周志鴻，劉玉超，馬飛

(北京科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院，北京 100083)

1 液壓破碎錘產(chǎn)品行業(yè)概況

1.1 液壓破碎錘產(chǎn)品的概念、產(chǎn)品分類及工作原理

液壓破碎錘是一種以液壓為動(dòng)力，直接或間接驅(qū)動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，靠活塞沖程時(shí)的動(dòng)能沖擊釬桿，對(duì)物體產(chǎn)生破碎作用的機(jī)械設(shè)備，簡(jiǎn)稱為破碎錘。液壓破碎錘一般由三個(gè)部分組成，見(jiàn)圖1。

液壓破碎錘按使用方式可分為兩類。一種是手持式液壓破碎錘，即人工手持作業(yè)的液壓破碎錘；另一種是機(jī)載式液壓破碎錘，即安裝在承載機(jī)械上的液壓破碎錘。

液壓破碎錘按其外殼型式可分為三類。分別是側(cè)裝式液壓破碎錘，即安裝外殼呈三角形，也稱為側(cè)裝式外殼；頂裝式液壓破碎錘，即安裝外殼呈四方形，也稱為方形外殼或直立形外殼；靜音式液壓破碎錘，即安裝外殼呈箱形，也稱為靜音式外殼。其外形如圖2所示。

圖1 液壓破碎錘

液壓破碎錘按其沖程做功的動(dòng)力源可分為三類。第一類為氣液式液壓破碎錘，即活塞沖程做功的動(dòng)力來(lái)自于氮?dú)馀蛎浟εc液壓動(dòng)力的聯(lián)合作用；第二類全液式液壓破碎錘，即活塞沖程做功的動(dòng)力完全來(lái)自于液壓動(dòng)力的作用；第三類氮爆式液壓破碎錘，即活塞沖程做功的動(dòng)力完全來(lái)自于氮?dú)馀蛎浟Φ淖饔谩?/p>

圖2 液壓破碎錘的外殼型式

液壓破碎錘按照釬桿直徑分為小型、中型、大型三類。釬桿直徑為40～70mm的被劃分為小型液壓破碎錘；釬桿直徑為75～145mm的為中型液壓破碎錘；釬桿直徑大于或等于150 mm的為大型液壓破碎錘。

液壓破碎錘的工作原理是：以液壓為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓破碎錘的活塞，使活塞產(chǎn)生動(dòng)能后沖擊破碎錘的釬桿，釬桿對(duì)巖石、混凝土等物體產(chǎn)生破碎作用。活塞運(yùn)動(dòng)大致分為三個(gè)階段。

第一階段是活塞回程階段：破碎錘結(jié)束上一次沖擊開(kāi)始返回時(shí)，控制閥將高壓液壓油接通到活塞的前腔，將液壓回油接通到活塞后腔，這樣活塞在前腔高壓液壓油的推動(dòng)下，活塞加速作回程運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)氮?dú)馐抑械牡獨(dú)膺M(jìn)行壓縮，使氮?dú)馐抑械膲毫χ饾u升高，作為能量?jī)?chǔ)備，見(jiàn)圖3。

第二階段是活塞回程制動(dòng)階段：液壓油在前腔的壓力推動(dòng)活塞繼續(xù)向后作回程運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞退回到一定位置時(shí)，控制閥閥芯開(kāi)始換向，使得進(jìn)入前腔的高壓液壓油逐漸減少，活塞前端所受到的返回推動(dòng)力逐步減弱，而隨著氮?dú)獗粔嚎s的越來(lái)越厲害，氮?dú)獾臍鈮涸絹?lái)越高，對(duì)活塞的阻力也越來(lái)越大。隨著進(jìn)入前腔的高壓液壓油的完全關(guān)閉，活塞的回程運(yùn)動(dòng)將迅速終止，見(jiàn)圖4。

圖3 活塞回程階段

圖4 活塞回程制動(dòng)階段

第三階段為活塞沖程階段：當(dāng)活塞回程停止時(shí)，控制閥將高壓液壓油接通到活塞的后腔，將液壓回油接通到活塞前腔，這樣活塞在后腔高壓液壓油的推動(dòng)下，活塞加速作沖程運(yùn)動(dòng)。同時(shí)氮?dú)馐抑械母邏旱獨(dú)庖部焖倥蛎?，一同推?dòng)活塞作沖程運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞運(yùn)行到一定位置時(shí)，控制閥閥芯開(kāi)始換向，進(jìn)入后腔的液壓油被切換到前腔，為活塞下一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)做準(zhǔn)備。此時(shí)已獲得足夠沖擊能的活塞與破碎錘的釬桿撞擊，將沖擊能輸送到釬桿對(duì)巖石等物體進(jìn)行擊打，完成破碎錘的一次破碎動(dòng)作，而活塞完成能量置換后處于短瞬停頓狀態(tài)。至此，活塞完成一個(gè)工作循環(huán)，進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，見(jiàn)圖5。

