随着国家对环保和安全生产要求日趋严格，传统矿山的爆破开采模式逐步被禁止，使用大吨位破碎挖掘机开采成为新选择。基于岩石硬度和生产效率的要求，钎杆直径≥200mm破碎锤需求量大。外资品牌多采用70吨以上挖掘机配套该规格破碎锤，整机购车及使用维护成本高昂。国内采用50吨破碎挖掘机，存在生产效率低、油耗高、可靠性低等问题。因此开发一系列节能高效的大吨位破碎专用挖掘机，具有显著的经济效益、社会效益和战略意义。
创新突破 解决行业共性技术难题
山东临工工程机械有限公司作为我国工程机械行业的领先企业，针对矿山破碎作业的特点，形成通过突破整机动力匹配、液压流量控制、整机热管理、强振动下的整机可靠性和舒适性等行业共性关键技术进而开发破碎专用液压挖掘机的总体思路。研发团队打破了挖掘机的发动机与液压主泵匹配的传统方法，行业首创智能控制的双液压泵阀体外合流系统，满足大规格破碎锤流量需求；同时提出了全新的流量智能控制策略，满足破碎锤流量的差异化需求。针对打锤工况“作业3小时，停机冷却1小时”的行业痛点，一方面采用基于模糊闭环控制算法的智能散热控制策略，同时优化机舱结构布局，提高气体流动传热效率，提高整机散热能力，液压油温降低10℃以上；另一方面，开发了基于泄漏量感知的智能流量补偿技术，保证了持续作业时的稳定性。
通过技术创新，实现50吨级挖掘机平台匹配200mm钎杆破碎锤，且整机工作效率提高10%以上，整机油耗降低10-15%。经鉴定，该项目在液压挖掘机破碎领域的关键技术及主要性能指标达到国际领先水平。
发动机与主泵功率匹配示意图
破碎锤电控系统架构
集成创新 打造矿山破碎专业平台
矿山破碎施工危险重重，环境恶劣，破碎振动大，对设备的可靠性和稳定性要求高。研发团队利用计算机仿真分析及拓扑优化技术，获得整机结构件及工作装置的最优结构分布，实现等强度设计，扛冲击性能更强。优化驾驶室隔振性能，降低整机振动和破碎作业冲击的传递。运用声品质分析技术，优化声音粗糙度、响度等指标，提升听觉感受。另外，防翻滚防落物驾驶室、防撞梁、安全网、防护网，各种措施有效保护机器和驾驶员的安全。
矿山复杂的施工条件导致设备的维修保养也是一大难题。研发团队设计开发了全开式的发动机机罩，各保养点集中布置，更换简单方便。液压油箱配双回油滤芯，过滤面积大，回油对滤网冲击小，保养周期长。直流盒子式空气滤清器，集成了预滤器，过滤直径小，容灰能力强，满足了矿山施工便捷的要求。
悬置解耦优化过程
替代进口 助力工程机械迈向高端
依托多项创新手段，成功打造了适用于矿山的大吨位液压破碎专用挖掘机平台，实现对国外大吨位产品实现越级替代，产品的技术指标达到或超越国际先进水平。因技术先进、效益突出，先后荣获2020年山东省“省长杯”工业设计大赛金奖、2021年度山东机械工程创新设计一等奖、2022年机械工业科学技术奖二等奖等多项大奖。
目前，该成果已实现产业化应用，并完成50、60、65、70、75吨产品系列化布局，广泛应用于各类基础设施施工、矿山开采作业等领域，提高了生产安全性和环保性，且售价较国外同类产品降低30%以上，大幅提升了国产大吨位破碎产品的市场占有率，累计实现销售2400余台，销售收入超50亿元，取得了良好的经济效益和社会效益。
