小型挖掘机生产可行性研究报告.docx

小型挖掘机生产可行性研究报告.docx

《小型挖掘机生产可行性研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小型挖掘机生产可行性研究报告.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

小型挖掘机生产可行性研究报告

小型挖掘机生产可行性

研究报告

山东大学

建材与技术建设机械研究中心

zhangjs@

2005.06

小型挖掘机生产可行性

研究报告

1．小挖在世界各地的生产情况

发达国家和地区的大规模的基础建设早于60年代结束，从70年代起国际上已形成小型液压挖掘机的需求市场。

小挖虽然只有20多年的生产历史，但发展非常迅速，在1990年已达到67000台，占挖掘机总产量的46％。

当今小型挖掘机主要生产厂家：

1.1日本

（1）小松制作所（KOMATSU），主要产品为PC02（475kg）、PC05（1300kg）、

PC10（2380kg）、PC20（2930kg）、PC30（3330kg）、PC40（4230kg）及PC60（6000～8000kg）等。

（2）日立建机（HITACHI），主要产品为UE15（1300kg）、UE20（2340kg）、UE30（2950kg）、UE40（3420kg）及UE50（4500kg）等。

（3）久保田公司（KUBOTA），主要产品为KH21（730kg）、KH36（1180kg）、KH41（1460kg）、KH51（2415kg）、KH66（2820kg）、KH101（3560kg）、KH151（4890kg）及KH191（5690kg）等。

（4）神户制钢所（KOBELCO），主要产品有1500kg和3500kg等。

（5）洋马公司（YANMAR）主要产品为B12（1170kg）、B17（1270kg）、B22（2170kg）、B27（2770kg）、B37（3270kg）、B50（4300kg）及YB401W（3800kg）等。

（6）石川岛播磨公司（IHI），主要产品为IS10G（1200kg）、IS12G（1300kg）、IS28G（2600kg）、IS30G（2800kg）、IS45G（4500kg）及TB68（6800kg）等。

1.2美国

（1）梅尔罗伊公司（MELROE），主要型号56（1330kg）、76（2190kg）、100（3300kg）、116（4200kg）、220（1406kg）、225（2272kg）及231（3300kg）等。

（2）迪尔公司（JOHNDEERE），主要型号15（1328kg）、25（2915kg）及30（2860kg）等。

（3）格尔公司（GEHL）

（4）山猫公司（BOBCAT），主要产品为X—220（1300kg）、X225（2272kg）及X—231（3300kg）。

1.3德国

（1）艾尔曼公司（AIRMAN），主要产品为HM7S（700kg）、HM15S（1430kg）、HM20S（2340kg）、HM25S（2500kg）、HM30S（2895kg）、HM35S（3345kg）及HM45S（4500kg）等。

（2）雪孚（SCHAEFF），主要机型为HR1（720kg）、HR02（1290kg）、HR4A（2290kg）、HR8A（3150kg）、HR18（4680kg）及TB15（1135kg）等。

（3）阿特拉斯—魏豪森（ATLASWEYHAUSEN），主要产品为404（1420kg）、100B（1240kg）、360（3370kg）、360（3655kg）。

1.4英国

（1）JCB公司，801型（1200kg）、803型（2900kg）、1989年投放市场。

（2）POWERFAB公司，主要型号为1500（11.2KW）、1700（14.7KW），年产量在3000～3500台。

1.5法国

佩焦公司（PEL—JOB），主要产品为EB10（1050kg）、EB12（1245kg）、EB14（1370kg）、EB16（1610kg）、EB22（2230kg）、EB36（3520kg）、LS2000（3580kg）、EB60（6750kg）及LS286（3080kg）等。