圖5 活塞沖程階段

1.2 液壓破碎錘產(chǎn)品的型號(hào)及基本參數(shù)

根據(jù)我國(guó)《液壓破碎錘》現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，液壓破碎錘的型號(hào)編制由4部分組成[1]，見(jiàn)表1。

表1 液壓鑿巖機(jī)型號(hào)組成

第1部分為 “BRK”，是液壓破碎錘的英文Breaking縮寫(xiě)的三個(gè)大寫(xiě)字母。第2部分代表液壓破碎錘的外殼形式。J表示三角型外殼，F(xiàn)表示四方型外殼，X表示箱型外殼。第3部分為液壓破碎錘的主參數(shù)。機(jī)載式液壓破碎錘為釬桿直徑，手持式液壓破碎錘為產(chǎn)品機(jī)重。第4部分為產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計(jì)狀態(tài)代碼。A表示第一次改進(jìn)，B表示第二次改進(jìn)，以此類推。

液壓破碎錘基本參數(shù)有釬桿直徑、機(jī)芯重量、整機(jī)重量、工作壓力、工作流量、沖擊頻率、沖擊能量[1]。具體數(shù)據(jù)要求見(jiàn)表2。

液壓破碎錘作為工作環(huán)境惡劣、產(chǎn)品工作負(fù)荷巨大的機(jī)械設(shè)備，其主要產(chǎn)品易損件壽命也是很重要的一項(xiàng)指標(biāo)。產(chǎn)品主要易損件有活塞、換向閥、蓄能器隔膜、釬桿前導(dǎo)向套、釬桿后導(dǎo)向套等。這些主要易損件能達(dá)到的壽命指標(biāo)見(jiàn)表3。

1.3 液壓破碎錘產(chǎn)品的行業(yè)概況

1.3.1 艾思博科技有限公司液壓破碎錘概況

艾思博科技有限公司是由JAPAN TOYO(H.K)MACHINERY CO.,LTD.在中國(guó)投資的無(wú)區(qū)域企業(yè)，公司專業(yè)生產(chǎn)液壓破碎錘、鑿巖機(jī)、內(nèi)燃鎬等鑿巖機(jī)械，產(chǎn)品廣泛用于礦山、鐵路公路、市政建設(shè)、電信電力施工和建筑物拆除等工程以及對(duì)巖石、水泥路面、鋼包爐渣、橋墩、樓臺(tái)等堅(jiān)硬物的開(kāi)鑿及破碎。公司擁有日本OKUMA MA-600HB-R大型臥式加工中心、韓國(guó)斗山HM8000和HM6300臥式加工中心以及PUMA6000大型車削中心等10多臺(tái)，韓國(guó)進(jìn)口的高精密內(nèi)外圓磨床、德國(guó)進(jìn)口多功能熱處理流水線，液壓破碎錘試驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備，各種檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備齊全，是國(guó)內(nèi)最早研發(fā)制造、并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓破碎錘專業(yè)廠家之一。產(chǎn)品以釬桿直徑68 mm至195 mm的機(jī)載式液壓破碎錘為主，此外還專業(yè)生產(chǎn)破碎錘機(jī)芯、中缸體、前缸體、后缸體等零部件，以及沖擊活塞、釬桿等易損件和消耗品。該公司是一家高度重視技術(shù)研發(fā)的科技型企業(yè)，其產(chǎn)品CL137型液壓破碎錘曾被列入國(guó)家火炬計(jì)劃。該公司是我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T32799-2016《液壓破碎錘》的起草單位。得益于公司雄厚的技術(shù)實(shí)力和對(duì)質(zhì)量的精益求精，其產(chǎn)品得到了用戶的高度認(rèn)可，公司產(chǎn)值直線上升。2017年度企業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)幅度達(dá)50%以上。該公司產(chǎn)品外形[2]見(jiàn)圖6。生產(chǎn)的產(chǎn)品種類見(jiàn)表4，產(chǎn)品具體性能參數(shù)見(jiàn)表5。

