发布时间:2022-12-02 点击:38次
一、液压传动的优点
1、液压传动可以输出大的推力或大转矩,可实现低速大吨位运动,这是其它传动方式所不能比的突出优点。
2、 液压传动能很方便地实现无级调速,调速范围大,且可在系统运行过程中调速。
3、 在相同功率条件下,液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接,其布局、安装有很大的灵活性,可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。
4、液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定,可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其反应速度快,故可实现频繁换向。
5、操作简单,调整控制方便,易于实现自动化。特别是和机、电联合使用时,能方便地实现复杂的自动工作循环。
6、液压系统便于实现过载保护,使用安全、可靠。由于各液压元件中的运动件均在油液中工作,能自行润滑,故元件的使用寿命长。
7、液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造、维修和推广使用。
二、液压传动的缺点
1、油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性,故无法保证严格的传动比。
2、对油温的变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度条件下工作。
3、能量损失(泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等)较大,传动效率较低,也不适宜作远距离传动。
4、系统出现故障时,不易查找原因。 综上所述,液压传动的优点是主要的、突出的,它的缺点随着科学技术的发展会逐步克服的,液压传动技术的发展前景是非常广阔的。
拓展资料
液压传动是指以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。在液体传动中,根据其能量传递形式不同,又分为液力传动和液压传动。液力传动主要是利用液体动能进行能量转换的传动方式,如液力耦合器和液力变矩器。液压传动是利用液体压力能进行能量转换的传动方式。在机械上采用液压传动技术,可以简化机器的结构,减轻机器质量,减少材料消耗,降低制造成本,减轻劳动强度,提高工作效率和工作的可靠性。
我国的液压工业开始于20世纪50年代,其产品最初只用于机床和锻压设备,后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术,并自行设计液压产品以来,我国的液压件已在各种机械设备上得到了leyu乐鱼广泛的使用。20世纪80年代起更加速了对先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作,以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。
当前,液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展,在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外,在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面,日益显示出显著的优势。
液压传动主要应用如下:
(1)一般工业用液压系统塑料加工机械(注塑机)、压力机械(锻压机)、重型机械(废钢压块机)、机床(全自动六角车床、平面磨床)等;
(2)行走机械用液压系统工程机械(挖掘机)、起重机械(汽车吊)、建筑机械(打桩机)、农业机械(联合收割机)、汽车(转向器、减振器)等;
(3)钢铁工业用液压系统 冶金机械(轧钢机)、提升装置(升降机)、轧辊调整装置等;
