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静液压推土机严重跑偏故障排查分析

  • 发布时间:2020-07-27 10:54
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 作者:关祥龙 杨丽霞 余丽艳
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【概要描述】我公司新研制的某型静液压推土机在使用过程中,其行走液压系统出现严重跑偏故障,本文就此类故障进行原因排查分析,可作为后续推土机故障处理及质量稳定性的依据。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

【概要描述】我公司新研制的某型静液压推土机在使用过程中,其行走液压系统出现严重跑偏故障,本文就此类故障进行原因排查分析,可作为后续推土机故障处理及质量稳定性的依据。

  • 分类:工程技术
  • 作者:关祥龙 杨丽霞 余丽艳
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 发布时间:2020-07-27 10:54
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  摘要:我公司新研制的某型静液压推土机在使用过程中,其行走液压系统出现严重跑偏故障,本文就此类故障进行原因排查分析,可作为后续推土机故障处理及质量稳定性的依据。

  关键词:静液压推土机;行走液压系统;严重跑偏;同步;

  1 故障现象

  我公司新研制的某型静液压推土机具有操作舒适、机动性强,高效等优点,目前已批量投入市场,备受客户认可。在市场投入初期该型推土机多次出现行走严重跑偏故障,严重影响用户使用及市场销售情况。严重跑偏是指推土机操作行走手柄下达直线行驶命令后,推土机在行走短距离内就发生大角度的偏离情况,如下图所示。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图1 推土机严重跑偏示意图

  2 静液压推土机行走功能介绍

  我公司静液压推土机行走液压系统采用两套独立闭式液压系统进行左右两侧动力驱动,如图2所示。每套闭式系统包括一个电控变量泵、一个电控变量马达等,马达带有速度传感器,用于监测马达实际输出转数,泵和马达上面带有控制排量变化的比例电磁阀,其根据接受到控制器的电流信号来完成泵和马达排量的调节,其中泵排量与控制电流成正比例关系,马达排量与电流成反比例关系。也就是闭式液压系统根据控制器信号进行相关车速的输出,在整车开始行走时随档位的变化(一般情况下F1~F10代表前进的10档位),泵的排量从0 开始增大,同时马达的排量保持为最大以提供最大的扭矩。随着车速增大,泵的排量逐渐增加到最大后,开始减小马达的排量以获得更高的车速,此时泵的排量维持最大不变,其中泵马达排量随车速变化趋势如图3所示,从图可知泵和马达衔接点在4档 (泵排量达到最大,马达排量开始减小)。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图2 静液压驱动系统分布

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图3 变量泵、变量马达排量与车速关系

  静液压推土机行走功能的完成除了液压系统部件外,电气零部件是必不可少的,比如行走电控手柄,显示器(从中可以查看发动机转数、档位信息及左右马达输出转数等信息)、控制器等,他们与液压系统结合共同完成推土机行走动作输出过程。简化的行走操纵控制原理如图4所示。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图4 控制原理

  为了防止两套闭式系统输出不一致问题,在整机控制策略中设置了同步同能,其作用就是整车直线行驶时,保证两侧变量马达输出转速同步,防止跑偏,也就是所谓纠偏功能。其方法就是:行驶时,控制器对左右侧变量马达转速传感器的输出脉冲分别进行计数累加,并持续比较,一旦出现差值,将通过控制器进行调节快的那一侧的电流来消除差异,原理如图所示:

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图5 同步功能

  3 故障分析

  根据市场故障反馈统计可知严重跑偏现象又存在不同的表现形式,通过对严重跑偏故障总结主要分为三种情况,下面主要通过三个案例进行相关分析。

  3.1低速时严重跑偏

  在推土机验证推土时出现严重左跑偏现象。并且测试左右侧行走液压系统压力,F4档时左侧压力正常,右侧(后泵)达到36Mpa正常情况约8MPA左右。同时同步功能处于开启状态。

