1、汽车轻量化结构件内高压成形技术与装备948.docx
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1、黑龙江省省高校科技成果果转化项项目册二八八年十二二月高校可产产业化(推推荐)项项目1、汽车车轻量化化结构件件内高压压成形技技术与装装备(工工大)2、电力力系统光光学电流流互感器器(工大大)3、碳纤纤维复合合材料高高压气瓶瓶(工大大)4、便携携式多波波束测深深仪(工工程)5、光纤纤光镊(工工程)6、1110kVV电压等等级XLLPE超超净电缆缆绝缘料料(哈理理工)7、矿用用系列电电源装置置(科技学学院)8、三聚聚氰胺-尿素共共缩合树树脂胶黏黏剂(林林大)9、洋金金花胶囊囊(中医医药大学学)10、越越橘胶囊囊产业化化(中医医药大学学)11、玉玉米、胡胡萝卜水水果等系系列饮料料(齐齐哈哈尔大学学)1
2、2、玉玉米深加加工副产产物系列列产品(齐齐哈哈尔大学学)13、LL-乳酸酸酸菜规规模化生生产(黑黑大)14、纳纳米晶态态碳基复复合材料料产业化化(黑大大)15、水水稻植质质钵育栽栽培技术术(八一农农垦)16、免免耕播种种机(农农大)17、黑黑龙江省省冬小麦麦新品种种与种植植模式(农农大)18、三三元复合合驱沉积积物控制制剂(大庆师师范)19、新新型半导导体制冷冷材料研研发(哈哈师大)20、胰胰腺康口口服液(佳佳木斯大大学)南岗区科科技局 86221211511、汽车车轻量化化结构件件内高压压成形技技术与装装备(一)项项目提出出的背景景对于轿车车,每减减轻重量量10%,油耗耗可降低低8%-10%
3、。由于于汽车采采用铝合合金等轻轻质材料料减重成成本大幅幅提高,汽汽车减重重的主要要途径是是通过设设计合理理的受力力结构实实现减重重。空心心变截面面构件是是一种典典型的轻轻体结构构,其传传统制造造工艺是是先冲压压成二个个或多个个半片,再再焊接成成整体构构件。存存在工序序多、零零件数量量多、实实现复杂杂截面变变化困难难、焊点点影响疲疲劳性能能等缺点点。内高高压成形形正是在在这样的的背景下下发展起起来的一一种制造造空心轻轻体件的的先进制制造技术术,其主主要工艺艺过程是是把管坯坯弯曲成成零件轴轴线形状状,通过过预成形形分配材材料,然然后在模模具内施施加高压压液体成成形(高高压液体体压力通通常在2200
4、MMPa左左右,最最高可达达4000MPaa)。具具有产品品成形精精度高、生生产效率率高的优优点,与与传统冲冲压焊接接的产品品相比重重量减轻轻2030、刚度度和疲劳劳强度提提高,碰碰撞安全全性好,成成本降低低1520,模具具费用降降低200300%。被被国际“超轻钢钢制车身身项目”专家称称为“优化未未来汽车车设计的的途径”。(二)项项目来源源、水平平,用途途及应用用领域哈尔滨工工业大学学液力成成形工程程研究中中心是国国内首家家系统开开展内高高压成形形技术研研究的单单位,在在国家自自然科学学基金、国国家杰出出青年基基金、黑黑龙江省省重点攻攻关项目目、9885工程程和2111工程程学科建建设项目目
5、支持下下,与一一汽集团团、宝钢钢集团、齐齐齐哈尔尔第二机机床、合合肥锻压压机床有有限公司司等企业业合作,先先后在内内高压成成形理论论、工艺艺和设备备关键技技术研究究方面取取得突破破,已经经在多个个品牌轿轿车上取取得应用用成果,亟亟待通过过生产线线建设和和产品化化技术研研发扩大大产业化化规模,满满足日益益增长的的市场需需求。内高压成成形是近近年来在在超高压压稳定密密封和超超高压计计算机实实时控制制技术突突破后产产生的先先进制造造技术,可可以一次次整体成成形沿构构件轴线线截面形形状复杂杂多变的的空心结结构件,不不但要实实现对给给定加载载曲线高高精度的的跟踪,而而且控制制系统快快速响应应和反馈馈,以
6、保保证在110秒左左右加工工一个零零件。产产品性能能优良、技技术含量量高、附附加值大大,市场场竞争力力强。哈工大先先后研制制国内首首台二轴轴数控和和三轴数数控内高高压成形形机,攻攻克了4400MMPa高高压源动动密封和和超高压压控制关关键技术术,成功功研制全全尺寸轿轿车副车车架、后后轴纵臂臂、转向向节臂零零件,以以及多种种变径管管件、不不锈钢接接头、空空心阶梯梯轴和组组合式凸凸轮轴等等典型样样件。克克莱斯勒勒3000C轿车车仪表盘盘支架、宝宝来轿车车不锈钢钢排气管管件和火火箭接头头已经形形成批量量。并为为哈尔滨滨、大连连和天津津等地汽汽车零部部件公司司开发了了4000MPaa内高压压成形设设备