(4)土木工程用液压系统 防洪闸门及堤坝装置(浪潮防护挡板)、河床升降装置、桥梁操纵机构和矿山机械(凿岩机)等;
(5)发电厂用液压系统涡轮机(调速装置)等;
(6)特殊技术用液压系统 巨型天线控制装置、测量浮标、飞机起落架的收放装置及方向舵控制装置、升降旋转舞台等;
(7)船舶用液压系统 甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;
(8)军事工业用液压系统火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞行器仿真等。
参考资料:百度百科—液压传动
随着我国信息技术和自动化技术的快速发展,工程机械也顺应时代需求,逐步进入自动化和智能化应用时代。现代工程机械主要是结合现代科学技术、控制技术和计算机技术,进一步实现自动化和智能化。本文从工程机械的现状出发,阐述了现代化背景下工程机械的发展趋势和新技术,以供参考。关键词:工程机械;发展趋势;新技术介绍随着我国经济的快速发展和社会的不断进步,工程机械的研究领域进入了一个全新的发展阶段,并在该领域取得了一些显著的科研成果。目前,工程机械的电子连接已经从原来的能源连接向智能化、自动化连接转变。相信在未来的工程机械领域,控制工程、计算机技术、电气自动化将会更多的应用到工程机械领域,进而开发出更先进的智能化、自动化技术。一、工程机械研究的发展趋势确定发展趋势是实现工程机械自动化和智能化的主要内容之一。中国工程机械的发展方向应该是向国际先进技术靠拢,这样才能与国际接轨。比如实现机械生产运行中的保护、监控、测量等功能,在未来的发展中实现三者的融合。其次,随着计算机技术和信息技术的不断提高,工程机械将更多地应用先进的智能技术和现代信息技术,使机械制造和运行更加高效快捷。再次,是人工智能技术的融合。如今,机械制造市场的竞争日益激烈。机械制造企业要想在未来的市场中赢得一席之地,需要改变以往的手工操作模式,走向电气自动化的发展道路。人工智能技术是现代计算机技术深化的产物。在人类智能的基础上,对计算机进行模拟、扩展和扩充,从而开发出一种类似于人类智能的新型智能机器。在机械生产中应用人工智能技术,可以实现对整个生产系统的全面监控。如果某个生产环节出现问题,人工智能可以立即发现并快速响应,为维修人员提供维修方案,从而加快机械生产的维修效率,让机械生产更加安全。此外,过去工程机械行业生产新产品时,通常依靠人工分析来判断新产品是否有市场和价值,从RD到上市需要较长的生产周期,使得产品落后于实际的市场需求。然而,人工智能技术投入工程机械后,摒弃了以往的手工操作,大大缩短了机械产品的生产周期,提高了产品质量,为企业获得了丰厚的收益,并抢先一步赢得了市场,得到了推广。二、工程机械新技术研究1.计算机技术。互联网技术是工程机械应用最广泛的技术之一,对工程机械的未来发展具有重要意义。目前,计算机技术在我国工程机械中的应用主要表现在以下几个方面:计算机技术为智能化生产提供了基础支撑,可以称为机械控制系统的符号化应用,其应用范围涵盖了整个机械工程的生产和调节。其次,是机械动员的应用。计算机通过深度物联网实现整个制造项目的调控,对于提高机械生产效率具有重大意义。2.神经网络智能自动化技术。将智能自动化技术应用于工程机械,可以极大地促进机械工程的发展,特别是神经网络智能自动化技术的应用。该技术利用仿生学中的控制手段,将不同的网络神经元连接成一个巨大的网络,每个神经元连接起来后,就可以进行有效的控制。神经控制的可靠性高,在大规模数据处理中的应用明显。这种技术类似于人脑的学习能力,所以也可以称为智能自动化技术。将神经网络智能自动化技术应用于数控机床的切割,可以很容易地解决数控机床的不确定因素,保证切割质量。因此,工程机械与神经网络智能自动化技术的有机结合,使得机械生产更加高效和稳定。3.预测控制系统。预测控制系统在工程机械的高速液压机中起着非常重要的作用,主要表现在实际施工中机械的高速运转。机械的高速运转会对机械本身产生一定的影响,从而影响机械的效率和质量。通过预测控制系统,可以很好地解决这个问题。随着机械制造业的快速发展,机械的能力、功能、特点等方面都有了显著的提高,设计行业的手段也逐渐完善和丰富。