1.3.2 貝力特機(jī)械有限公司液壓破碎錘概況

貝力特機(jī)械有限公司是我國(guó)一家實(shí)力雄厚規(guī)模較大的專業(yè)研發(fā)與制造液壓破碎錘的企業(yè)。該公司生產(chǎn)多種側(cè)裝式、頂裝式、靜音式系列機(jī)載式液壓破碎錘產(chǎn)品，可配各種型號(hào)的挖機(jī)和裝載機(jī)。該公司產(chǎn)品具有打擊力大、噪音低、超耐用、低故障率等特點(diǎn)。該公司產(chǎn)品外形見(jiàn)圖7。生產(chǎn)的產(chǎn)品種類[3]見(jiàn)表6，產(chǎn)品具體性能參數(shù)見(jiàn)表7。

表2 液壓破碎錘基本參數(shù)

表3 液壓破碎錘主要易損件壽命指標(biāo)

2 我國(guó)液壓破碎錘行業(yè)發(fā)展歷史回顧

圖6 艾思博公司液壓破碎錘外形圖

我國(guó)液壓破碎錘研發(fā)工作始于第5個(gè)五年計(jì)劃，至今已有四十年。第6個(gè)五年計(jì)劃期間的1984年，已經(jīng)有液壓破碎錘研制項(xiàng)目通過(guò)了部級(jí)鑒定。但是，二十世紀(jì)研發(fā)的產(chǎn)品幾乎全部停產(chǎn)，許多早期生產(chǎn)液壓破碎錘的企業(yè)，如嘉興冶金機(jī)械廠，宣化采掘機(jī)械廠，上海建筑機(jī)械廠，通化風(fēng)動(dòng)工具廠，岳陽(yáng)機(jī)床廠，佛山紡織機(jī)械廠，沈陽(yáng)風(fēng)動(dòng)工具廠等，已經(jīng)不復(fù)存在，或者重組改名。山河智能，南陽(yáng)東風(fēng)機(jī)械廠等公司的液壓錘也早已停產(chǎn)。

表4 艾思博科技有限公司產(chǎn)品種類

表5 艾思博科技有限公司液壓破碎錘產(chǎn)品性能參數(shù)

圖7 貝力特公司液壓破碎錘外形圖

二十一世紀(jì)開(kāi)始，第10個(gè)五年計(jì)劃期間，我國(guó)液壓破碎錘產(chǎn)品開(kāi)始重新啟動(dòng)。2005年開(kāi)始的第11個(gè)五年計(jì)劃期間，快速增長(zhǎng)。2011年開(kāi)始的第12個(gè)五年計(jì)劃期間，蓬勃發(fā)展。2016年開(kāi)始的第13個(gè)五年計(jì)劃期間，又進(jìn)入高速發(fā)展期。

3 我國(guó)液壓破碎錘產(chǎn)銷量

和日本韓國(guó)不同，我國(guó)液壓破碎錘的銷售量一向沒(méi)有較為準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，都是大略估計(jì)。

根據(jù)中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)挖掘機(jī)械分會(huì)秘書(shū)處李宏寶的2014年網(wǎng)絡(luò)文章，中國(guó)液壓破碎錘市場(chǎng)2011年銷量5.8萬(wàn)臺(tái)，2012年銷量5.2萬(wàn)臺(tái)，2013年銷量5.7萬(wàn)臺(tái)，中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)透露我國(guó)液壓破碎錘2015年銷售5.5萬(wàn)臺(tái)。李宏寶在2014年預(yù)計(jì)，2016年中國(guó)破碎錘市場(chǎng)，銷量規(guī)模有望達(dá)到8萬(wàn)臺(tái)。

破碎錘是我國(guó)發(fā)展較好的機(jī)械產(chǎn)品，21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)是進(jìn)口產(chǎn)品一統(tǒng)天下，十幾年后的今天，已經(jīng)基本上取代了進(jìn)口，并且批量出口。筆者估計(jì)國(guó)產(chǎn)破碎錘在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比可能達(dá)到90%。

考慮到最近幾年，煙臺(tái)艾迪精密機(jī)械公司，溫嶺貝力特機(jī)械公司，艾思博科技公司等企業(yè)加大產(chǎn)品出口力度，每年頻繁出國(guó)，參加各種展會(huì)，進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)。許多韓國(guó)和日本公司在中國(guó)國(guó)內(nèi)采購(gòu)破碎錘零件和部件進(jìn)行組裝。2016年以來(lái)，工程機(jī)械行業(yè)復(fù)蘇，2017年中國(guó)液壓破碎錘實(shí)際產(chǎn)銷量可能達(dá)到10萬(wàn)臺(tái)，可能接近全球銷量的一半。2018年呈繼續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

