【中信重工】解磨机衬板更换难题 中信重工承国家研发课题持续突破——“硬核创新力”之五

当发展的卷轴徐徐铺陈

日前，在自动化公司液压润滑车间，作为国家重点研发项目核心成果的七轴液压重载机械臂正进行小臂总成、腕部总成、大臂总成的装配，该机械臂预计于2026年1月底完成工厂下线，并交付莱州瑞海矿业有限公司。

与此同时，准备发往土耳其项目的2台六轴液压重载机械臂已完成整机调试，等待发运，届时将打破公司液压重载机械臂在欧洲市场的应用空白。

液压重载机械臂主要应用于重载抓取、搬运、装配和重型装备维护等领域。在矿山重型装备领域，矿物磨机是矿山关键核心装备。贴在磨机滚筒内壁上的衬板因长期经受钢球、矿石等硬物直接撞击和摩擦，需定期更换，属于高频率更换的易耗件（寿命仅3-4个月），而单件重量高达500-7500kg。在液压重载机械臂使用之前，衬板更换依赖“人工+吊车”的传统方式。这种作业模式在半封闭、潮湿、粉尘弥漫的恶劣环境中，不仅效率低下，而且使工人长期暴露在高空坠物、机械挤压等重大安全风险之中。

▲液压重载机械臂厂内试验

随着矿山行业加速向大型化、绿色化、智能化、高效化方向发展，这一传统作业方式已严重制约行业高质量发展，成为亟待攻克的行业“卡脖子”技术难题。在此背景下，自主研发高可靠性液压重载机械臂技术，实现重型、大部件的精准、高效、无人化更换，不仅是替代人工作业、消除安全隐患的迫切需求，更是大幅降低矿山企业运维成本，保证设备开机率的关键之举，大大推动矿山装备智能化升级。

▲换衬板机械臂在金堆城现场使用

针对行业痛点和难题，牵头承担国家重点研发计划“液压重载机械臂关键技术研究与应用验证”项目，整合高校、科研院所及企业的优势资源，组建由122名科研人员组成的专项团队，实现产学研合作创新。自2017年12月立项至2021年12月通过验收，历经四年技术攻关，项目团队攻克了液压重载机械臂在大负载、大尺度、高自由度、高精度与智能高效安全作业等领域的一系列关键技术难题，成功研制出具有完全自主知识产权的七轴液压重载机械臂系统，并持续研发出三轴、四轴、六轴、七轴液压重载机械臂等系列产品。

作为公司承担的国家重点研发计划的落地性成果，七轴2.5t液压重载机械臂是“十四五”期间的创新突出成果，标志着我国在重型机械臂的核心部件设计、智能控制算法与系统集成能力上，实现了从“跟跑”到“并跑”的跃升。

▲液压重载机械臂课题评价考核会议

该机械臂是国产抓取重量最大、悬臂行程最长的七轴液压重载机械臂，也是世界首套面向矿物磨机衬板换装的大尺度七自由度高精度智能液压重载机械臂。其最大抓取能力2.5t，有效工作半径3.44m，采用全液压驱动，运行效率高，操作灵活，具有工程手柄+辅助影像抓取系统（机器人视觉技术），可以实现多个关节同步运行。在技术创新上，项目团队创新提出了大负载高精度液压机械臂多约束综合设计方法，突破了大臂展、高精度、七自由度液压重载机械臂的综合设计难题，开发形成了满足不同用户需求的液压重载机械臂系列产品及衬板换装工艺，开创了“自主控制+人机交互”作业新模式，既保障作业精度，又筑牢安全防线。

▲七轴液压重载机械臂厂内试车

该液压重载机械臂于2022年3月，通过科技部高技术研究发展中心验收；2022年，荣获河南省科技进步一等奖，并通过河南省机械工程学会组织的科技成果鉴定，鉴定专家委员会认为整体技术达到国际先进水平。

核心技术突破引领市场拓展。在项目通过国家课题验收的当年，公司研发的2.5t七轴液压重载机械臂就获得大黑山钼业、湖南紫金锂业等客户的青睐，并陆续与公司签订订购合同。经现场实际应用验证，该液压重载机械臂的使用使衬板更换作业人数减少66.6%、单次换装时间缩短30%-55%。

创新无止境。继七轴2.5t液压重载机械臂成功应用后，公司加快研制更大规格的七轴4.5t液压重载机械臂、八轴6.5t液压重载机械臂、八轴8t液压重载机械臂，致力于打造覆盖全工况、全场景的液压重载机械臂产品体系。目前，七轴4.5t、八轴6.5t液压重载机械臂已完成研发设计即将进入试制阶段。