数字技术和智能技术都是与机械制造相关的技术。4.智能技术。智能的概念是机器行为在控制理论的指导下,融合人工智能、计算机技术、心理学、生理学等领域,然后进行逻辑智能仿真训练,使机械产品具有自己的逻辑思维判断和一定的推理决策能力,最终实现对机械产品更好的控制和操作。目前,一些机械产品具有一些智能化的特征,而我国未来的工程机械将向自动化和智能化一体化的方向发展,进而逐步提高我国机械产品的应用水平。5.灵活的自动化技术。柔性技术与传统技术的最大区别在于,可以根据不同的生产要求改变生产方式。在过去,机械制造通常采用刚性生产。顾名思义,生产方式一旦投入制造,生产线就无法改变。如果机器需要更新,原有的生产线将直接报废。采用柔性自动化技术后,如果需要更改相应的设计需求,只需更改后台程序代码,即可轻松实现机械更新。这种技术相对更方便,可以有效利用流水线资源,大大降低生产成本,进而达到提高经济效益的目的。6.综合自动化技术。这项技术将原来的加工流程集中在同一台设备上。在原有的机械生产项目中,同一产品往往需要在不同的工厂生产,一个项目中只生产一个零件或者只生产一个工序。除了成本需求,企业还必须面对小规模或批量需求,这极大地限制了机械制造效率。其次,采用综合自动化技术对机械设备进行统一处理,大大提高了生产效率。三。摘要自动化技术、智能技术和工程技术的融合将是工程机械的主要发展趋势。通过相互补充和合作,工程机械领域将更上一层楼,机械设备将具有功能全面、性能优异、稳定性和可靠性好的优势,符合国家的发展方向,实现民族制造领域的可持续发展。总之,信息时代的到来,使人们和社会对工程机械提出了更严格的要求,这意味着工程机械领域要逐步转变自己的观念,深刻认识到工程机械的发展方向,并将其与现代信息技术、控制技术和自动化技术相结合,开发出更智能化、自动化的机械技术,从而实现工程机械的创新发展。
优点:
1,与机械传动比较,液压传动具有以下主要优点:
(1)由于一般采用油液作为传动介质,因此液压元件具有良好的润滑条件;工作液体可以用管路输送到任何位置,允许液压执行元件和液压泵保持一定距离;液压传动能方便地将原动机的旋转运动变为直线运动。这些特点十分适合各种工程机械、采矿设备的需要,其典型应用实例就是煤矿井下使用的单体液压支柱和液压支架。
(2)可以在运行过程中实现大范围的无级调速,其传动比可高达1:1 000,且调速性能不受功率大小的限制。
(3)易于实现载荷控制、速度控制和方向控制,可以进行集中控制、遥控和实现自动控制。
(4)液压传动可以实现无间隙传动,因此传动平稳,操作省力,反应快,并能高速启动和频繁换向。
(5)液压元件都是标准化、系列化和通用化产品,便于设计、制造和推广应用。
2,与电力传动相比,液压传动的主要优点有以下几点:
(1)质量小,体积小。这是由于电动机受到磁饱和的限制,其单位面积上的切向力与液压机械所能承受的液压相差数十倍。
(2)运动惯性小,响应速度快。液压马达的力矩惯量比(即驱动力矩与转动惯量之比)较电动机大得多,故其加速性能好。例如,加速一台中等功率的电动机通常需要一秒至几秒钟,而加速同样功率的液压马达只需要0.1 s左右。这种良好的动态特性,对液压控制系统更有其重要意义。
(3)低速液压马达的低速稳定性要比电动机好得多。
(4)液压传动的应用,可以简化机器设备的电气系统。这对于具有爆炸危险的煤矿井下工作大有好处。
缺点:
(1)在传动过程中,由于能量需要经过两次转换,存在压力损失、容积损失和机械摩擦损失,因此总效率通常仅为0.75~0.8。
(2)传动系统的工作性能和效率受温度的影响较大,一般的液压传动,在高温或低温环境下工作,存在一定困难。
(3)液体具有一定的可压缩性,配合表面也不可避免地有泄漏存在,因此液压传动无法保证严格的传动比。
(4)工作液体对污染很敏感,污染后的工作液体对液压元件的危害很大,因此液压系统的故障比较难查找,对操作、维修人员的技术水平有较高要求。
(5)液压元件的制造精度、表面粗糙度以及材料的材质和热处理要求都比较高,因而其成本较高。
总的说来,液压传动的优点是主要的。它的某些缺点随着生产技术的发展,正在逐步得到克服。如果进一步吸取其他传动方式的优点,采用电 液、气,液等联合传动,更能充分发挥其特点。
