研究,并与主机厂家开展了“以试用代试验”的验证考核,但还远未涉及自动反馈与控制方面的内容;而主机厂商也未进行系统性的研究,主要专注于实现垂直振动的钢轮结构的实现;尽管它与智能压实所要求的振动力自动调节的钢轮结构仅一步之遥,但这一步很大、很难跨越。明白这个现实,表3中没有一家国内压路机厂商就一点也不意 外了。
当然,凡事皆有例外,那就是宝马格公司。宝马格公司的智能压实产品已经推出很多年了,其钢轮结构以前一直遮遮掩掩,如展会上禁止拍照、技术交流时讳莫如深,各种防范措施不一而足。然而,最近几年却又在各种展会上大张旗鼓地公开展示既有钢轮上大幅彩绘的结构示意图,也有经过转化的透明运动模型(两边都是同步带传动)。其实,作为实现智能压实的基础(准确地讲是其中之一),振动室双轴式垂直振动钢轮结构早已是公开的秘密(与酒井SD450产品的振动钢轮结构并无本质区别),何况也并不是什么特别高精尖的技术;而且从根本上讲,任何技术都是保不了密的,解密只是时间问题,或者说有能力解密的人需不需要马上解密,不必依靠商品化的产品。这不是能不能的问题,而是想不想的问题。
诚然,技术公开确实可以让后来者少走很多弯路,本文就不仅“解”了很多“密”,而且提出了一些新思路,但仍然只能说“仅供参考”而已。因为振荡压实技术还在推广认可中,密实度在线检测技术还是“选配”,垂直振动技术还在艰难试水,这些都需要我们的技术和市场花时间来消化;因此智能压实技术在国内的应用,注定还有相当长的路要走,不可能、也不需要走得太快,正所谓欲速则不达。
智能压实的优点
压实度和均匀性是高质量压实的两项关键指标所在。在实际工程作业中,压实质量的监控均需要采用核子密度仪、无核密度仪或芯样测试等方法进行压实度现场抽查,而且不仅仅局限于试验段。这些传统的压实度检测方法,不仅费工、费时和费钱,而且检测结果并不能完全代表整个区域的情况,更加严重的弊端是由于不在施工过程中发现问题,导致很多工况(如沥青和稳定土压实)的质量问题无法得到及时弥补和纠正,多少有c“事后诸葛亮”的缺憾,最终结果要么是“放水”而留下早期损坏的隐患,要么是“返工”而造成工期拖延和巨大的材料、能源和人工浪费。
与一般的振动压实配合传统的压实度检测方法相比,智能压实具有以下优点。
(1)一般只需在试验段时按照传统方法进行压实度检查,以“校准”IC产品的压实度检测系统,使之与实际工况相适应,并能够准确地反映真实的压实度情况,从而节约检测时间和费用。
(2)利用GPS绘图功能,能够在压实过程中而非压实结束后监控压实状况,最大程度地保证压实的均匀性,避免出现局部重压或漏压,使得压实质量问题及时得到弥补和纠正。
(3)随着压实过程的推进,IC产品能够根据铺层材料的压实度自动调节振动力以适应压实的需要,从而保证压实质量和提高作业效率,这也是智能压实的根本意义所在。
(4)可以追踪碾压遍数和表面温度,为在最佳温度范围内保持全面碾压的一致性提供了必要手段。
(5)夜间作业时,无需辨认碾压标线,利用车载彩色显示仪即可实时掌握压路机的作业位置和碾压遍数,确保碾压全区域覆盖,从而保证压实的均匀性。
(6)便于交接班管理,前期压实过程一目了然,更换操纵手依然可以实现压实过程的“无缝”衔接,防止遗留质量隐患。
(7)便于压实工程的质量管理者查看压实状态的各种参数,执行质量监控和统计分析,而且相关数据可以输出和存档。
(8)智能压实数据可以用来为某个特定项目的特定材料创建压实曲线,以确定最佳压实遍数,从而避免过压与欠压(因压实力太大或太小造成压实度不达标)。
任何事物都是一分为二的,再好的产品必然也有不足。由于IC产品的结构复杂性和独特的技术特点,对操作手的相关技能提出了更高的要求,而且售价比一般产品高出很多,这在很大程度上制约了它的推广应用。要破解困局,需要制造厂商和用户双方共同努力:一方面,制造厂商需要尽快将产品技术成熟起来,将成本降下来,以此促进市场拓展;另一方面,用户需要将保证质量作为施工的前提,作业效率也是成本的重要方面之一,算好一本综合帐,积极成为IC产品的实践者、推广者,最终必然成为受益者。只有这样,IC产品才能尽快走出“叫好不叫座”的尴尬局面,毕竟技术和产品的成熟只是手段,而市场和工程的质量才是目的。
内外套轴无级调幅智能压实技术
在很多人的印象中,智能压实技术是建立在垂直振动技术之上的,就这样被“一叶障目”了。正如前文所述,智能压实的根本是根据压实过程的需要自动调节振动力,而调节振动力分为改变大小和方向两种方式;垂直振动向水平振动转变只是振动型式的改变引起的振动力方向的改变,而无级调幅可以实现振动力大小的改变(这才是振动力改变的本质),两者都可以实现智能压实。这也是本文将智能压实技术安排在垂直振动轮结构与原理之前阐述的原因所在。
