2025年5月28日，湖南任特機(jī)械制造有限公司與工程車輛事業(yè)部達(dá)成戰(zhàn)略合作，針對某新型電動挖掘機(jī)底盤結(jié)構(gòu)件開展聯(lián)合開發(fā)。通過優(yōu)化材料選型與連接工藝，實現(xiàn)關(guān)鍵部件減重18%，同時滿足高強(qiáng)度工況要求。這一合作標(biāo)志著機(jī)械結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商任特機(jī)械在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件輕量化領(lǐng)域的技術(shù)突破。

一、行業(yè)需求與技術(shù)挑戰(zhàn)

隨著工程機(jī)械電動化進(jìn)程加速，主機(jī)廠對結(jié)構(gòu)件提出兩大核心需求：

1. 輕量化：某型號電動挖掘機(jī)要求底盤總重控制在1.2噸以內(nèi)（較燃油版減重25%），傳統(tǒng)鋼板焊接方案難以達(dá)標(biāo)；

2. 高剛性：電池艙區(qū)域需承受動態(tài)載荷沖擊，抗扭剛度需提升至≥18000Nm/°。

任特機(jī)械技術(shù)團(tuán)隊通過有限元分析發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計存在兩大瓶頸：

• 采用Q355B鋼材的箱型結(jié)構(gòu)件壁厚冗余度達(dá)15%；

• 焊接接頭疲勞強(qiáng)度不足導(dǎo)致壽命周期縮短。

二、機(jī)械結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商解決方案與實施路徑

針對上述問題，任特機(jī)械提出三項關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)：

1. 材料替代方案

• 主承力框架采用22MnB5硼鋼（抗拉強(qiáng)度1500MPa），通過激光拼焊工藝將壁厚從12mm減至8mm；

• 非承力部件使用Q460NQR2耐候鋼，替代傳統(tǒng)Q355B，減少防腐涂層用量30%。

2. 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計

• 運用ANSYS Workbench進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，在電池艙區(qū)域增加加強(qiáng)筋密度（從15條/㎡增至22條/㎡）；

• 采用鏤空式支架結(jié)構(gòu)，使整體重量分布均勻性提升22%。

3. 連接工藝創(chuàng)新

• 開發(fā)摩擦攪拌焊接（FSW）新工藝，替代傳統(tǒng)弧焊，接頭強(qiáng)度提升18%；

• 引入自沖鉚接（SPR）技術(shù)，解決異種材料連接處的應(yīng)力集中問題。

三、機(jī)械結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商合作成果與行業(yè)價值

經(jīng)過三個月聯(lián)合開發(fā)，項目取得以下進(jìn)展：

1. 性能達(dá)標(biāo)

• 底盤總重降至1180kg，較目標(biāo)值低1.6%；

• 疲勞壽命測試達(dá)到10,000小時無裂紋（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為8000小時）。

2. 成本控制

• 材料成本降低12%，加工工時減少18%；

• 通過模塊化設(shè)計，裝配效率提升25%。

3. 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同

• 建立《工程機(jī)械輕量化結(jié)構(gòu)件設(shè)計規(guī)范》，覆蓋12類常用部件；

• 向上游鋼材供應(yīng)商反饋材料性能數(shù)據(jù)，推動定制化高強(qiáng)鋼研發(fā)。

結(jié)語
從箱型結(jié)構(gòu)優(yōu)化到連接工藝革新，機(jī)械結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商湖南任特機(jī)械制造有限公司通過系統(tǒng)性技術(shù)方案，為工程機(jī)械行業(yè)輕量化轉(zhuǎn)型提供實踐參考。這種以主機(jī)廠需求為導(dǎo)向、以數(shù)據(jù)驅(qū)動的技術(shù)協(xié)作模式，正推動產(chǎn)業(yè)鏈向高效協(xié)同方向發(fā)展。