1.6意大利

（1）法伊公司（FAI），1989年拥有KOMATSU的生产许可证。

年产量在2500～3000台左右，主要产品是212型（1230kg）、222型（2255kg）、230型（2930kg）及235型（3330kg）等。

（2）YGRY公司，主要产品为Y12（1325kg）、Y14（1410kg）及Y22（2470kg）等。

1.7奥地利

劳森公司（NEUSEN）。

主要产品为1.2/2.5/3.5/4.5/8.0/12.5T

1.8瑞典

代纳帕克（DYNAPAC），主要产品为VD151（1400kg）、VD251（2420kg）、VD351（3200kg）及VD451（4300kg）等。

1.9韩国

大宇（DAEWOO），主要小挖有DH50（5000kg）、DH55（5500kg）等机器。

国外挖掘机的售价如下：

1200～1300kg——1.8～2.5万美金；2200～2800kg——3.0～3.9万美金；3200～3600kg——3.8～4.5万美金；4500kg——4.2～4.8万美金；5500kg——5.2万美金。

1.10国内微型液压挖掘机主要生产厂家情况

国内在80年代初便开发微型挖掘机，主要以上海建筑机械总厂，贵阳矿山机械总厂为主，但都没有形成规模。

直到1989年，广西玉林柴油机厂引进法国PEL—JOB的样机开发出WY1.3，1993年引进日本AIRMAN开发出WY2.5、WY3.5挖掘机，基本形成了系列化、规模化的生产。

主要生产厂家如下。

（1）玉柴机器股份有限公司，是国内最大的微型液压挖掘机生产厂。

主要产品为WY1.3（1989年开发，价格8～9万）、WY2.5、WY3.5（1993年开发，价格21～24万）及WY80（2000年开发，价格36万）四种机型，斗容量0.04～0.30m3，年产量500～700台。

其中WY80是新产品，年内准备生产15～30台。

2001年下半年准备开发WY60挖掘机。

各种机型关键件都采用进口件，质量得到一定的保证。

公司的口号是“宁愿质量好、价格贵的产品，也不能生产质量低下、价格低廉的产品”。

建厂的初衷是瞄准国外市场，由于在欧洲的总代理在德国，德国马克的贬值、机器外观的改型落后，造成欧洲市场的萎缩，而美洲市场尚未大幅度的开发，故目前主要是面对国内市场。

已在主要城市开设了16哥办事处，更加大了对市场的投入。

（2）贵阳矿山及其厂，WY3.5（斗容量为0.15m3）机型，年产量0～30台。

原及其是香港投资，1991年购买日本IHI（石川岛）的样机开发出来，主要面对国外市场，由于谷C.C.JOHNSON的合资而放弃了它的生产。

目前国有这一块企业准备重新生产它，毕竟图纸、模具与工装都是现成的，加上贵矿的娴熟的技术基础，很快能恢复了生产。

（3）韶关挖掘机厂，WY1.5机型，年产量0～100台。

在玉柴WY1.3的基础上1991年开发出来。

技术尚停留在90年代初期水平。

由于2000年末岛2001年初的机器销售看好，加上机器的可靠性确实存在一定的问题，公司领导要加大对该产品的投入，关键件都采用进口件，加大对国内市场的投入。

（4）北京建筑机械厂，BJ80机型（斗容量为0.15m3）。

2000年开发出来，已生产了接近20万台，销售价格在17万元左右。

由于系统采用国产液压件，故先进性、可靠性存在一定的问题。

目前产品的主要问题：

回转速度低，仅有6～7rpm；行走速度低，不到2km/h；多路阀失效、漏油；行走马达无停车制动器。

目前公司领导已注意到这个问题，准备加大投入，主泵、主阀、行走马达采用进口件，但公司面临改制与搬迁，生产存在问题。

（5）银川长庆机械厂，WY3.5挖掘机，在玉柴WY3.5挖掘机基础上于2000年初开发出来，并在年内生产了6台。

该产品主要件采用国产液压件，回转支撑、油缸、底盘部分件等为自制，成本较低，销售价在16～17万左右。

目前产品的主要问题：

回转速度低，仅有6～7rpm；行走速度低，小于3km/h；多路阀失效、漏油；行走马达无停车制动器；齿轮泵的可靠性低。

公司准备采用进口恒功率制动器，进口多路阀，加上采用多路阀合流，使回转速度加大到10rpm左右。

由于资金不到位，生产已停顿。

（6）烟台大宇工程机械公司，主要产品为DH55挖掘机，售价31万左右，年产量0～100台，由于DAWOO在中型挖掘机DH200和DH300上做得很好，故对DH55的生产与销售不重视。