离合器旋转驱动式
图1揭示了内外套轴式无级调幅以及实现智能压实的压路机振动钢轮结构,图2为其实现振动力调节的原理示意图。
其结构特点在于:振动马达的动力从内振动轴(设计成半扁轴,在保证一定偏心距时尽量减小偏心块的外形尺寸,下同)的右端输入,变幅驱动装置的轴头穿过空心行走马达,通过离合器、外振动轴左座与内振动轴相联接;其中最关键的部件为变幅驱动装置和离合器。
变幅驱动装置可以为电控马达,根据需要产生旋转运动,并通过离合器驱动外振动轴旋转。
离合器为液压双离合器,依靠弹簧力压紧摩擦片传递动力,接通压力油时离合器脱开。初始状态下,压力油使变幅驱动装置的轴头与外振动轴左座之间的离合器脱开,而内振动轴与外振动轴左座之间的离合器因断油而结合,从而保证外振动轴与内振动轴一起旋转,因内振动轴和外振动轴的偏心块都处于垂直向下位置,因而实现大振幅、大激振力振动,如图2(a)所示。当需要改变内振动轴与外振动轴偏心块之间的相位角时,压力油使内振动轴与外振动轴左座之间的离合器脱开,而变幅驱动装置轴头与外振动轴左座之间的离合器因断油结合,随即变幅驱动装置驱动外振动轴左座旋转所需要的角度,然后先断掉内振动轴与外振动轴左座之间的离合器的压力油使之结合,再接通变幅驱动装置与外振动轴左座之间的离合器的压力油使之脱开,从而实现调整偏心距即振幅亦即激振力大小的目的,如图2(b)所示。当变幅驱动装置驱动外振动轴左座旋转180°时,实现小振幅、小激振力振动,如图2(c)所示。
对一台特定的振动压路机而言,F内、F外都是确定的,如果结合压实度在线检测系统,并建立压实度与激振力F之间的函数关系,利用上述机构即可以将控制F转变为控制θ,如图2(d)所示,可以得到:
F=
控制逻辑依次为:压实度检测、处理反馈控制信号、变幅驱动装置的轴头旋转、改变内外振动轴夹角θ、改变激振力F。这样就可以通过自动控制θ来实现对F大小的调节,从而适应不同压实阶段对激振力F的要求,即实现智能压实。
上述智能压实的钢轮结构十分简单,但存在一点不足,那就是因为改变两个振动轴之间的相位差是通过驱动其中一个振动轴旋转实现的,所以不能在振动压实过程中(两个振动轴在同步高速旋转)进行调节,而只能在前后换向行驶时(此时都是关闭振动的)进行调节。另外,由于内外套轴式结构及振动轴承选择所限,更适合在双钢轮振动压路机上应用。
我们可以“脑洞大开”地想象一下:如果去掉图1(b)中的变幅驱动装置,离合器变化成行星架和行星轮,内振动轴轴^作为太阳轮,外振动轴左座作为齿圈,就可以形成一套行星传动系,那么将实现内、外振动轴不同的振动频率,同时视行星架固定方式的不同,当内、外振动轴旋转方向相同时为混沌振动,相反时则为复合振动。
需要指出的是,多振幅可以调节振动力的大小,但因需要人工调节而不适合应用于智能压实系统;而无级调幅因具有自动调节的特点(其实最终实现的还是有限的几个控制点即多振幅,只是此时的多振幅幅值不是机器预设,而是根据实际压实状况自动生成),是实现智能压实很好的方向,但是至今未见相关产品投入实用。
螺旋槽直线驱动式
为了避免图1结构在振动压实过程中调节振动力的不足,图3显示了另外一种针对内振动轴及其变幅机构进行改良后的结构,该结构疑为宝马格公司首创,但也未见其相关产品投入市场的报道。
图3所示结构的特点在于:振动马达从外振动轴右座输入动力,变幅油缸通过一个具有双向推力轴承结构的旋转联轴器推动或拉动调幅轴(调幅轴的高速旋转运动不会传导至变幅油缸),调幅轴的一端通过花键套与外振动轴左座联接(保证调幅轴相对于外振动轴左座只能轴向直线运动而不能转动),另一端固定有销轴并位于空心的内振动轴的双螺旋槽内。这样,调幅轴的直线运动就转化成了内振动轴的旋转运动,最大旋转范围为0~180,而内振动轴的两端用平键固接着小偏心块,与外振动轴上的大偏心块形成相叠加至相抵消范围内的各种偏心距组合,结合压实度在线检测及控制系统就实现了无级调幅型式的智能压实。
关于实现振动压路机无级调幅的技术路线还有很多,如液压控制偏心块转动方案等,但基本原理都是一样的,只是实现方法或者具体结构有所差异罢了。它们大多由于技术成熟度、制造工艺或成本等原因,并没有受到过多关注,在此就不加分析。
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