  为了排除外在负载对液压系统的影响及更准确测试输出数据,需将推土机支车(关闭同步功能)进行测试,发现F4/R4档时,右侧履带转速明显高于左侧。通过读取马达转速发现,在大油门、F4档情况下,马达已经达到了最高转速3300多转/分,为最大车速时马达正常输出转数。测试F1到F3时,右马达转速随着档位升高而升高(F2时,右马达2300、左马达650),说明泵排量随档位变化而变化,泵本身调节不存在问题,此时右侧马达转速一直远高于左侧马达。同时测试F4到F9过程右侧马达转速不再变化,一直维持在最高转速上,说明右马达排量F4档后不再根据信号变化进行排量调节。判定为右马达一直处在最小排量没有复位,马达排量控制机构存在卡滞问题如图6位置所示,经过对马达电磁阀拆检发现电磁阀阀芯处存在铁屑,导致阀芯卡滞,马达维持最小排量无法复位。支车状态下测试右泵压力10.5Mpa,远小于不支车压力值 ,是由于推土机处于非正常性转弯状态下,左侧马达相当于加载状态,导致右侧系统高压。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图6 马达控制机构

  3.2高速时严重跑偏

  从市场反馈某台静液压推土机工作2000h出现严重右跑偏故障。此类故障与案例一现象相反,低速时车速正常,当行驶速度在F4当以上时出现跑偏现象,并且随着车速档位升高跑偏程度越严重。

  支车后测试发现在F4档位以下时,左右马达输出转数基本一致,说明泵排量调节整正常,并且马达都处于最大排量状态。但随着档位升高后两侧马达差据变大,左侧马达速度继续升高,右侧速度随着档位升高变化不大维持在1400r左右。当达到最高F10时,左侧马达输出为2600r/min。为了更准准的反应左右两侧闭式液压系统输出情况将整车同步功能关闭,结果是右侧速度不变,左侧达到约3000r/min属于最高速的正常范围,将同步功能关闭后可以判定左侧系统无问题,至于两次测试速度相差400r/min是由于同步同能将左侧液压系统的电流进行纠偏处理(正常情况下纠偏功能纠偏能力是有限的)的结果。对于右侧闭式系统故障可以判定为马达变量机构无动作。再进一步分析与马达变量机构动作有关的部件。可能的原因有两个,1为电磁阀阀芯卡滞在原位不动作。2.电磁铁故障,导致电磁力不够导致阀芯不动作。综合分析及检测方便性来进行,首先排查电磁铁是否故障,通过检测电磁铁电阻发现现场电阻无穷大,正常值28欧姆左右。现场经过更换电磁铁后,恢复正常。此故障原因即为电磁铁故障导致马达不能变量,导致高速时严重跑偏。

  3.3高低速时严重跑偏

  此类故障发生在对推土机其他机械故障检修恢复后,起车行走推土机向左严重跑偏,推土机低速、高速全过程都存在,并且此类故障已经发生好几例。

  针对此故障,现场低速(低于F4)试车观察推土机实际输出情况,右侧马达输出能达到理论值,可认为右侧低速时正常,而左侧马达实际输出小于理论值,可判定泵输出流量有问题(马达处于小排量,左侧输出会比右侧块,与实际现象相悖)。读取故障时泵电流,发现左侧泵电流明显小于理论值,导致泵排量达不到要求值。

  为了进一步确认是否控制器或泵内部硬件问题,进行了高速(泵最大排量,马达最小)F10档试车,同时检测控制器电流输出,发现电流能够达到最大排量时对应电流,而左马达电流要大于理论电流值,即马达排量比理论大,而右泵和马达电流基本正常。从高速试车及F4-F10区间车速是变化的,说明泵、马达硬件本身不存在问题。综上所述,低速时左泵电流低于理论值,高速时左马达电流高于理论值,并且右泵马达与理论值保持一致,这与控制策略中同步功能相矛盾,从图5可知同步功能会根据左右马达输出转数差别,进行电流调节,而现实情况右侧闭式系统电流与正常值一致,没有发生变化,从而有理由怀疑是否由于同步功能故障导致此类现象。进而将同步功能关闭试车,发现严重跑偏现象基本消失,长距离试车,发现轻微偏移,可认为跑偏原因是同步功能故障导致。但更换控制器后(同步功能程序是在控制器内部),开启同步试车故障依然存在,关闭同步功能后功能基本正常,说明同步功能故障不是由于控制器控制内部原因,进一步分析导致同步异常原因也可能是输入信号错误导致,即传感器采集信号有问题。最终检查发现左右马达速度传感器线束插反,即在完成推土机维修后对马达线束恢复时插反。由于线束插反,右侧速度比左侧快,导致控制器端口接收信号是左侧比右侧块,在进行纠偏调整时,对左侧进行了降速处理(正确应对右侧调整),在同步功能纠偏作用下推土机越纠越偏。其中取消同步,长距离测试有轻微偏移,也说明左右侧闭式系统输出是有差别的。