（7）上海建筑机械厂，WY15机型（斗容量为0.15m3），现已不生产。

（8）山东临沂装载机厂，WY20机型（斗容量为0.20m3），年产量0～30台，现基本不生产。

（9）天津静海良王挖掘机公司，在废旧汽车底盘上开发简易挖掘机，产量在3800多台左右，售价只有19000/45000元左右。

2.小型液压挖掘机主要特点

2.1工业造型技术得到了很好的应用，加上工程塑料的利用，使驾驶室（司机棚）、发动机、平台和框架等采用流线设计，大圆弧过渡，加上各种油漆相配，使整机显得流畅、明快宜人。

2.2橡胶履带行走，不损伤路面，减少震动。

已由整体式橡胶履带（COMPACTRUBBERCRAWLER）向链节式橡胶履带（COMPACTRUBBERCRAWLER）发展，增加可换性。

如KOBELCO

2.3大都在回转平台与工作装置之间设计由转向头，工作装置可左右偏转（50～80度偏转），特别在狭窄地作业时，平台不做回转而摆动工作装置便可完成挖掘机写在；也有在动臂上设计有转向头，更加减少摆动半径，如日本的KOBELCO、IHI；法国的PEL－JOB。

设计转向头还有一个目的，便是可以减少运输长度，减少运费。

2.4可配装多种附属工作装置，如推土铲、正铲斗、抓斗、液压锤、液压镐、压路机、开沟机、割草机、钻孔机、扫地机（扫雪机）、刨削机等。

减少用户的投入，增加机器的可使用性。

在这方面美国的BOBCAT、GEHL、法国的PEL－JOB和德国做得较好。

2.5为增加机器横向作业的稳定性，底架部分左右履带架之间的距离可调（通过两个油缸来实现），推土板宽度可以加宽，如奥地利的NEUSEN。

2.7机器在斜坡上作业，为保持座椅平面水平，底架设计有举升油缸来调节回转平台水平，最大可达15度，如奥地利的NEUSEN。

2.8为了解机器挖掘较深时的作业情况，驾驶室可以用油缸顶升起来，以增加操作者的事业，PREL－JOB与SCHAEFF；确切了解机器的挖掘半径和完决深度，在铲斗上安装传感器，在驾驶室内就可以确切了解机器的挖掘半径和挖掘深度。

2.9多路阀多置在平台内，驾驶室下，为方便使用维修，驾驶室（司机棚）可前翻（大多数机型）或侧翻（玉柴机器）。

2.10驾驶室装备暖风机，在冬天寒冷的天气可提高驾驶室内文牍，而在炎热的夏天，驾驶室前玻璃可翻转，增加空气的流动性，不致使驾驶室内温度过高。

一般来说，很少装备空调，主要受到空间位置与发动机功率的限制。

2.11回转马达、回转减速机、中央回转接头与回转支撑做成一体，结构紧凑方便装配。

这种减速机由意大利的REGGIANARIDUTTORI公司生产。

2.12行走驱动采用行星式轮边减速器加内藏式柱塞马达一体化结构，简化结构，尺寸紧凑。

3．国内国际的微型挖掘机的市场分析

国内生产WY20～32厂家大多为合资企业，如何非日立HITACHI，小松山推KOMATSU，烟台大宇DAWOO，常林现代HYUNDAI，成都神钢KOBELCO，徐州卡特CATERPILLAR，贵阳詹阳C.C.JOHNSON，鞍山一工LIEBEHERR等。