扩展资料:
液压传动主要应用如下:
(1)一般工业用液压系统塑料加工机械(注塑机)、压力机械(锻压机)、重型机械(废钢压块机)、机床(全自动六角车床、平面磨床)等;
(2)行走机械用液压系统工程机械(挖掘机)、起重机械(汽车吊)、建筑机械(打桩机)、农业机械(联合收割机)、汽车(转向器、减振器)等;
(3)钢铁工业用液压系统 冶金机械(轧钢机)、提升装置(升降机)、轧辊调整装置等;
(4)土木工程用液压系统 防洪闸门及堤坝装置(浪潮防护挡板)、河床升降装置、桥梁操纵机构和矿山机械(凿岩机)等;
(5)发电厂用液压系统涡轮机(调速装置)等;
(6)特殊技术用液压系统 巨型天线控制装置、测量浮标、飞机起落架的收放装置及方向舵控制装置、升降旋转舞台等;
(7)船舶用液压系统 甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;
(8)军事工业用液压系统火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞行器仿真等。
参考资料:百度百科----液压传动
全球液压行业发展情况
液压产品应用领域广泛,随着产品技术与生产工艺的逐步成熟,液压产品适用领域不断拓宽,全球液压工业已进入相对稳定、成熟阶段。根据中国液压气动密封件工业协会,2018年,全球液压行业市场规模达到299亿欧元。从全球范围内来看,中国液压市场需求增长最快,市场地位显著提升。
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,美国、中国、德国、日本、意大利分别为液压产品全球前五大消费国。作为全球第二大经济体和第一大制造业国家,我国液压行业市场规模占全球的28%,仅略低于美国的34%,远高于日本(6.00%)和德国(5.58%)等发达国家。
中国液压行业已进入相对稳定、成熟的阶段
我国液压行业起步于20世纪50年代,历经数十年的努力,我国液压行业的整体技术水平得到了大幅提升,对行业的稳定发展提供了有力支撑。为降低全球金融危机对国内经济的影响,国家加大对基础设施建设等方面的支持力度,液压工业总产值从2009年的269亿元增长到2014年的488亿元,年均复合增长率达到12.65%。此后行业保持一定速度的稳定增长,2017年工业总产值约554亿元,2018年我国液压工业总产值达到594亿元。
伴随着国家政策对液压行业的大力支持,液压行业得到持续、健康发展
近几年来,我国“一带一路”发展战略、国家新型城镇化建设、铁路及城市轨道交通规划、社会保障性住房建设等政策的实施,带动了液压行业及其关联产业的发展;同时,我国也陆续出台了《工业“四基”发展目录(2016年版)》、《装备制造业标准化和质量提升规划》、《工程机械行业“十三五”发展规划》、《关于加快推进工业强基的指导意见》等政策;为解决高端液压件长期依赖进口的重要问题,由工业和信息化部会同中国工程机械工业协会、中国液压气动密封件工业协会组织相关生产厂家、科研院所和高校已于2011年底建立了“工程机械高压液压元件与系统产业化及应用协同工作平台”,致力于提高液压产品的配套件质量,加强试验检测及标准研究,使产品达到同类型进口液压产品的性能及可靠水平。
自主研发能力提升,实现高端液压核心部件的加速进口替代
高端液压件广泛用于各行业的各类主机产品和技术装备。由于我国液压技术起步较晚,技术积累相对薄弱,国内外企业在液压技术积累与制造经验方面存在一定差距,全球的高端液压市场几乎被博世力士乐、川崎重工等少数液压生产企业所垄断,客观上造成了国内中高端液压元件长期依赖进口的局面。
《液压行业“十三五”专业发展规划》明确指出,十三五期间,我国液压销售额年均增长不低于6%,60%以上高端液压元件及系统实现自主保障,受制于人的局面逐步缓解,装备工业领域急需的液压元件及系统得到广泛推广和应用。历经数十年的技术积累和工艺积淀,国内优质厂商正快速成熟,依托国家重大工程和重点项目,加强技术研发投入,由技术引进为主向自主创新为主转变,逐步改变了国内液压企业缺少自主知识产权的局面,迎来技术和市场双重突破契机,初具参与高端市场竞争并实现核心设备进口替代的实力。