4 我國(guó)與液壓破碎錘相關(guān)的企業(yè)特點(diǎn)和數(shù)量

表6 貝力特公司破碎錘產(chǎn)品種類

表7 貝力特公司破碎錘產(chǎn)品產(chǎn)品性能參數(shù)

我國(guó)液壓破碎錘制造企業(yè)，除了馬鞍山驚天，長(zhǎng)治液壓等極少數(shù)企業(yè)外，其他全部是民營(yíng)企業(yè)，而且都是中小民營(yíng)企業(yè)，他們大多數(shù)沒(méi)有或很少得到政府科技項(xiàng)目的支持，沒(méi)有或很少得到政府獎(jiǎng)項(xiàng)。但是他們抓住了市場(chǎng)機(jī)會(huì)，成長(zhǎng)迅速，體現(xiàn)了民營(yíng)中小企業(yè)的強(qiáng)大生命力，取得了令世界矚目的成績(jī)。

筆者在阿土伯交易網(wǎng)，搜索全國(guó)與破碎錘相關(guān)的企業(yè)，包含了破碎錘整機(jī)，部件，零件制造商和銷售商，破碎錘密封件，橡膠件銷售商，鋼材鍛件供應(yīng)商等，以關(guān)鍵詞破碎錘，截止到2018-6-16，共搜到1130家公司，遍及30個(gè)省市自治區(qū)，見(jiàn)表8?？梢?jiàn)液壓破碎錘行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)蔚為大觀，行業(yè)規(guī)模已經(jīng)不小。當(dāng)然，這一千多家公司，絕大多數(shù)是銷售商，制造企業(yè)占比較小。

表8 全國(guó)各省與破碎錘相關(guān)的企業(yè)數(shù)量

公司數(shù)量前五名是江蘇，山東，廣東，浙江和上海，都是位于東部南部沿海地區(qū)，是我國(guó)最發(fā)達(dá)地區(qū)，這不是偶然現(xiàn)象，東南沿海地區(qū)加工能力強(qiáng)，配套容易，技術(shù)工人和銷售人才多，交通物流方便。

阿土伯交易網(wǎng)收集的數(shù)據(jù)與資料，未必可靠，但是苦于破碎錘企業(yè)數(shù)據(jù)資料來(lái)源非常貧乏，只能聊勝于無(wú)。

5 煙臺(tái)艾迪精密機(jī)械公司上市

煙臺(tái)艾迪精密機(jī)械股份有限公司主要從事液壓破碎錘、快速連接器、震動(dòng)夯、液壓剪、液壓鉗、抓石器、抓木器等工程機(jī)械屬具研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，是國(guó)內(nèi)液壓破碎錘行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，產(chǎn)品出口到全球60多個(gè)國(guó)家及地區(qū)。公司創(chuàng)建于2003年8月，并于2017年1月成功登陸上海證券交易所主板 （股票簡(jiǎn)稱：艾迪精密，股票代碼：603638）。 2017年1月20日，煙臺(tái)艾迪公司首次公開(kāi)發(fā)行A股上市儀式在上海證券交易所隆重舉行。

這是我國(guó)液壓破碎錘行業(yè)第一個(gè)上市公司，標(biāo)志液壓破碎錘行業(yè)已經(jīng)頗具規(guī)模和影響。

6 液壓破碎錘國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

液壓破碎錘國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 32799-2016液壓破碎錘》，已經(jīng)于2016-08-29發(fā)布，2017-03-01實(shí)施，由機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB）上升為國(guó)標(biāo)（GB），標(biāo)志液壓破碎錘產(chǎn)品在我國(guó)已經(jīng)大量生產(chǎn)和廣泛使用。

7 浙江省部分液壓破碎錘企業(yè)經(jīng)營(yíng)范圍

主要依據(jù)阿土伯交易網(wǎng)查詢，浙江省部分液壓破碎錘企業(yè)經(jīng)營(yíng)范圍見(jiàn)表9。其中溫嶺貝力特公司，嘉興艾思博公司，溫嶺德克公司，江蘇諾森重工公司杭州營(yíng)銷中心是著名的液壓破碎錘生產(chǎn)制造銷售企業(yè)，在國(guó)內(nèi)占據(jù)重要位置。