其余的为四川长挖、上建、北建、杭重、抚顺重工、合肥万方、柳工股份、洛阳一拖等，年产量以达到12000台左右，设计纲领超过15000台。

加上每年都有1500～3000台二手机的加入，因此在这个中吨位的机器的市场上，我们没有必要去争夺。

（国内生产的WY20挖掘机售价在56～75万，合资的产品售价在70～90万）。

而在削吨位的挖掘机大有市场潜力可挖，主要集中在3.5～12.5吨，而目前国外的著名生产商对这个市场都没有重视。

如果可能，在2～5年能在这个吨位上形成系列化，达到1000台以上的规模，应该是非常有前途的。

日本是生产与销售的最大国家。

由于日本国土狭小，建筑物密集，小挖是首选机器，所以日本本身又是小挖最大的消费市场，60％的产品在国内销售。

1990～2000年小挖产量一直稳定在45000至60000台左右，在挖掘机的产量中占有率稳定在40～60％左右。

（由于出口的价格问题，90年代后期，在欧洲加大投入，实现本土化生产与销售，2001年在日本的生产只有21000台）

现在西欧每年的需求在30000台左右，北美的发展非常迅速，近年需求在10000台左右，中东需求在5000台左右。

日本的市场已趋于稳定，欧洲与北美发展迅速，每年的增长在20％以上。

新兴发展中国家和地区，如南美、南非、北非、东南亚和澳洲等地方也在稳步发展。

只湾地区每年的需求量也在600～1000台。

而我国，随着国民经济的持续快速发展，小挖的国内市场也出现了快速的增长态势。

可以可观的估计，到2005年市场的需求量在5000台以上。

3.1WY1.3/WY1.5挖掘机

目前玉柴的生产量500～700台，韶关50台，主要在国内销售。

玉柴最大产量700多台，那时主要销往德国，在国内销售不到100台。

该机器按照国内某些专家说，玉柴小挖（WY1.3）在国内卖6～7万元（1995年语）是没有市场的，但是玉柴还是坚强的生存下来，而且在国内发展很快。

WY1.3/WY1.5销售价6.5～8.5万元（经销价6.0～7.2万元）能在国内销售，主要原因还是广大的农村市场，在政府部门销售比较少。

因为在广大的农村，使用很方便，转移也很方便，并且运输便宜，用手扶拖拉机便可运输。

广泛用在砖瓦厂，农场、市政建设、公路建设等。

3.2WY2.5/WY3.5挖掘机

目前玉柴WY3.5挖掘机的产量约为200～300台。

玉柴2002年的目标为300台。

WY2.5/WY3.5挖掘机显著的特点是适合农用车运输，并且可以往农用车上装土。

WY2.5/WY3.5挖掘机售价约20.5～21.0万及22.5～23万元（经销价18万和20万元）。

3.3WY5.5/WY8.0挖掘机

针对在某些工作场合，需要挖掘3.5m以下的地方，而且可以往东方车上装土。

这两种机型比较适合。

目前烟台DAWOO生产DH5.5，产量约80台左右；北建生产BJ80，玉柴生产WY80，南特的NT80还没有形成产量，但客户反应比较好，认为比较适合中国的国情，购买的愿望强烈。