2011年至2016年,随着国内工程机械产销量下滑和国内龙头企业逐步抢占市场份额,液压元件进口市场规模总体呈下降趋势。2017年以来,我国液压元件进口金额稍有提升,由于在房地产投资增长期拉长、基建投资拉动渐强的背景下,工程机械产品需求呈现强劲增长态势,国内液压元件产品供不应求。2018年,中国液压元件进口金额为160亿元左右。
—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国液压、气压动力机械及元件制造行业产销需求与投资预测报告》。
1、概述
行走驱动系统是工程机械的重要组成部分。与工作系统相比,行走驱动系统不仅需要传输更大的功率,要求器件具有更高的效率和更长的寿命,还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。于是,采用何种传动方式,如何更好地满足各种工程机械行走驱动的需要,一直是工程机械行业所要面对的课题。尤其是近年来,随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展,建筑施工和资源开发规模不断扩大,工程机械在市场需求大大增强的同时,更面临着作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂等所带来的挑战,也进一步推动着对其行走驱动系统的深入研究。
这里试图从技术构成及性能特征等角度对液压传动技术在工程机械行走驱动系统的发展及其规律进行探讨。
2、基于单一技术的传动方式
工程机械行走系统最初主要采用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机除外)方式。现在,液压和电力传动的传动方式也出现在工程机械行走驱动装置中,充分表明了科学技术发展对这一领域的巨大推动作用。
2.1机械传动
纯机械传动的发动机平均负荷系数低,因此一般只能进行有级变速,并且布局方式受到限制。但由于其具有在稳态传动效率高和制造成本低方面的优势,在调速范围比较小的通用客货汽车和对经济性要求苛刻、作业速度恒定的农用拖拉机领域迄今仍然占据着霸主地位。
2.2液力传动
液力传动用变矩器取代了机械传动中的离合器,具有分段无级调速能力。它的突出优点是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特性,配合后置的动力换挡式机械变速器能够自动匹配负荷并防止动力传动装置过载。变矩器的功率密度很大而负荷应力却较低,大批生产成本也不高等特点使它得以广泛应用于大中型铲土运土机械、起重运输机械领域和汽车、坦克等高速车辆中。但其特性匹配及布局方式受限制,变矩范围较小,动力制动能力差,不适合用于要求速度稳定的场合。
2.3液压传动
与机械传动相比。液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制,而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。由于具有传递效率高,可进行恒功率输出控制,功率利用充分,系统结构简单,输出转速无级调速,可正、反向运转,速度刚性大,动作实现容易等突出优点,液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹,其中不少已成为主要的传动和控制方式。极限负荷调节闭式回路,发动机转速控制的恒压,恒功率组合调节的变量系统开发,给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景。
与纯机械和液力传动相比,液压传动的主要优点是其调节的便捷性和布局的灵活性,可根据工程机械的形态和工况的需要,把发动机、驱动轮、工作机构等各部件分别布置在合理的部位,发动机在任一调度转速下工作,传动系统都能发挥出较大的牵引力,而且传动系统在很宽的输出转速范围内仍能保持较高的效率,并能方便地获得各种优化的动力传动特性,以适应各种作业的负荷状态。
