第八届中国创新挑战赛聊城高端装备制造产业赛技术创新需求.docx
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1、第八届中国创新挑战赛(聊城)高端装备制造产业赛技术创新需求第八届中国创新挑战赛(聊城)组委会二。二三年1、卡车低温重载环境下长寿命滚子轴承研制需求简述:气温极低国家或地区,尤其是西伯利亚地区能到达零下五十多度,低温环境下的轴承各项性能较之常温环境会显著降低,因此轴承在此环境下要承受巨大考验,研究适用于低温环境中的轴承产品,提升产品寿命,复合当地的产业需求。技术难点:1)冬季环境恶劣复杂,如何匹配轴承运行中的环境条件(低温、重载等)是待解决的首要关键问题;2)能够在低温重载条件下稳定承载的轴承润滑剂及添加剂选择是待解决的关键技术问题;3)适用于低温重载环境下轴承运行表面的镀膜、织构制备方法及产品
2、化工艺是待解决的关键问题。预期目标:1)轴承极限工作温度下限:-60。C2)轴承精度等级:2P53)轴承运行时间内间隙变化情况:W20微米4)低温下轴承钢表面硬度:60-62HRC5)低温下轴承稳定运行寿命:25000百万转。现有基础:公司拥有独立的研发中心,拥有国际最尖端的三坐标仪、轴承振动测量仪、走读式光谱分析仪等60余台研发检测设备用于科研开发,现有研发技术人员13人。2、超耐磨激光熔覆层材料技术攻关及产业化研究需求简述:盾构刀具作为切割岩石的主要工具,其磨损及更换不严重制约施工速度,极大增加施工成本。随着掘进地层复杂性不断增加,工程中对刀圈的质量尤其是硬度和耐磨性提出更高要求。等离子喷
3、涂硬质颗粒极易脱落,且粉末浪费率高,激光熔覆涂层的硬度高、脆性大、易开裂导致其使用寿命较低,如何提高刀具破岩效率和使用寿命是个难题。主要技术难题:1)高硬度高韧性熔覆层材料的研制;2)高耐磨、抗冲击熔覆层的成分设计、结构控制和性能优化。预期目标:1)研发超耐磨合金激光熔覆粉末2-3种;2)激光熔覆工艺2-3套;3)熔覆速率60n三in,熔覆层厚度2.5mm以上,熔覆层基体硬度控制在55-58HRC;4)熔覆层硬质颗粒保有量大于50%;熔覆层与刀圈抗剪切强度达350MPa以上。现有基础:公司设有聊城市盾构刀具重点实验室和企业技术中心,拥有国际一流的数控车床、数控冲床、数控铳床、数控钻床、加工中心
4、、激光等离子熔覆设备等高科技、高精度装备200余台(套);中高级职称研发人员20余人,研发资金充足。3、连杆大端孔圆柱度精度提升技术研发需求简述:连杆大端孔圆柱度精度问题主要为提高发动机的性能和稳定性,连杆是发动机中关键的传动部件,其制造精度直接关系到发动机的效率和寿命。这项技术的提升将有助于实现更高性能、更稳定和更耐用的发动机,提高现有生产产品的市场竞争力,持续推动行业的可持续发展,对汽车、船舶等领域具有广泛的应用前景,主要技术难题:1)连杆大端孔圆柱度的精度控制研究;2)耐连杆大端孔圆柱度偏差降低,提升产品稳定性。预期目标:1)提升连杆大端孔圆柱度的精度,减少加工过程中的误差和变异,确保每
5、个连杆都具备一致的高精度,误差0006mm;2)优化工装夹具和加工工艺,以实现连杆大端孔圆柱度的可控性和一致性;3)培养技术团队3-5人,熟练掌握新加工技术和工艺;4)降低生产成本,控制废品率0.1%,提高生产效率。现有基础:公司拥有2000平方米厂房及办公场所,拥有20多年的锻造生产技术积累,目前建有1600吨,IooO吨,630吨的三条连杆专业锻造生产线;拥有5条专业连杆精加工生产线,9台连杆数控加工中心,3座标测量机,由于金相显微镜等检测设备及检测方法,年产连杆总成的能力达120万支。4、新型可调节组装式预制PC楼梯钢模具研发需求简述:近年来,混凝土预制装配式建筑以其自身所具备的诸多优势
6、,在建筑工程中的应用越来越广泛。预制Pe构件模具是工厂加工的基础和前提条件,其经济性、合理性及可重复利用率是推动混凝土预制装配式建筑发展的重要支撑。现有装配式建筑预制构件模具的技术难点主要表现在以下几个方面:(1)模具通用性较差;模具容错能力差;(3)模具成本较高;新型可调节组装式预制PC楼梯钢模具旨在解决上述问题,实现可调节性、组装性、重复利用性功能。预期目标:1)研制新型可调节组装式楼梯钢模具新产品一项;2)模具可循环利用100次以上;3)模板表面无任何毛刺;4)模板表面无气泡;5)表面粗糙度在RaO.8-L6之间。现有基础:公司具备完善的工作环境,配备专业设计软件,如:TekIa,Aut