目前产量生产不出来。

5.5/8.0吨的挖掘机的售价在30万（经销价28万）和36万（经销价31万）左右。

3.4WY12.5挖掘机

最适合在城市的高层建筑建设以前的地下车库的施工，中型挖掘机太大，工作不方便；而WY8.0以下的挖掘机太小。

目前只有北建和山东临沂生产，产量在20～40台左右。

售价约42～45万左右。

4．针对现状国内企业的发展思路

4.1生产安排

在生产之初，只能组装，充分利用周边的大型生产厂家和配套生产企业。

4.2主要关键外协、外购件

有些零部件必须是进口的，如主泵、阀类、行走马达、回转马达、油管等。

如考虑到出口，发动机必须是进口件等。

目前国际上的小型挖掘机的零部件已经非常成熟，系统的设计、选型及采购也非常方便。

（1）泵主要生产厂家为NACHI，KAYABA，UCHIDA。

B）回转马达主要生产厂家为NACHI，KAYABA，BONFIGLIOLI，BREVINI，SOM。

（2）行走马达主要生产厂家为NACHI，KAYABA，BONFIGLIOLI，BREVINI，SOM。

（3）多路阀主要生产厂家为NABCO，KAYABA，HUSCO，REXROTH，UCHIDA，HYDROCONTROL。

（4）油缸由于国产的油缸特别是斗杆缸可靠性差，故可以考虑进口，如KAYABA，REXROTH，BONDLIOLI&PAVISI，HYDROPOWER。

（5）油管与接头意大利的MANULI，美国的PAKER，OILEQUIP，日本的BRIGESTONE。

4.3加大培训力度

中国众多的国营工程机械生产商一直停止不前，发展缓慢，其中一个重要的原因是缺乏专业的技术人员。

企业文化的重要在于如何形成敬业爱岗，以公司为荣，工作责任心等等。

4.4构建销售网络

与各地的工程机械销售商合作，构建一个强有力的销售队伍。

实际工作中主动很重要，这是中国的实际国情，特别在一个新的产品进入市场。

目前小型挖掘机对于整个中国市场还是比较陌生的，故做的好的经销商还是单打独斗的小公司。

主要的销售网络可以在珠江三角洲和长江三角洲。

“衙门”是我们的最大的市场，如何走好“衙门”是我们的最大问题。

举一个简单的例子，是玉柴的销售方法。

玉柴的近期的理想是在国际上的著名挖掘机品牌还未进入中国市场时迅速的占领市场。

尽管玉柴只有340多人，但现在玉柴在国内有16个办事处，目的要每一个市场上都要有玉柴的产品出现，要人们认识到玉柴。

NT45LS液压挖掘机设计方案

一、主要的性能参数

整机重量（kg）4,000

标准斗容（m3）0.15

发送机功率/转数（kW/rpm）25/2,000

液压系统主工作压力（MPa）21＋4（过载压力24）

平台最高转数（r/min）≥12

接地比压（kPa）≤35

行驶速度高速/低速（km/h）≥4.5/2.5

爬坡能力≥30°（58％）

工作装置偏摆角左/右80°/45°

最大挖掘高度（m）≥5.0

最大卸载高度（m）≥3.5

最大挖掘深度（m）≥3.6

最大挖掘半径（m）≥5.5

运输长度长×宽×高（m）≤5.5×1.7×2.5

二、设计原则

在广西玉柴YC35/湖南山河SWE4.2挖掘机的基础上开发NT40挖掘机，主要遵循以下设计原则：

1.采用成熟，先进的NACHILoadSensing（负载敏感）系统，力求在系统设计上较玉柴YC35/山河SWE4.2高一个档次，同时也为以后的产品出口打下良好的基础。

2.控制整机重量～4，000kg，以便在广大农村可以用农用车装车，运转。

（如换装钢履带，整机重量～4，100kg，斗容，工作范围较玉柴YC35/山河SWE4.2略大，因此可以标称NT45LS）

3.保证挖掘深度，卸载高度分别在3，600/3，500mm以上，便于挖沟喝装卸5吨东风直卸车。

4.采用先进的成套电气监控系统，美化司机室内部的布局及装饰，提高小挖掘整机的档次。

5.动臂，斗杆结构参数不做大的改变，头容加大到0.15m3。

6.所有油缸参数同玉柴YC35不做大的改变（特别是动臂油缸和斗杆油缸），以便能通用，减少供货及售后服务的负担。

7.低架长，宽基本同SWE4.2，加大机器作业纵，横向稳定性;控制整机宽度，便于用农用车装车，转运。

8.充分发挥南特公司已有的优势，动臂根铰，前叉采用KOMATSUPC200，DAEWOODH200/230类似的铸刚件结构（初定材料为ZG35SiMn），同时将动臂根铰轴套加大20mm（Φ100mm—Φ120mm），增加动臂的结构强度和焊接工艺性。

9.以相交履带作为标准配备的同时，考虑换用块式挂胶履带，钢履带的可能性。

10.整机总高控制在2，500mm，平台总宽1，500mm，低架总宽1，630mm，机器总宽1，650mm（推土铲宽度）。

保证能够开进最大号的集装箱，为今后的产品出口打好基础。

三、综合设计思想

1．底盘

1.1底架长，宽基本同SWE4.2，加大挖掘机作业稳定性。

1.2四轮等底盘件暂时不做改变。

如能采用南特产品，最好！

1.3回转支承采用大模数m＝6，z=80，x+0.5（进口件，韩国信一公司产品）.