在车速较高的行走机械中所采用的带闭式油路的行走液压驱动装置能无级调速,使车辆柔和起步、迅速变速和无冲击地变换行驶方向。对在作业中需要频繁起动和变速、经常穿梭行驶的车辆来说这一性能十分宝贵。但与开式回路相比,闭式回路的设计、安装调试以及维护都有较高的难度和技术要求。
借助电子技术与液压技术的结合,可以很方便地实现对液压系统的各种调节和控制。而计算机控制的引入和各类传感元件的应用,更极大地扩展了液压元件的工作范围。通过传感器监测工程车辆各种状态参数,经过计算机运算输出控制目标指令,使车辆在整个工作范围内实现自动化控制,机器的燃料经济性、动力性、作业生产率均达到最佳值。因此,采用液压传动可使工程机械易于实现智能化、节能化和环保化,而这已成为当前和未来工程机械的发展趋势。
2.4电力传动
电力传动是由内燃机驱动发电机,产生电能使电动机驱动车辆行走部分运动,通过电子调节系统调节电动机轴的转速和转向,具有凋速范围广,输人元件(发电机)、输出元件(电动机)、及控制装置可分置安装等优点。电力传动最早用于柴油机电动船舶和内燃机车领域,后又推广到大吨位矿用载重汽车和某些大型工程机械上,近年来又出现了柴油机电力传动的叉车和牵引车等中小型起重运输车辆。但基于技术和经济性等方面的一些原因,适用于行走机械的功率电元件还远没有像固定设备用的那样普及,电力传动对于大多数行走机械还仅是“未来的技术”。
3、发展中的复合传动技术
从前面的分析可以看出,应用于工程机械行走驱动系统中的基于单一技术的传动方式构成简单、传动可靠,适用于某些特定的场合和领域。而在大多数的实际应用中,这些传动技术往往不是孤立存在的,彼此之间都存在着相互的渗透和结合,如液力、液压和电力的传动装置中都或多或少的包含有机械传动环节,而新型的机械和液力传动装置中也设置了电气和液压控制系统。换句话说,采用有针对性的复合集成的方式,可以充分发挥各种传动方式各自的优势,扬长避短,从而获得最佳的综合效益。值得注意的是,兼有调节与布局灵活性及高功率密度的液压传动装置在其中充当着重要角色。
3.1液压与机械和液力传动的复合
(1)串联方式
串联方式是最为简单和常见的复合方式,是在液压马达或液压变速器的输出端和驱动桥之间设置机械式变速器以扩大调速的高效区,实现分段的无级变速。目前已广泛用于装载机、联合收获机和某些特种车辆上。对其的发展是将可在行进间变换传动比的动力换挡行星变速器直接安装在驱动轮内,实现了大变速比的轮边液压驱动,因而取消了驱动桥,更便于布局。
(2)并联方式
即为通常所称的“液压机械功率分流传动”,可理解为一种将液压与机械装置“并联”分别传输功率流的传动系统,也就是是利用多自由度的行星差速器把发动机输出的功率分成液压的和机械的两股“功率流”,借助液压功率流的可控性,使这两股功率流在重新汇合时可无级调节总的输出转速。这种方式将液压传动的无级调速性能好和机械传动的稳态效率高这两方面的优点结合起来,得到一个既有无级变速性能,又有较高效率和较宽高效区的变速装置。
按其结构,这种复合式传动装置可分为两类:第一类为利用行星齿轮差速器分流的外分流式,其中常见的分流传动机构又可分为输入分流式和输出分流式两种基本形式;第二类为利用液压泵或马达转子与外壳间的差速运动分流的内分流式。
日本小松公司开发的这种复合方式的液压传动变速器,已经应用在装载机、推土机等工程机械上。德国Fendt拖拉机生产的采用Vario型无级变速器装备的农用拖拉机,到2003年总销量超过了30000台。
由此可以看出,这种新型的传动装置已日益成为大中功率液力传动和动力换档变速器的有力竞争者。
(3)分时方式
对于作业速度和非作业状态下转移空驶速度相差悬殊的专用车辆,采用传统机械变速器用于高速行驶、附加液压传动装置用于低速作业的方式能很好地满足这两种工况的矛盾要求。机械——液压分时驱动的方式在此类车辆上的应用已很普遍,这一技术也已被应用于飞机除冰车和田间移栽机等需要“爬行速度”的车辆和机具上。
(4)分位方式