7、oCAD及ReVit;结构分析软件:MidaS与ANSYS;能够满足研发需求。公司自有厂房面积2000余平米,配置10吨自行式行吊,以及钢结构下料、加工和焊接用设备。能够支持产品研发的小、中、大试。5、智能数控弯圆机床研制需求简述:围绕智能数控弯圆机床的结构优化设计、数控弯曲材料回弹补偿控制、数控弯圆机器人电液伺服控制、智能数控弯圆机床机械与控制系统设计等五个方面。实现可靠性设计方法与制造工艺、数控弯曲材料回弹补偿控制、电液伺服控制系统等关键技术,研发全自动数控弯曲成型机器人样机,在数控弯曲成型行业进行集成与示范应用。预期目标:1)研制智能数控弯圆机床1台;2) Y轴液压油缸最大推力:16T;
8、Y轴重复定位精度:0.01mm;轴间距:250-600mm;轴径:6080mm;弯曲速度:0-7000mmmi11;最小弯曲半径:100mmo现有基础:公司现有大专以上工程技术人员24人,从事研究开发人员11人。与中国科学院沈阳计算技术研究所、聊城大学、东昌学院、郑州磨料磨具磨削研究所等院校建立了科研合作关系,形成了结构合理的梯队式人才队伍。拥有山东省“一企一技术”研发中心,山东省“专精特新”中小企业、山东省高新技术企业。6、国六重型柴油车尾气净化催化剂技术攻关项目需求简述:国六柴油机尾气净化催化剂技术目前无法突破国外技术垄断,需要自主研发符合国六、非道路国四排放法规的重型柴油车后处理分子筛催
9、化剂技术,满足国六重型柴油机后处理系统排放标准,即GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)。主要技术难题:1)研发一种分子筛催化剂;2)后处理符合国六排放标准。预期目标:尾气净化催化剂符合国六排放法规的重型柴油车排放标准。铜基小孔分子筛催化材料,经800oC10%H2016h水热老化后,185oC-500oCN0x的脱除率280%;稀土改性氧化铝材料,经1200oC.IOh高温老化后比表面积280112g;300CPSi壁流式董青石蜂窝载体壁厚7-lOmil,孔隙率5060%、热膨胀系数W0.510-6oC,载体直径4-13”。现有基础:公司具有国五排放标准的
10、柴油机后处理系统的研发经验及国六汽油机的排气系统的研发经验。目前拥有研发经验的技术研发团队25人,能够提供必备的研发资金、研发设备及研发场地。7、高速织机综框性能提升技术攻关需求简述:无梭织机综框是总体尺寸较大、截面尺寸较小的框架式结构,属于高速往复运动装置,工作性能受环境因素影响较大,随着织机向高速、宽幅、高产方向不断持续发展,对综框的工作性能要求越来越高,需要通过技术革新提高加工工艺水平,以保证综框在高速运行中的工作性能。主要技术难题:1)悬钟工艺参数对综框钾接强度的影响;2)高速运行中综框中间部位尺寸的变化与速度的关系;3)温度变化对综框两综条距离的影响及关联度。预期目标:1)综框平面度
11、W2.0毫米;2)钾接后综条直线度WO.5毫米;3)工作过程中两综直条距离允差WLO毫米。现有基础:公司自主研发设计了综框专用的生产没备和工艺装备20余台套,已投入研发资金100余万元,现有生产人员8人,具备年产2万片综框的生产能力。8、FFU能耗降低及空气动力效率与整机效率提升的技术改造需求简述:FFU用于洁净厂房过滤空气时会有噪音过大的问题。特别是机外静压较大时,要求电机的转速较高,机箱内形成涡流,风噪较大,造成风机效率低下,因为不必要的风噪造成能耗过高,给客户带来不必要的经济损失。主要技术难题:1)效率高且高速稳定运行时无电流声的电机的研发;2)FFU避免涡流的箱体结构的设计和性能优化。