7、,用用于生产产汽车底底盘零件件和排气气管件。本项目重重点开发发的产品品为汽车车轻量化化结构件件,包括括:奔腾腾轿车(3301平平台)副副车架零零件和高高档轿车车仪表盘盘支架等等产品。内高压成成形技术术可应用用领域主主要为汽汽车空心心变截面面构件,如如汽车副副车架、散散热器支支架、底底盘构件件、车身身框架、座座椅框架架、前轴轴、后轴轴及驱动动轴和排排气系统统异型管管件等。在在航空、航航天和国国防领域域一些空空心轻量量化结构构件也适适于采用用内高压压成形技技术来制制造。(三)项项目主要要内容及及产业化化目标、任任务1、主要要内容(1)开开展内高高压成形形机结构构设计和和优化、研研制合模模压力机机及
8、其控控制系统统;(2)研研制生产产条件下下增压器器、水压压系统、液液压冲孔孔系统及及其控制制系统;(3)研研制生产产用副车车架、仪仪表盘支支架弯曲曲模具、预预成形装装置和终终成形模模具;(4)研研制典型型样件、确确定内高高压成形形工艺规规范,实实现小批批量试生生产。 2、产业业化目标标、任务务建设内高高压成形形示范生生产线(包包括20000吨吨内高压压成形机机、2000吨预预成形机机和弯管管机等),解解决典型型产品的的模具和和工艺生生产关键键技术,进进行零件件试生产产和性能能测试、装装车检验验。(四)项项目所需需投资项目总投投资约115000万元。主主要用于于:20000吨吨内高压压成形机机研
9、制、预预成形机机和弯管管机购置置、生产产线其它它设备费费共计110000万元;批量生生产用增增压器及及其控制制系统、批批量生产产模具的的研发费费共4000万元元;典型型样件试试制、总总成制造造和性能能检测、装装机试验验,以及及试生产产费用1100万万元。(五)项项目对我我省产业业发展带带动作用用及可获获得的经经济和社社会效益益汽车工业业是国民民经济发发展的支支柱产业业,因而而本项目目有着广广阔的市市场前景景。作为为我省首首家内高高压成形形技术产产业化生生产项目目,对我我省及我我国汽车车制造业业的工艺艺水平提提高、制制造成本本降低有有着重要要推动作作用,将将产生显显著经济济和社会会效益。国内整车
10、车厂家,如如一汽轿轿车、一一汽大众众、上海海大众、奇奇瑞等,以以及零部部件制造造企业如如天津顺顺达、宁宁波舜江江、长春春恒巨等等,均对对内高压压成形技技术和产产品有迫迫切需求求。奥迪迪A6、奥奥迪A44、帕萨萨特B55、马自自达M66、克莱莱斯勒3300CC和奔腾腾等车型型内高压压成形件件均有国国产化需需求。预预计国内内近年轿轿车内高高压成形形件需求求约5000110000万件/年,至至少需要要50条条(台套套)内高高压成形形生产线线(装备备)。国内目前前尚无大大批量生生产内高高压成形形件的生生产线,仅仅有2家家合资厂厂和2家家民营企企业的少少量单机机用于特特定零件件的生产产,生产产能力远远远
11、不能能满足国国内的巨巨大需求求。本项项目建成成后,按按1种副副车架零零件估算算达产后后利润778000万元/年,项项目初期期投资仅仅15000万元元,投资资回收期期短,经经济效益益可观。2、电力力系统光光学电流流互感器器(一)项项目提出出的背景景 与传统电电磁式电电流互感感器相比比,基于于Farradaay磁旋旋光效应应原理的的光学电电流互感感器在理理论上具具有如下下的明显显优势:一是测测量原理理准确化化。根本本消除了了电磁式式电流互互感器的的磁路饱饱和现象象,在测测量原理理上没有有测量频频带问题题。不仅仅具有稳稳态测量量的高精精度,而而且具有有暂态测测量的高高精度。二二是测量量传输光光纤化。
12、光光学传感感原理自自然采用用光纤传传输方式式,极大大简化了了绝缘结结构,保保证了互互感器高高压绝缘缘的安全全性,大大幅度降降低了绝绝缘成本本,电压压等级越越高成本本优势越越明显。三三是测量量输出电电子化。输输出数字字量,直直接满足足数字电电力系统统的要求求。四是是没有有有害气体体,完全全满足节节能减排排和环境境保护要要求。(二)项项目来源源、水平平,用途途及应用用领域哈工大电电气工程程系电力力系统自自动化技技术研究究所在119911年就开开始了光光学电流流互感器器的研究究,经过过研究取取得了重重大的突突破性成成果。一是中国国电机工工程学会会对该成成果进行行了鉴定定,认为为“在理论论和实践践两方