把液压马达直接安装在车轮内的“轮边液压驱动装置”是一种辅助液压驱动装置,可以解决工程机械需要提高牵引性能,但又无法采用全轮驱动方式,难以布置传统的机械传动装置的问题。液压传动的无级调速性能使以不同方式传动的驱动轮之间能协调同步,这在某种意义上也可视为一种功率分流传动:动力机的功率被分配到几组驱动轮上,经地面耦合后产生推动车辆运动的牵引力。目前,许多工程机械制造厂商将这一技术用于具有部分自走驱动能力的,诸如自走式平地机和铲运机这样的工程机械上。
3.2液压与电力传动的复合
由于现代技术的发展,电子技术在信号处理的能力和速度方面占有很大的优势,而液压与电力传动在各自功率元件的特性方面各有所长。因此,除了现在已普遍存在的“电子神经+液压肌肉”这种模式外,两者在功率流的复合传输方面也有许多成功的实例,如:由变频或直流调速电机和高效、低脉动的定量液压泵构成的可变流量液压油源,用集成安装的电动泵-液压缸或低速大扭矩液压马达构成的电动液压执行单元,以及混合动力工业车辆的驱动系统等。 本文由中国测控
行业主要上市公司:徐工机械(000425)、三一重工(600031)、中联重科(000157)、柳工(000528)、中国龙工(03339.HK)、铁建重工(688425)、山推股份(000680)、山河智能(002097)、厦工股份(600815)、浙江鼎力(603338)等。
本文核心数据:市场规模、进出口数据、保有量数据等
行业概况
1、定义
工程机械是国民经济发展的重要支柱产业之一,作为装备工业的重要组成部分,是用于国民基本建设工程的施工机械总称,主要应用领域有城乡道路、城市基础设施建设、国防、水利、电力、交通运输、能源工业等方面,应用范围广,品种繁多,属于资本、劳动、技术密集型行业。
按主要用途分类,工程机械大致可分为挖掘机械、铲土运输机械、起重机械、压实机械、桩工机械、钢筋混凝机械、路面机械、凿岩机械和其他工程机械九大类:
2、产业链剖析
工程机械产业上游主要为制造工程机械产品提供原材料的钢铁行业、涂料行业和零部件制造业,如工程机械用钢材、内燃机、液压系统、轴承、轮胎等。中游包括挖掘机、起重机、压路机、推土机等不同类型的工程机械制造企业;下游主要为对电线电缆有需求的行业,如基础设施建设、房地产、矿山挖掘、水泥以及农村建设等。
行业发展历程:进入平稳发展期
90年代初,我国主要以政府投资为主导拉动经济增长、推进经济发展,其中基础设施建设投资占据了当时极大的比重,此后很长一段时间,虽然投资资金来源不断变化,但是基础设施建设的比重基本没有下滑。随着社会主义市场经济的深入,个人住房需求越发迫切,房地产投资需求持续旺盛,政府不得不出台政策抑制房地产过热。总结来看,房地产和基建投资成为推动固定资产投资的重要力量,有力的拉动了工程机械需求。
行业政策背景:规划规范类政策为主
国家层面的政策扶持也是推动工程机械产业不断发展的重要力量。国家层面推动工程机械行业发展的政策分为两方面,一方面,通过制定工程机械行业发展规划,财政扶持,重点项目立项等直接措施推动工程机械行业发展;另一方面,加大环保要求,要求排放不达标的工程机械设备退出市场,在需求不断扩大的情况下刺激用户对新设备,清洁能源设备的更替。
行业发展现状
1、工程机械市场规模:2020年实现“十三五”完美收官
据中国工程机械工业协会资料,工程机械行业经历2011年至2015年的市场深度调整后,自2016年以来,受益于国家加大基础设施建设投资力度,工程机械行业连续六年呈现增长态势,2017年全行业营业收入重新跨上了5000亿元平台,2019年更是达到6681亿元,同比增长12%,创历史新高。
2020年,工程机械行业重点企业营业收入约4694亿元,比上年增长29%。全行业营业收入达到7149亿元,同比增长超过10%。行业“十三五”期间确定的各项经济技术指标都基本完成,实现了完美收官。
2、工程机械产品销量:2020年近150万台
据中国工程机械工业协会统计显示,2010-2020年我国工程机械产品向销量整体呈现波动上升的变化趋势。2010-2015年随着产业出清和行业调整,工程机械整体销量呈现下降趋势,2016年之后,随着国家大力发展基础设施建设,工程机械行业产品销量呈现逐年上升趋势,2020年即使受到疫情冲击,工程机械行业产品销量仍然呈现较好的发展态势,实现产品销量达到近148万台,同比增长23.7%。