12、预期目标:1)研发一款高速运行时无电流声的电机;2) 4X4FFU噪音W52dB(八);3) 4X4FFU振动值1.0mms;4)电流谐波畸变率W8%;5)整机效率255%;6)空气动力效率225%;7)风速相对偏差WI5%。现有基础:公司拥有独立的研发中心,研发人员10余人,有完整的FFU生产线,有FFU风洞实验室。9、军用重型卡车平衡轴用新材料自润滑轴承的技术攻关需求简述:公司主营产品为NG10、NG80等军民两用重卡车型平衡轴轴承的配套零部件,为彻底解决该部位较接轴承的“碎裂、润滑失效”等关键技术瓶颈,公司在军、民两领域广泛的市场调研基础上,提出了“军用重型卡车平衡轴用新材料自润滑轴承的
13、研发”项目。该项目的核心技术在于轴承外圈和内圈分别采用两种不同材质的材料设计,其中轴承内圈材质为轴承钢,轴承外圈为纤维增强树脂基复合材料,并同时具有固态润滑的功能。突破了目前关节轴承内、外圈均为钢制材料,并需定期注脂维护的传统结构形式。该课题的成功研发,能够大幅度的提高产品的抗冲击性能和润滑性能,降低轴承旋转阻尼系数,减轻产品的自重,使产品的平均使用寿命提高50%,能够满足军用重卡对火箭、导弹等武器装备的运输要求。预期目标:1)开发研究一种纤维增强树脂基复合材料,使其径向抗压缩强度高于GCrl5轴承钢强度,以增强轴承的承载能力和抗冲击、抗变形能力。2)项目具体技术指标:项目产品研发完成后,各项
14、技术性能指标较现有产品均有突破性提高,其中:抗冲击性能提高48%;润滑性能提升200%;使用寿命平均提高50%;可靠性提高100%;轴承旋转阻尼系数小于0.05(-60-380oC.250MPa);质量减轻40%。现有基础:公司研发实力雄厚,拥有研发人员33人。拥有国际先进的数控车床、智能磨床等高端设备200余台。拥有完善的监视检测和试验设备100余台套。公司建立了完善的质量运行管理体系,先后取得“山东省企业技术中心”、“山东省一企一技术关节轴承研发中心”、“聊城市重点实验室”等研发平台认定。2021年通过了国家“高新技术企业”认定;2022年通过了“山东省工业设计中心”认定和工信部“两化融合
15、管理体系”评定;2023获得了“武器装备科研生产单位二级保密资格”。10、海洋船舶推进器轴承结构优化与工艺装备设计需求简述:船舶推进器轴承是船舶的核心机械基础件。目前,该领域的高端配套轴承主要依赖进口,与国外高端产品相比,国内产品在可靠性、疲劳寿命等方面存在较大差距。研究基于高可靠性、长寿命的推进器轴承结构优化技术,及适用的工艺装备对于提高产品性能、促进行业技术进步具有重要意义。主要技术需求:1)基于高可靠性、长寿命的推进器轴承结构优化设计;2)船用自润滑向心关节轴承无损伤自动装配装备的设计。预期目标:1)轴承参数对推进器轴承力学性能与疲劳寿命影响规律研究的实施方案,以及基于高可靠性、长寿命的
16、推进器轴承结构优化设计实施方案;2)可满足外圈衬垫自动压装、内外圈无损合套的自润滑向心关节轴承自动装配装备的设计方案。现有基础:公司拥有包括轴承寿命实验机、光谱分析仪、金相显微镜等在内的各类检测化验设备50余台,以及各类高精度数控加工设备80余台。公司注重科技创新,在轴承产品研究设计开发、检测数据分析、工艺设计、产品实验生产等方面拥有丰富经验。11、调心滚子轴承的力学性能测试、摩擦性能分析及热处理技术研发需求简述:轴承零件在热处理过程中,存在热应力和排列应力,这种内应力可以相互叠加或部分抵消,是复杂多变的。因为相关应力会随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度的变化而变化,零件形状和尺寸发生
17、变化,因此热处理过程中会经常变形。预期目标:1)完成SP级调心滚子的批量生产和销售,轴承在线生产机床状态智能分析,轴承测试实验平台的建立。2)申报专利3项,实用新型5项。现有基础:公司现有生产检验设备150余台(套),现有员工120人。公司检测设备齐全,有轮廓粗糙度测量仪、圆度仪等仪器,可检测产品的形状,轮廓,圆度,粗糙度等项目。公司重视技术研发投入,除保证技术中心日常的研发费用外,每年均投入大量资金进行新产品试制开发,并按照研发需求添置相关设备资产。12、适用于重载低速工况下的改进型推力球轴承研制开发需求简述:为解决现在矿山机械等重载低速工况下的推力球轴承在使用过程中,轴承滚珠上的杂质需要通