13、面面取得了了成功,解解决了法法拉第磁磁旋光效效应光学学电流互互感器两两大世界界性难题题,标志志着所研研制的磁磁旋光效效应光学学电流互互感器具具有工程程实用化化前景,项项目在法法拉第磁磁旋光效效应光学学电流互互感器关关键技术术方面取取得了突突破性成成果,达达到了国国际领先先水平。”二是目前前35kkV、1110kkV、2220kkV、5500kkV四个个主导电电压等级级的光学学电流互互感器都都通过了了国家权权威产品品检测单单位(国国家电网网公司武武汉高压压研究院院)的产产品型式式试验。所所有指标标都达到到或者超超过了国国际IEEC6000444-8电电子式电电流互感感器标准准的要求求,具备备了国
14、家家认定的的产品进进入电网网的资格格。三是已有有19台台光学电电流互感感器在335kVV、1110kVV和2220kVV电网投投入运行行,安装装地点分分布于华华北电网网、东北北电网、华华东电网网和华中中电网。运运行情况况表明,光光学电流流互感器器品质优优良、稳稳定可靠靠,得到到了电力力客户的的好评。(三)项项目主要要内容及及产业化化目标、任任务1、自愈愈光学电电流传感感技术:解决了了光学电电流互感感器测量量精度的的温漂问问题。包包括四个个相互联联系的辅辅助技术术:卡尔尔曼滤波波技术、差差分校正技技术、自自愈技术术和故障障辩识技技术。2、零和和御磁结结构技术术:提出出并利用用零和御御磁理论论解决
15、了了外磁场场对光学学电流互互感器测测量精度度的干扰扰问题。3、容错错光学传传感技术术:采用用双传感感单元的的方式,大大幅度提提高了光光学电流流互感器器的运行行可靠性性。4、非连连接光连连接工艺艺:本质质地保证证了光学学电流互互感器的的运行可可靠性。5、光纤纤绝缘子子内绝缘缘技术:在明显显降低制制造成本本的条件件下,大大幅度地地提高了了绝缘安安全性。光学电流流互感器器在高压压电网具具有传统统电流互互感器无无法比拟拟的成本本优势。由于绝缘结构复杂,传统的电磁式电流互感器绝缘成本昂贵,并且随着电压等级的上升制造成本大幅度提升:220kV产品的成本为6.0万元人民币,500kV产品的成本高达25.0万
16、元人民币。对于1000kV特高压输电工程,根据中国电力科学研究院的推算,每台传统电磁式电流互感器的制造成本高达178万人民币,由于高压绝缘的技术困难,还不能保证电流互感器制造的技术可行性。哈工大研制的光学电流互感器,1000kV的制造成本仅仅30万元人民币,在保证绝缘安全性的条件下明显地降低了制造成本。为了保证证电网安安全运行行,电力力装备要要按一定定的时间间周期更更换。不不仅如此此,如上上所述,中中国电力力正处于于快速发发展阶段段,作为为重要电电力基础础装备的的电流互互感器需需求量很很大。目目前,中中国的互互感器市市场需要要总额为为每年880多亿亿元人民民币,其其中1110kVV以上电电压等
17、级级的电网网每年需需要3万万多台电电流互感感器,金金额超过过在300亿元人人民币。表表1是220055年度我我国1110kVV以上电电压等级级电网电电流互感感器的市市场容量量情况。在技术进进步的推推动下,电电力系统统开始了了数字变变电站的的建设工工作,未未来的变变电站都都将是数数字变电电站。作作为数字字变电站站的关键键装备,电电子式互互感器必必将取代代传统互互感器,成成为互感感器市场场的主体体,而光光学电流流互感器器是品质质最好的的电子式式电流互互感器。产业化目目标、任任务:建建设光学学电流互互感器制制造企业业,实现现领先的的光学电电流互感感器技术术的产业业化。经经过5年年建设,达达到155%
18、到220%的的市场占占有率目目标(高高压电流流互感器器市场),年年产值达达到5亿亿,年利利润达到到1亿。资金投入入分两个个阶段:产品化化阶段和和产业化化阶段。产品化阶阶段以小小批量生生产为基基础,目目的是提提升产品品质量,掌掌握制造造技术和和质量检检测技术术,得到到电力客客户的认认可;产产业化阶阶段迅速速上规模模,达到到企业的的利润指指标和产产值目标标。为了规避避风险和和保证经经济效益益,在产产品化阶阶段控制制投资规规模,产产品得到到电力客客户认可可后再大大幅度增增加投资资,以确确保公司司健康和和快速的的发展。建设期限限:第一一年完成成产品化化工作,第第二年进进入产业业化阶段段。也就就是第22