3、工程机械产品进出口:2020年进出口贸易额同比下降超12%,美国为最大处口地
据海关总署数据整理,2020年我国工程机械进出口贸易额为247.22亿美元,同比下降12.7%。其中进口金额37.53亿美元,同比下降7.05%;出口金额209.69亿美元,同比下降13.6%,贸易顺差172.16亿美元。
2020年,各主要区域经济体和国家中,对日本出口11.44亿美元,同比下降15.6%。上述地区在主要目标市场中降幅较大,超过总体出口降幅。对韩国出口5.49亿美元,同比下降6.75%;对印度出口7.18亿美元,同比下降7.61%;对欧盟出口30.41亿美元,同比下降9.13%;非洲拉美出口32.84亿美元,同比下降10.3%;对俄罗斯出口11.65亿美元,同比下降11.3%;对美国出口24.41亿美元,同比下降11.6%,这几个地区降幅小于总出口降幅。
4、工程机械产品保有量:2020年超1200万台
工程机械保有量巨大,未来需求进入更新时代。在经济低速增长叠加转型升级趋势下,未来新增需求空间较小,经济新常态下工程机械将进入存量时代,根据中国工程机械工业协会统计,2016-2020年我国主要工程机械15年保有量呈现逐年递增趋势,2020年超过1200万台。
5、工程机械产品结构:产品种类多,挖掘机占比最大
我国工程机械种类繁多,是全球工程机械产品类别、产品品种最齐全的国家之一,我国工程机械品类齐全,系列化、成套化优势突出,为国家经济建设提供了工程机械装备保障。
2020年我国工程机械产品中挖掘机占比最高,超过20%,其次为装载机和起重机,占比分别为8.89%和5.21%。
行业竞争格局
1、区域竞争:山东省分布企业最多
根据国家统计局《国民经济行业分类(2019修订版)》标准,工程机械制造隶属于“C、制造业”中的“35、专用设备制造业”。结合此分类,前瞻在企查猫中进行企业分布筛选,结果显示截止2021年12月1日,中国工程机械累计注册企业在山东省分布企业最多,江苏省、河北省等地工程机械注册企业分布数量也较多。
2、企业竞争:三一重工市场份额最大
从竞争企业来看,2020年我国工程机械市场营业收入规模达到7000亿元以上,市场占比最大的为三一重工,其2020年末工程机械销售额达到968.25亿元,占全国市场的约13.83%。其次为徐工和中联重科,销售额分别为739.68亿元和613.83亿元,市场占比分别为10.57%和8.77%。
从行业集中度来看,2015-2020年我国工程机械市场集中度呈现逐年上升趋势,且以三一重工、徐工和中联重科为主的龙头企业优势明显。2020年我国工程机械制造行业CR3和CR5分别达到了33.17%和37.26%。
行业发展前景及趋势预测
1、行业发展前景:2026年行业营业收入规模或超万亿
2020年非道路设备国四排放标准在全国全面实施,2019年是集中处理国三排放设备的阶段,已经为工程机械会带来一部分需求。此外,设备持续更新需求、“一带一路”建设带动的出口销售、粤港澳大湾区建设提上日程等因素将对工程机械市场形成长期利好。
从进出口角度来看,前瞻认为随着国内工程机械行业的发展,进口将逐步减少。2000-2019年,其出口均速为17.51%。近年来,随着中美贸易战等因素的展开,国内工程机械制造设备出口量将不会有较大的改变。并且随着“十四五”规划落地为工程机械制造行业带来的重大利好和市场一季度的发展现状,预计于2026年我国工程机械制造行业营业收入将超过11000亿元。
2、行业未来发展趋势:新四化和机械租赁成发展趋势
随着产业转型升级的持续推进,未来工程机械渗透率有望持续提升,新四化(电动化、网联化、智能化、共享化)将是未来工程机械行业发展的重点。除此,工程机械租赁行业发展也将成为未来发展一大趋势。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国工程机械制造行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。
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