  4.结论

  通过市场反馈,目前静液压推土机严重跑偏主要由以上原因导致,重要对象主要集中在马达本身的排查。其中对于电磁阀阀芯卡滞主要是油液清洁度不过关导致,油液清洁度要重点关注。对于电磁铁故障导致高速跑偏故障,根据行业统计电磁铁本身发生的故障非常低,但在市场中用户经常对推土机改装进行焊接操作,存在焊接时大电流对电磁铁损坏的可能性。所以焊接时需要将电器件接插件拔掉。第三种主要是人为原因导致的,零部件本身不存在问题。针对这种原因建议在对设备进行维护时对涉及到的线束进行标记,防止恢复时插错。

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日前,由中国机械工业联合会、中国机械冶金建材工会联合主办的2020“邀博杯”首届全国机械工业设计创新大赛暨表彰大会在苏州圆满举行。中联重科凌云系列泵车以其在“轻量、节能、安全、高效、智能”等方面的多项创新设计,从参赛的750多件产品中脱颖而出,荣获产品创新金奖;电动曲臂式高空作业平台、切段式甘蔗联合收获机荣获产品创新铜奖。 
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日前,由中国机械工业联合会、中国机械冶金建材工会联合主办的2020“邀博杯”首届全国机械工业设计创新大赛暨表彰大会在苏州圆满举行。中联重科凌云系列泵车以其在“轻量、节能、安全、高效、智能”等方面的多项创新设计,从参赛的750多件产品中脱颖而出,荣获产品创新金奖;电动曲臂式高空作业平台、切段式甘蔗联合收获机荣获产品创新铜奖。 
2021-01-14
庞源租赁蝉联全球塔机总吨米数第一
庞源租赁蝉联全球塔机总吨米数第一
记者从庞源租赁了解到,据英国KHL集团《国际塔机与专业设备》杂志公布的全球塔机总吨米数数据,庞源租赁以7049台塔机,总吨米1,462,105吨米位列第一。这是继去年庞源租赁以总吨米1,161,158吨米位列第一后的再度蝉联。
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记者从庞源租赁了解到,据英国KHL集团《国际塔机与专业设备》杂志公布的全球塔机总吨米数数据,庞源租赁以7049台塔机,总吨米1,462,105吨米位列第一。这是继去年庞源租赁以总吨米1,161,158吨米位列第一后的再度蝉联。
2021-01-14
南方路机干粉砂浆生产设备获评工信部第五批制造业单项冠军产品
南方路机干粉砂浆生产设备获评工信部第五批制造业单项冠军产品
近日,中华人民共和国工业和信息化部、中国工业经济联合会公布了第五批制造业单项冠军企业和单项冠军产品及通过复核的第二批制造业单选冠军企业(产品)名单。福建南方路面机械股份有限公司干粉砂浆生产设备获评第五批制造业单项冠军产品。  
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近日,中华人民共和国工业和信息化部、中国工业经济联合会公布了第五批制造业单项冠军企业和单项冠军产品及通过复核的第二批制造业单选冠军企业(产品)名单。福建南方路面机械股份有限公司干粉砂浆生产设备获评第五批制造业单项冠军产品。  
2021-01-04
重塑新格局 共赢大未来 中联重科成套矿山机械产品隆重发布
重塑新格局 共赢大未来 中联重科成套矿山机械产品隆重发布
12月18日,以“新格局,新模式,共赢未来”为主题的中联重科成套矿山机械产品发布会在长沙隆重举行。中联重科矿山机械3大产品线、7大类别共31台套产品闪耀亮相。智能化、大型化、成套化的矿山产品集体亮相,充分展示了中联重科在矿山机械领域雄厚的研发制造实力,也展现了中联重科可为广大行业客户提供一体的矿山设备供应方案的能力与决心。  
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12月18日,以“新格局,新模式,共赢未来”为主题的中联重科成套矿山机械产品发布会在长沙隆重举行。中联重科矿山机械3大产品线、7大类别共31台套产品闪耀亮相。智能化、大型化、成套化的矿山产品集体亮相,充分展示了中联重科在矿山机械领域雄厚的研发制造实力,也展现了中联重科可为广大行业客户提供一体的矿山设备供应方案的能力与决心。  