19、年开始始获得利利润。(四)项项目所需需投资产品化阶阶段的资资金需求求为:第1条生生产线3300万万元中间试验验及质量量检测系系统2000万元元流动资金金2000万元其他:1100万万元产品化阶阶段的资资金需求求为8000万元元。(五)项项目对我我省产业业发展的的带动作作用及可可获得的的经济、社社会效益益数字化时时代的到到来对包包括电力力系统在在内的工工业领域域将产生生重大的的变革性性影响。电电子式互互感器是是数字化化时代的的必然结结果,传传统的互互感器产产业必须须变革,否否则将被被时代淘淘汰。光光学电流流互感器器制造企企业适应应时代发发展。相相信本项项目的实实施会在在互感器器制造业业产生重重大
20、影响响,将为为促进产产业升级级做出重重要贡献献。电压等级级不同,光光学电流流互感器器的制造造成本不不同,销销售收入入也不同同。为了了方便计计算,这这里按每每台生产产成本44万人民民币计算算,销售售收入按按每台平平均7万万人民币币计算。如如此每台台平均利利润为33万元人人民币。得得到如下下结果:第1年。产产品化阶阶段。销销售2000台。生生产成本本为8000万元元,销售售收入为为14000万元元,利润润为6000万元元。第2年。产产业化阶阶段第11年。销销售10000台台。生产产成本为为40000万元元,销售售收入为为70000万元元,利润润为30000万万元。第3年。产产业化阶阶段第22年。销
21、销售20000台台。生产产成本为为80000万元元,销售售收入为为140000万万元,利利润为660000万元。按照每年年资金回回笼两次次计算,需需要如下下的流动动资金:第1年,4400万万元;第第2年220000万;第第3年440000万。以哈尔滨滨三大动动力企业业为龙头头,黑龙龙江省我我国重要要的电力力装备制制造基地地。本项项目的实实施,将将进一步步增强黑黑龙江省省电力装装备制造造业的实实力。光学电流流互感器器是高科科技产品品。将采用集集成制造造模式。就就是:控制核核心部件件的生产产,大部部分部件件通过外外协生产产。如此此,不仅仅本企业业可以产产生就业业机会,而而且可以以带动其其它企业业的
22、发展展,可以以进一步步扩大地地方的就就业机会会。3、碳纤纤维复合合材料高高压气瓶瓶(一)项项目提出出的背景景碳纤维复复合材料料高压气气瓶与传传统金属属材料压压力容器器相比,具具有重量量轻、压压力容限限高、可可靠性高高、失效效模式安安全等优优点。在在军事领领域,碳碳纤维复复合材料料高压气气瓶是飞飞行器动动力系统统的关键键组成部部件之一一。被广广泛地应应用在火火箭、卫卫星、导导弹、飞飞机、空空天飞行行器等航航空航天天系统上上,对减减轻飞行行器的整整体重量量,降低低发射成成本具有有重要意意义。民民用上,在在经济高高速发展展的现代代社会中中,气瓶瓶制造业业被认为为属于朝朝阳工业业范畴。对对气体能能源的
23、开开发存储储,新能能源汽车车的设计计制造有有着重要要的影响响。本项项目以碳碳纤维复复合材料料高压气气瓶为研研究对象象,开展展小极孔孔碳纤维维复合材材料高压压气瓶的的结构设设计、超超薄金属属内衬制制备、小小角度缠缠绕成型型工艺和和健康监监测等方方面的研研究工作作。在此此基础上上制备出出相比同同类型产产品重量量更轻的的碳纤维维复合材材料高压压气瓶。为为碳纤维维复合材材料高压压气瓶在在新型武武器装备备、航空空航天系系统、储储气领域域、新能能源汽车车上的应应用奠定定基础。(二)项项目来源源、水平平,用途途及应用用领域项目来源源于国家家“8633”重大专专项计划划大尺尺寸复合合材料高高压气瓶瓶研究。在在
24、该计划划的支持持下,项项目组首首次设计计和制备备出了带带有超薄薄钛合金金内衬的的小极孔孔碳纤维维复合材材料高压压气瓶。该该气瓶相相对同容容积、同同压力的的同类气气瓶减重重30%,减重重效果显显著。产产品经使使用单位位现场验验收满足足使用性性能要求求,已成成功应用用于某型型号飞行行器液体体发动机机的地面面试验,是是国内第第一个用用于挤压压式液体体火箭发发动机的的复合材材料高压压气瓶。目前,该该产品已已应用在在我国火火箭和导导弹液体体发动机机仅有的的两家研研制和生生产单位位,北京京航天动动力研究究所某型型号液体体火箭发发动机和和西安航航天动力力研究所所某型号号液体发发动机上上,并为为这些型型号稳定
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