筆者在阿土伯交易網(wǎng)，搜索浙江省各地級(jí)市與破碎錘相關(guān)的企業(yè)數(shù)量，見(jiàn)表10。數(shù)據(jù)不很全面，只能作為參考。如臺(tái)州地區(qū)只查到德克公司等3家企業(yè)，在全國(guó)名列前茅的溫嶺貝力特機(jī)械有限公司，竟然查不到。

8 我國(guó)液壓破碎錘行業(yè)的不足

8.1 大型破碎錘質(zhì)量有待改進(jìn)

我國(guó)在中小規(guī)格液壓破碎錘方面，已經(jīng)全面取代外國(guó)產(chǎn)品，但是釬桿直徑175 mm以上的大型破碎錘質(zhì)量和性能不穩(wěn)定。隨著礦山錘擊開(kāi)采的需求增多，破碎錘釬桿直徑有加大的趨勢(shì)，一些公司產(chǎn)品的釬桿直徑已經(jīng)達(dá)到200 mm以上，艾迪公司產(chǎn)品最大釬桿直徑已經(jīng)達(dá)到248mm。

8.2 手持式破碎錘產(chǎn)品缺乏

釬桿直徑在32 mm及以下的手持式液壓破碎錘（一般稱為液壓鎬）產(chǎn)品缺乏，好像只有長(zhǎng)治液壓件廠生產(chǎn)，產(chǎn)量也很少。市場(chǎng)上大多是日本、美國(guó)、丹麥的產(chǎn)品。我國(guó)市場(chǎng)上大多使用氣鎬，產(chǎn)量極大，價(jià)格很低。液壓鎬在自來(lái)水，燃?xì)獾仁姓こ讨羞€是有許多應(yīng)用的，希望有企業(yè)注意到這個(gè)市場(chǎng)空缺。

8.3 設(shè)計(jì)與研發(fā)能力不足

表9 浙江省部分液壓破碎錘企業(yè)經(jīng)營(yíng)范圍

表10 浙江省各地級(jí)市與破碎錘相關(guān)的企業(yè)數(shù)量

我國(guó)破碎錘產(chǎn)品基本仿制日韓系列，有局部?jī)?yōu)化和創(chuàng)新，但是原始創(chuàng)新能力不足。

大部分企業(yè)研發(fā)力量不足，工程師數(shù)量不足，獨(dú)立設(shè)計(jì)能力不足，這些狀況都有待改進(jìn)。

8.4 缺少破碎錘性能參數(shù)測(cè)試條件

我國(guó)破碎錘產(chǎn)品的性能參數(shù)，如壓力流量，沖擊頻率和沖擊能數(shù)據(jù)，大多是比較隨意寫(xiě)出，基本是照抄國(guó)外同類產(chǎn)品數(shù)據(jù)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)量確定的數(shù)據(jù)。主要原因是沒(méi)有測(cè)量數(shù)據(jù)的儀器和測(cè)試臺(tái)。大大制約了產(chǎn)品的改進(jìn)和創(chuàng)新。測(cè)試臺(tái)和測(cè)試儀器耗資大，技術(shù)含量高，絕大多數(shù)破碎錘企業(yè)不能自備，建議政府質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局參與其事，統(tǒng)籌安排。

8.5 產(chǎn)品價(jià)格下滑和利潤(rùn)降低

隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和成本的降低，產(chǎn)品價(jià)格下降是必然趨勢(shì)。但是破碎錘產(chǎn)品價(jià)格下滑過(guò)于嚴(yán)重，超過(guò)挖掘機(jī)價(jià)格下降的程度。如果生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)不足，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重危險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)引起企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理者的高度關(guān)注。

8.6 缺少行業(yè)交流活動(dòng)

今非昔比，破碎錘已經(jīng)成為一個(gè)頗具規(guī)模的行業(yè)，但行業(yè)交流非常少，經(jīng)常好幾年沒(méi)有一次行業(yè)活動(dòng)，同行是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但也是同仁，是朋友。沒(méi)有一個(gè)企業(yè)能夠閉門造車，不學(xué)習(xí)別人經(jīng)驗(yàn)，孤立發(fā)展。各自封閉，只能固步自封。1978年以后，鄧小平大膽實(shí)行對(duì)內(nèi)改革，對(duì)外開(kāi)放政策，我國(guó)才丟掉貧窮落后的帽子，成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，全世界也因此受益匪淺。破碎錘企業(yè)應(yīng)該對(duì)內(nèi)改革，對(duì)外開(kāi)放，加強(qiáng)交流，互相促進(jìn)，提高整個(gè)行業(yè)的形象和產(chǎn)品水平，走到國(guó)際市場(chǎng)前沿。