我國液壓技術(shù)的發(fā)展歷程
我國的液壓技術(shù)是隨著新中國的建立、發(fā)展而發(fā)展起來的,從1952年上海機(jī)床廠試制出我國臺液壓元件(齒輪泵)起,迄今,大致經(jīng)歷了創(chuàng)業(yè)奠基、體系建立、成長發(fā)展、引進(jìn)提高等幾個發(fā)展階段。
20世紀(jì)50年代初期,我國沒有專門的液壓元件制造廠,上海、天津、沈陽、長沙等地機(jī)床廠的液壓車間自產(chǎn)自用仿前蘇聯(lián)的徑向柱塞泵、葉片泵、組合機(jī)床用液壓操縱板、磨床操縱箱及液壓刨床、給液壓機(jī)配套的高壓柱塞泵等元件。此期間的液壓產(chǎn)品多為管式連接,結(jié)構(gòu)差,性能基本上是上20世紀(jì)40年代的水平。1959年,國內(nèi)建立了專業(yè)化液壓元件制造企業(yè)—天津液壓件廠。
進(jìn)人20世紀(jì)60年代,液壓技術(shù)的應(yīng)用從機(jī)床行業(yè)逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械等領(lǐng)域,為了解決仿蘇產(chǎn)品品種單調(diào)、結(jié)構(gòu)笨重和性能落后的問題,并滿足日益增長主機(jī)行業(yè)的需要,我國的液壓工業(yè)從仿制開始走向自行開發(fā)設(shè)計的道路。
60年代初,我國液壓元件工業(yè)的統(tǒng)一規(guī)劃組織及技術(shù)開發(fā)工作分別劃歸北京機(jī)床研究所、濟(jì)南鑄鍛機(jī)械研究所、廣州機(jī)床研究所和大連組合機(jī)床研究所等有關(guān)科研院所管理。
1965年,為適應(yīng)液壓機(jī)械從中低壓向高壓方向的發(fā)展,成立了榆次液壓件廠,并引進(jìn)了日本油研公司公稱壓力21MPa的中高壓系列液壓閥及其全部制造加工和試驗設(shè)備。同時引進(jìn)30萬美元的液壓元件國外樣機(jī),組織測繪仿制。
1966~1968年以廣州機(jī)床研究所(現(xiàn)廣州機(jī)械科學(xué)研究院,下同)為主,聯(lián)合開發(fā)設(shè)計了公稱壓力為2.5MPa和6.3MPa的中低壓系列液壓元件,包括方向、壓力、流量三大類液壓閥及液壓泵、液壓馬達(dá)等共187個品種、1000余個規(guī)格,并相繼批量投產(chǎn)。
1966年,北京機(jī)床研究所研制成功了噴嘴擋板式電液伺服閥并用于電火花機(jī)床。
1967年,濟(jì)南鑄鍛機(jī)械研究所完成了32MPa的CY14-1型軸向柱塞泵的系列設(shè)計。
1968年,在公稱壓力21MPa液壓閥系列基礎(chǔ)上,有關(guān)科研院所和企業(yè)設(shè)計了我國套較為完整的公稱壓力31.5MPa的高壓液壓閥系列圖紙,并在有關(guān)液壓元件制造廠陸續(xù)投入生產(chǎn),在各行業(yè)獲得廣泛使用。
到60年代末70年代初,隨著生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展,特別是在為第二汽車制造廠等主機(jī)企業(yè)提供、自動化設(shè)備的帶動下,液壓元件制造業(yè)出現(xiàn)了迅速發(fā)展的局面,一批中小企業(yè)也成為液壓件專業(yè)制造廠。
1968年我國液壓元件年產(chǎn)量已接近20萬件。至此已基本形成一個獨立的液壓元件制造工業(yè)體系。
20世紀(jì)70年代,在高壓液壓閥品種規(guī)格逐漸增多的情況下,為了實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化,擴(kuò)大品種,提高質(zhì)量,追趕較高水平。
1973年,有關(guān)科研單位、高等院校、液壓閥專業(yè)制造廠等10多個單位參加,組成液壓閥聯(lián)合設(shè)計組,在分析對比國內(nèi)外同類液壓閥產(chǎn)品的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、性能、工藝特點及國內(nèi)液壓閥生產(chǎn)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,完成了我國公稱壓力32MPa高壓閥新系列圖紙的設(shè)計。該系列圖紙吸收了國內(nèi)外產(chǎn)品的優(yōu)點,共100多個品種,3000多個規(guī)格,特別是使安裝連接尺寸與相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得到了統(tǒng)一。1978年通過了全系列圖紙的審查,樣機(jī)的試制、試驗、鑒定等一系列工作,并推廣全國生產(chǎn)。