2020-12-18
马达加斯加驻华大使点赞中联重科 期待深化合作
马达加斯加驻华大使点赞中联重科 期待深化合作
近日,马达加斯加大使罗班松·让·路易及大使夫人、商务参赞安得里亚纳所络·阿德里安一行莅临中联重科,先后参观了中联重科麓谷工业园产品展示坪和工程机械馆等,并与中联重科海外公司常务副总经理李宾座谈交流。 
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近日,马达加斯加大使罗班松·让·路易及大使夫人、商务参赞安得里亚纳所络·阿德里安一行莅临中联重科,先后参观了中联重科麓谷工业园产品展示坪和工程机械馆等,并与中联重科海外公司常务副总经理李宾座谈交流。 
2020-11-13
廖玉平:大力发展装配式建筑,打造建筑产业互联网平台
廖玉平:大力发展装配式建筑,打造建筑产业互联网平台
近年来,我国建筑业持续快速发展,建造能力不断增强,产业规模不断扩大。2019年,全国建筑业总产值达到24.8万亿元,实现增加值7.09万亿元,占GDP比重达到7.16%。建筑业持续快速发展,为国民经济持续稳定健康发展,城乡建设居民民生改善等做出了重要贡献。近期,住建部建筑市场监管司副司长廖玉平在中国数字建筑峰会2020上表示,住建部未来将重点推动装配式建筑发展、加快打造建筑产业互联网平台等,实现到
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近年来,我国建筑业持续快速发展,建造能力不断增强,产业规模不断扩大。2019年,全国建筑业总产值达到24.8万亿元,实现增加值7.09万亿元,占GDP比重达到7.16%。建筑业持续快速发展,为国民经济持续稳定健康发展,城乡建设居民民生改善等做出了重要贡献。近期,住建部建筑市场监管司副司长廖玉平在中国数字建筑峰会2020上表示,住建部未来将重点推动装配式建筑发展、加快打造建筑产业互联网平台等,实现到
2020-10-15
科技硬核实力!中联重科塔机、履带吊获评国家制造业单项冠军产品
科技硬核实力!中联重科塔机、履带吊获评国家制造业单项冠军产品
2021-02-19
钱七虎院士:北京东六环改造工程风险总体可控
钱七虎院士:北京东六环改造工程风险总体可控
1月22日,北京东六环改造工程项目召开西线隧道工程专家研讨会,为“京华号”盾构机顺利始发、西线隧道工程顺利贯通把关谋策。钱七虎院士等与会专家认为,工程盾构选型正确,施工组织方案合理、可行,施工过程中的安全风险辨识全面、分析到位,采取的措施和预案合理可行,并对工程面临的诸多技术挑战提出了相应建议。股份公司总工程师雷升祥参加会议并讲话。
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1月22日,北京东六环改造工程项目召开西线隧道工程专家研讨会,为“京华号”盾构机顺利始发、西线隧道工程顺利贯通把关谋策。钱七虎院士等与会专家认为,工程盾构选型正确,施工组织方案合理、可行,施工过程中的安全风险辨识全面、分析到位,采取的措施和预案合理可行,并对工程面临的诸多技术挑战提出了相应建议。股份公司总工程师雷升祥参加会议并讲话。
2021-01-22
中铁机械院架桥机获评中国制造业单项冠军产品
中铁机械院架桥机获评中国制造业单项冠军产品
12月21日,国家工业和信息化部以及中国工业经济联合会共同公布第五批制造业单项冠军企业(产品)名单,中铁机械院架桥机被认定为中国制造业单项冠军产品。中铁机械院架桥机全国领先的地位得到国家认可,中铁机械院架桥机行业第一的品牌影响力得到官方认证。  
