最近聽到一些很有意思的觀點：似乎做了綠色，農藥不殺蟲子了、洗衣液洗不凈衣服了、汽車跑不遠了，產品突然變成豆腐渣了。其實，在我們看來，做好綠色再設計，你的產品不僅不會是豆腐渣，反而可以變成綠巨人；不但是綠色的，而且性能卓越。
重型機械由于其強勁的力量和龐大的外形，被形象地稱為是工程機械的巨人。擁有更超群的性能、更加親近生態是近年來重型機械發展不懈的追求。工業再設計，基于“無論多復雜皆可制造”的精密鑄造工藝，以一種全新的工程設計思想和方法，為重機的綠色發展、品質提升打開了一扇巨大的窗戶。通過混凝土泵車臂架優化再設計，能使車臂舉高從56米突破性地達到80米；通過挖掘機斗桿的綠色再設計，在大幅減重的同時，能耗降低、生產率提高，極大地提高了斗桿的整體性能和可靠性。
那么，再設計是如何做到這些的？
挖掘機小臂再設計
作為重型機械家族的重要成員，挖掘機主要由工作裝置、回轉裝置和行走裝置三大執行部分組成。挖掘機的工作裝置是模仿人的手臂設計的，其工作機理與手臂非常相似，主要由鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗油罐、斗桿、斗桿油罐、動臂和動臂油罐組成。斗桿又稱小臂，是挖掘機的主要承載件之一，挖掘機要順利完成挖掘任務，需要靠“手臂”的轉斗來完成。
圖1 挖掘機的工作裝置
斗桿的材料、重量、結構、工藝等等都對其性能、可靠性、工作效率產生重要的影響。比如，焊接工藝對挖掘機斗桿破壞失效的影響，據測算斗桿80%概率發生破壞失效位置在焊接部位；相同工作情況下，挖掘機斗桿的減重，會帶來可觀的燃油能耗的降低和大幅的實際生產率的提升。
因此，基于創新性精密鑄造工藝和先進的再設計方法，安世亞太與蘇氏集團攜手，對我國某大型機械公司6噸挖掘機斗桿進行了再設計改造。通過結構優化設計，對材料進行重新布局和選擇，提出用重量較輕的鋁合金代替原來的鋼結構，采用變厚加筋結構設計，利用精密鑄造技術整體成型。經有限元分析，該設計結構滿足剛度、強度要求。在不降低性能指標的前提下，重量相比原鋼材料斗桿減少51.8%。
圖2 對挖掘機斗桿進行有限元分析
再設計：讓重機巨人減重增質
通過再設計實現的減重指標對挖掘機整機性能提升效果明顯，相同工作負荷時，單臺挖機節約燃油2.4kg/小時，由于減重引起斗容量增加帶來的實際生產率可提高約28%。新設計和制造由于完全避免了焊接工藝環節，從而極大提高了裝備的整體可靠性與耐久性。
圖3 對挖掘機進行減重
通過再設計，重機巨人不僅是綠色的，同時擁有了更加卓越的性能，蛻變成更加強大的“綠巨人”。由此可見，再設計的直接效益是節材減重，企業能直接獲得巨大利潤；間接效益是為產品創造一個綠色的生態環境，由此帶來的經濟和社會效益往往是直接效益的五到十倍，這是有利于國計民生的大效益，是“功在當代，利在千秋”的大效益。再設計的第三個效益，那就是產品獲得突破性效能，讓產品可能產生巨大的客戶吸引力和壓倒性競爭優勢，這往往是沒法用金錢衡量的效益。
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本文標題：再設計：打造性能卓越的重機“綠巨人”
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