70年代期間,廣州機(jī)床研究所開發(fā)研制成功電液比例溢流閥、電液比例流量閥,并與上海液壓件一廠合作研制了JK系列液壓集成塊(1973年);大連組合機(jī)床研究所開始疊加閥研究(1974年);北京機(jī)床研究所試制成功QDY2型電液伺服閥及DYM型電液脈沖馬達(dá)(1975年);濟(jì)南鑄鍛機(jī)械研究所研制成功插裝閥及其液壓系統(tǒng)(1977年)。同期,還研制成功了擺線轉(zhuǎn)子泵及皮囊式蓄能器等液壓產(chǎn)品??梢哉f,整個70年代是我國液壓元件品種發(fā)展多的時期之一。
進(jìn)人20世紀(jì)80年代,在國家改革開放的方針指引下,隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,基礎(chǔ)件滯后于主機(jī)的矛盾日益突出,并引起各有關(guān)部門的重視。為此,原一機(jī)部于1982年組建了通用基礎(chǔ)件工業(yè)局,將原分散在機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè)歸口的液壓專業(yè)廠,統(tǒng)一劃歸通用基礎(chǔ)件局管理,從而使該行業(yè)在規(guī)劃、投資、引進(jìn)技術(shù)和科研開發(fā)等方面得到基礎(chǔ)件局的指導(dǎo)和支持。
從此進(jìn)人了快速發(fā)展期,先后引進(jìn)了40余項*液壓技術(shù)[其中包括北京液壓公司從原西德力士樂(REXROTH)公司引進(jìn)的軸向柱塞泵和馬達(dá)、高壓液壓閥,榆次液壓件廠從美國威格士(VICKERS)公司引進(jìn)的液壓閥,德州液壓機(jī)具廠從西德FAG公司引進(jìn)的超高壓液壓泵及閥等〕。經(jīng)消化吸收和技術(shù)改造,現(xiàn)均已批量生產(chǎn),并成為行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
近年來,行業(yè)加大了技術(shù)改造力度,1991~1998年國家、地方和企業(yè)自籌資金總共投入約16億元之多。經(jīng)過技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān),一批主要企業(yè)技術(shù)水平進(jìn)一步提高,工藝裝備得到很大改善,為形成高起點、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。
近幾年,在國家多種所有制共同發(fā)展的方針指引下,不同所有制的中小企業(yè)迅猛崛起,呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。隨著國家進(jìn)一步開放,三資企業(yè)迅速發(fā)展,對提高行業(yè)水平和擴(kuò)大出口起著重要作用。目前我國已和美國、日本、德國等國廠商合資或由外國廠商獨資建立了柱塞泵/馬達(dá)、轉(zhuǎn)向器、液壓控制閥、液壓系統(tǒng)、靜液壓傳動裝置、液壓件鑄造、橡塑密封等類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)50多家,引進(jìn)外資2億多美元。
同時,廣州機(jī)床研究所自行研制成功了電液比例復(fù)合閥(1980年)、電液數(shù)字閥(1985年)和GE系列中高壓閥(1989年),同期還有大連組合機(jī)床研究所的疊加閥系列、低功耗電磁閥、凸輪轉(zhuǎn)子泵、低噪聲葉片泵等以及新原理電液比例閥及電液集成塊等成果。
經(jīng)過近半個世紀(jì)的努力,我國液壓行業(yè)已形成了一個門類比較齊全,有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的工業(yè)體系。
據(jù)1995年全國三次工業(yè)普查統(tǒng)計,我國液壓工業(yè)中,鄉(xiāng)及鄉(xiāng)以上年銷售收人在100萬元以上的國營、村辦、私營、合作經(jīng)營、個體、“三資”等企業(yè)共有約700家,形成了國內(nèi)自行開發(fā)、引進(jìn)技術(shù)制造、合資生產(chǎn)、仿制消化的多元化格局。通過技術(shù)引進(jìn)、自主開發(fā)和技術(shù)改造,高壓柱塞泵、齒輪泵、葉片泵、通用液壓閥、液壓缸等一大批產(chǎn)品的技術(shù)水平有了明顯的提高,并可穩(wěn)定地批量生產(chǎn),為各類主機(jī)提高產(chǎn)品水平提供了保證。