18、过拆卸进行清理,存在费时费力的问题,需研制一款改进型推力球轴承。其技术难点在于涂抹件及刮板的安装对轴承旋转灵活性的影响,以及克服安装空间限制的难题。预期目标:根据矿山机械对推力球轴承需求的特点,研制一款或具有相关要求的成果,既能符合需求又满足经济实用的改进型推力球轴承。现有基础:公司已成立专门研发小组,对该轴承设计的总体设计思路,已经初步形成,公司具备论证、试验等条件。13、连杆小头锻造工艺改造技术需求简述:汽车复杂锻件的材料利用率偏低,生产成本较高,在市场竞争中没有价格优势。例如转向垂臂锻件外形较复杂,材料利用率不到70%,成品率也偏低。发动机连杆锻件小头冲孔工业尚不成熟,存在折叠或裂纹现象
19、。预期目标:1)开发3个以上复杂汽车锻件新产品;2)发动机连杆锻件小头冲孔工艺成功,达到预期目标;3)新增发明专利2项。现有基础:公司拥有独立的技术研发中心,现有专业技术人员8人,拥有锻造生产线5条,数控机械加工生产线6条,生产装备120台(套),各类检验检测设备12台(套)。14、精密机床主轴轴承静音技术与耐磨性的研究需求简述:机床主轴轴承用于数控机床的主轴领域,预期达到的目标是在减少摩擦力的情况下降低噪声,通过车加工与热处理技术提升耐磨性。预期目标:1)研制噪声检测设备一台(套);2)摩擦力研究新工艺1项;3)测试轴承在不同的转速下噪声与振动值达到V4级别;4)试验累计寿命不低于1500小
20、时。现有基础:公司拥有独立的研发中心和与高校共建的市级重点实验室,车加工、磨加工、热处理、检测设备完善。具备一定的研发所需的相关设备。15、铸件机器人自动打磨研究需求简述:铸造行业铸件打磨是一个工作环境差,粉尘大,劳动强度高的工艺环节,目前用工人力成本高,且面临老龄化、难招工的情况。机器人自动打磨有几个难点:1)对于批量小的工件打磨,如何实现夹具工装的宽容差,工装夹具的快速切换;2)对于一致性不好的工件对象,如何能快速精确的检测,来自适应调整打磨程序;3)对于打磨精度高的工件对象,需采用浮动打磨。预期目标:1)实现夹具工装的宽容差,工装夹具的快速切换;2)对于一致性不好的工件对象,能够快速精确
21、的检测,来自适应调整打磨程序;3)对于打磨精度高的工件对象,需采用浮动打磨,给工厂实现降本增效。现有基础:现目前公司设有技术部,相关专业技术人员6人。具备一定的研发必须条件。16、特种轴承的设计与有限元模拟及热处理技术研究需求简述:结合实际生产需要,运用模拟结合实验的手段,对由渗碳轴承钢G20CrNi2MoA制成的大轴重轴承套圈的化学成分、表面硬度、渗碳层深度和表面与心部组织等进行了较为深入的研究,分析现有热处理工艺存在的问题。结果表明,试块化学成分合格,组织分布合理且等级合格,渗碳层深度符合国标规定但数值偏大,表面硬度偏低且在局部出现软点。预期目标:利用DEFORM软件模拟轴承套圈热处理过程
22、中的温度场分布,热处理后的碳原子、硬度、组织分布,以及残余应力的分布等情况。现有基础:公司配备专业技术人员6人,拥有实验室研发及检验检测设备10余台,生产条件齐全17、风力发电机组齿轮箱轴承保持架研究需求简述:目前国内风电齿轮箱轴承依赖进口,研制风力发电机组齿轮箱保持架对于打破国外企业对国内该行业核心技术及国内产品市场的垄断,提升我国风力发电机组轴承水平,促进风力发电机轴承的国产化进程,具有重要意义。需要迫切解决的技术问题,包括:1)风力发电机组齿轮箱保持架数字化设计与滚动体稳定运行姿态保持技术。保持架目前我国轴承保持架设计处在模仿设计和经验设计阶段,而SKF等国际跨国轴承公司已应用基于动力学
23、仿真分析的设计技术,技术差距大。2)风力发电机组齿轮箱保持架高强度、高精度制造技术。如何保证保持架的加工精度,并且保证强度是难点。3)风力发电机组齿轮箱保持架精密检测与性能试验技术。目前轴承保持架试验依赖轴承跑和试验,缺乏专门试验检测技术。预期目标:研制风力发电机组齿轮箱轴承保持架2个型号以上,转速达到轴承1800rmin,满足齿轮箱寿命要求。现有基础:公司是国内知名轴承保持架的专业生产厂家,致力于高端轴承保持架研究和制造,拥有聊城市企业技术中心,具有中级职称以上20余人,拥有实用新型专利8项,发明专利1项。公司研发中心现拥有试验设备20余台,拥有大型检测仪器设备,包括:EDX1800光谱仪、
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