1.4推土铲宽度加大到1，650mm，较履带外宽大30mm以提高机器的通过性能，减少履带的磨损。

另，可以考虑设计通过螺钉上紧的方式加宽推土铲400mm。

1.5优化推土铲焦点的布置，在推土油缸不变的前提下保证推土高度，深度分别达到250/350mm，提高整机的通过性能以及上下车能力。

2．平台

2.1保持SWE4.2平台宽度1，500mm，在座椅位置不变的情况下，更加方便操作者就座的舒适性；尾部的最大回转半径为1，600mm。

2.2在SWE4.2的基础上，发动机位置右移20mm，增加发动机散热器通风空间改善系统散热性能。

2.3工作装置右移3mm（相对平台偏心52mm－55mm），优化偏转结构的设计以避免因制造误差引起的偏转油缸与平台的干涉。

2.4平台前梁垂直布置;左，右梁及圆弧过渡BOBCAT305机型。

2.5大圆弧整体铸造式配重块同SWE4.2。

2.6与工作装置连接有两种方案，a）采用焊接式转向头，根据动臂的根铰的设计作相应的设计优化，此为出口机型标准配置；b）不设计转向头，为国内销售型（可节省成本￥4，000元）。

转向头可以考虑整机铸造铸钢件。

2.7注意与翻转框架与平台铰接的设计，可参考SWE4.2的设计。

3．工作装置

3.1优化动臂设计，在参照SWE4.2的基础上，动臂的弯度可以考虑控制在125°左右。

适当减小动臂长度（50～100mm），在保持卸载高度（≥3，500mm），卸载距离的同时，有效地加大挖掘深度。

同时保证能挖掘推土铲前面的土壤，提高发生陷机时的自救性能（极限位置斗齿尖与推土铲干涉20～50mm）。

3.2保持斗杆油缸铰点与斗杆根铰的位置，动臂根铰与动臂油缸活塞杆铰点的位置相对保持不变。

改动臂根铰，前叉为同NT80/60的焊接铸钢件的设计，加强强度与可靠性，改善工艺性。

3.3斗杆设计保持SWE4.2不变（1，600mm），加强根铰部分的设计。

3.4采用南特生产的PC60/55型焊接斗齿；注意在加强卸载性的情况下，增加耳板与主梁和斗底的强度。

斗容量在0.15m3，在YC35的基础上斗宽及长度不变，斗深略加大，注意齿唇板的设计，增加铲斗的耐用性。

4．动力系统

4.1采用常柴ZN490，“大马拉小车”的原理，减少发动机的负荷，增加发动机的可靠性。

要求生产厂家调节发动机的标定功率为25kw◎2，100rpm（间歇功率II，SAE1995Net）。

4.2采用加大风扇以增强系统散热性能（风扇直径￠420mm）。

4.3采用24V的大功率启动电机（4.5kW）和发电机。

4.4采用可靠性好、安装方便的进口KTR整体式联轴器。

4.5采用加大设计的散热器（散热面积≥12.5㎡），有效的降低油温与水温。

4.6采用的硅油橡胶复合减振器，保证橡胶硫化硬度为70~75ShoneA以满足发动机全程转速范围内的减震性能（要求：

低速700~1300rpm，不发生明显的谐振以避免损坏风扇；其余，机器中等以上负荷工作是系统隔振性能良好）。

4.7采用适合恶劣环境作业的预滤式空滤器，布置到液压油箱后面、液压泵进油管上部位置。

注意进气隔热设计。

5．液压系统

系统采用日本NACHI公司的LOAD-SENSIN系统，提高整机的档次：

5.1液压泵为NACHIPVB-2K-505，q＝（50+5）ml／r，多路阀不需要额外的回转泵。

5.2主阀采用NACHI的DPKT04-4P5G-AA＊＊＊＊＊LOADING–SENSING多路阀，带动臂锁定功能，保证真正意义上的行走直行功能，操作性好，反馈速度快，压力损失小，低温操纵型好。

整个多路阀包括推土、辅助、回转、斗杆、左行走、右行走、动臂、铲斗共8个