另外,在液壓元件和系統(tǒng)的CAD、污染控制、比例伺服技術(shù)等方面也取得一定成果,并已用于生產(chǎn)。目前,液壓產(chǎn)品有1200個品種、10000多個規(guī)格(含液力產(chǎn)品60個品種、500個規(guī)格),已基本能適應(yīng)各類主機(jī)產(chǎn)品的一般需要,為重大成套裝備的品種配套率也可達(dá)60%以上,并開始有少量出口。按1996年同行業(yè)統(tǒng)計,我國液壓行業(yè)總產(chǎn)值23.48億元,居世界6位。1998年國產(chǎn)液壓件產(chǎn)量480萬件,銷售額約28億元(其中機(jī)械系統(tǒng)約占70%),液壓產(chǎn)品產(chǎn)銷率為97.5%。充分反映了產(chǎn)銷基本銜接。據(jù)統(tǒng)計,2004年液壓行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值(現(xiàn)行價)達(dá)約103億元,突破100億元,創(chuàng)歷史高水平。
目前,我國的液壓元件制造業(yè)已能為包括金屬材料工程、機(jī)床與汽車工業(yè)、電力與煤炭行業(yè)、石油天然氣探采與化工裝備、礦山及冶金機(jī)械、鐵路與公路運(yùn)輸、建材建筑、工程機(jī)械及農(nóng)林牧機(jī)械、家電五金、輕工紡織、航空與河海工程、計量質(zhì)檢與特種設(shè)備、國防及武器裝備、公共設(shè)施與環(huán)保等行業(yè)在內(nèi)的多種部門提供較為齊全的液壓元件產(chǎn)品。
1990年中國液壓氣動密封件工業(yè)協(xié)會成立,為振興發(fā)展我國的液壓、氣動、密封件工業(yè)發(fā)揮了重要作用。在科研與生產(chǎn)發(fā)展同時,我國液壓行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作也有了很大發(fā)展。截止到2004年5月底,國內(nèi)共有液壓氣動標(biāo)準(zhǔn)145項(國家標(biāo)準(zhǔn)79項,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)66項)。這些標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所頒布的同類標(biāo)準(zhǔn)相一致,從而為提高我國液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度,組織專業(yè)化生產(chǎn),提高產(chǎn)品的性能、發(fā)展新品種和互換性,以及間的技術(shù)交流及機(jī)電產(chǎn)品配套出口貿(mào)易提供了有利條件。
應(yīng)當(dāng)指出,盡管我國液壓工業(yè)已取得了很大的進(jìn)步,但與主機(jī)發(fā)展需求及和*水平相比,尚存在不少差距,主要反映在:
①產(chǎn)品品種少(例如約為美國的1/6,德國的1/5),水平低,質(zhì)量不穩(wěn)定,早期故障率高,可靠性差[例如齒輪泵的工作壓力,國內(nèi)一般為14MPa,國外為21~28MPa;柱塞泵的壽命國產(chǎn)的為5000h,比國外低1/2,噪聲比國外高5~10dB],液壓閥的壽命為國外的1/2,特別是機(jī)電一體化的元件和系統(tǒng),國內(nèi)尚未廣泛應(yīng)用。
②專業(yè)化程度低,規(guī)模小,經(jīng)濟(jì)效益差(例如2000年國內(nèi)135個液壓件廠年平均每個廠生產(chǎn)5.16萬件,年產(chǎn)30萬件以上的只有5家,產(chǎn)值超過2億元的企業(yè)只有3個,而德國力士樂公司年產(chǎn)各種液壓產(chǎn)品130萬件,而美國派克公司1999年銷售額46億美元)。
③科研開發(fā)力量尚較薄弱,技術(shù)進(jìn)步緩慢(例如國內(nèi)企業(yè)雖然政策規(guī)定可以提取銷售額的1%,用于企業(yè)的科研開發(fā),但很多企業(yè)無力支付,而各大跨國公司用于科技開發(fā)的資金占其銷售額的5%,甚至高達(dá)10%)。
④本行業(yè)產(chǎn)品尚未打開市場。液壓氣動產(chǎn)品市場容量很大,但我國的出口則剛剛起步,發(fā)展余地很大。因此,國家十分重視液壓工業(yè)的發(fā)展,僅以科學(xué)技術(shù)部等有關(guān)部、局共同組織編制的《中國高新技術(shù)產(chǎn)品目錄2000》為例,就有高壓液壓柱塞泵/馬達(dá)、高壓液壓閥、高壓整體式多路閥、中高壓變量葉片泵、中高壓齒輪泵等液壓產(chǎn)品列人了“光機(jī)電一體化”領(lǐng)域的“高性能機(jī)電基礎(chǔ)件”類。
可以相信,隨著綜合國力的增強(qiáng)、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整,我國的液壓技術(shù)將會得到更大的發(fā)展。