项目简介

矿产资源是经济社会发展的重要支撑，全球三分之二的矿产原料是露天开采。超大型液压挖掘机是露天矿山的关键采装设备，“四轮一带”作为其主要组成部分，成本占整机成本的15%以上，在整机全生命周期内，需更换2-4套，占整机总维修保养成本的20%以上。项目开展前，超大型液压挖掘机“四轮一带”关键核心技术完全被少数国外企业垄断，供货价格高、周期长，服务不及时；国内对大吨位液压挖掘机“四轮一带”自主研制尚属空白。因此自主研制超大型液压挖掘机“四轮一带”成为推进国内矿业机械产业化进程的迫切需求。

通过借鉴吸收国外先进产品的成熟技术，并依托徐工集团“国家级技术中心高端工程机械智能制造国家重点实验室”研发体系，进行自主研究，完成了三大关键技术创新：

1、底盘轮系匹配优化技术：建立了非共轭多齿同步啮合仿真模型，优化驱动轮尺寸参数，显著降低了齿面应力；构建了双圆弧承载面模型并优化圆弧参数和双圆弧位置分布，承载面应力值降低21%，创新设计了自适应承载轮系，实现了轮体与履带板侧向12°范围内偏转的接触自适应；构建了轮系动态仿真模型，实现了底盘轮系布局最优匹配。

2、轮系自润滑设计与轮体锻造成型技术：基于有限元热流耦合仿真分析，研究轮体内部油腔的流线布局，开发了自润滑密闭循环油腔，轮系温升量降低了25%，显著提升了四轮一带的行驶性能；引入整体锻造成型技术，选用锻造和淬透性能良好的材料，有效提高了锻造轮体内部组织致密性，安全系数提升至2.5，解决了轮体整体锻造成型技术工艺方案难题。

3、双圆弧自导向履带设计技术：创新设计了双圆弧连续滚道、自动导向结构，向支重轮提供连续支撑并防止横向跑偏，优化了接触区域应力及变形分布，履带板重量减轻23%；开发了履带销轴定位防松装置，有效避免了边楞接触或挤压产生局部应力集中，充分满足了超大型液压挖掘机的复杂工况需求。

基于以上技术创新，成功研制了300-700吨系列超大型液压挖掘机“四轮一带”产品，主要技术指标达到国际先进水平。项目已获授权发明专利2项、实用新型11项、外观专利3项，发表论文3篇。与进口“四轮一带”成套产品价格对比，300吨级降至63%，400吨级降至42%，700吨级降至41%，累计降本2674.72万元，且备货周期减半，经济效益显著。

项目打破了超大型液压挖掘机“四轮一带”外资品牌的市场垄断及技术壁垒，填补了国内超大挖“四轮一带”设计空白，实现了国产超大型液压挖掘机关键零部件的自主配套，促进了国内大型矿业装备迈向更高领域。

获奖等级：三等奖

完成单位：徐州徐工矿业机械有限公司