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12月21日,国家工业和信息化部以及中国工业经济联合会共同公布第五批制造业单项冠军企业(产品)名单,中铁机械院架桥机被认定为中国制造业单项冠军产品。中铁机械院架桥机全国领先的地位得到国家认可,中铁机械院架桥机行业第一的品牌影响力得到官方认证。  
2021-01-04
苏子孟会长发表2021新年贺词
苏子孟会长发表2021新年贺词
2020年,全行业发展的创新驱动力继续加强,产业结构进一步优化,企业研发、制造、管理和服务水平大幅度提高,人才资源的作用日益发挥,重大技术装备成果丰硕,产品品质质量和用户满意度持续升高,智能化转型和绿色发展成效明显,工程机械行业“十三五”规划的主要目标和任务顺利完成,可持续发展能力显著增强。
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2020年,全行业发展的创新驱动力继续加强,产业结构进一步优化,企业研发、制造、管理和服务水平大幅度提高,人才资源的作用日益发挥,重大技术装备成果丰硕,产品品质质量和用户满意度持续升高,智能化转型和绿色发展成效明显,工程机械行业“十三五”规划的主要目标和任务顺利完成,可持续发展能力显著增强。
2021-01-04
“砼心砼力 智造未来”——中国工程机械工业协会混凝土机械分会暨中国工程机械学会混凝土机械分会2020年年会在湖南湘潭召开
“砼心砼力 智造未来”——中国工程机械工业协会混凝土机械分会暨中国工程机械学会混凝土机械分会2020年年会在湖南湘潭召开
12月25日~26日,中国工程机械工业协会混凝土机械分会暨中国工程机械学会混凝土机械分会2020年年会在伟人故里湖南省湘潭市召开。本届年会由中国工程机械工业协会指导,中国工程机械工业协会混凝土机械分会、中国工程机械学会混凝土机械分会主办,三一重工股份有限公司协办,砼商网、《建设机械技术与管理》杂志、工程机械品牌网作为媒体支持。2020年,混凝土机械上下游全体同仁,在危机中育先机,于变局中开新局,加
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12月25日~26日,中国工程机械工业协会混凝土机械分会暨中国工程机械学会混凝土机械分会2020年年会在伟人故里湖南省湘潭市召开。本届年会由中国工程机械工业协会指导,中国工程机械工业协会混凝土机械分会、中国工程机械学会混凝土机械分会主办,三一重工股份有限公司协办,砼商网、《建设机械技术与管理》杂志、工程机械品牌网作为媒体支持。2020年,混凝土机械上下游全体同仁,在危机中育先机,于变局中开新局,加
2020-12-26
杨萍:基础设施投资的当前形势和未来展望
杨萍:基础设施投资的当前形势和未来展望
尽管受疫情影响较大,但从今年总体的经济形势看,中国经济已经实现了正增长,预计全年将实现增长2%左右。中国宏观经济研究院研究员杨萍指出:“在经济稳步向好的过程中,从我们经常提到的“三驾马车”来看,最终消费对经济的贡献是负的,投资则对经济增长发挥了关键性作用。”“两新一重”的基础设施建包括三个方面,一是加强新型基础设施建设,发展新一代信息网络,助力产业升级;二是加强新型城镇化建设,大力提升县城公共设施
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尽管受疫情影响较大,但从今年总体的经济形势看,中国经济已经实现了正增长,预计全年将实现增长2%左右。中国宏观经济研究院研究员杨萍指出:“在经济稳步向好的过程中,从我们经常提到的“三驾马车”来看,最终消费对经济的贡献是负的,投资则对经济增长发挥了关键性作用。”“两新一重”的基础设施建包括三个方面,一是加强新型基础设施建设,发展新一代信息网络,助力产业升级;二是加强新型城镇化建设,大力提升县城公共设施
2020-12-21
“全国劳动模范”中联重科喻乐康:做科研领域极致工匠
“全国劳动模范”中联重科喻乐康:做科研领域极致工匠
日前,全国劳动模范和先进工作者表彰大会在北京举行,中联重科建筑起重机械公司副总经理、研究员喻乐康荣获“全国劳动模范”称号,这是喻乐康继2013年获国家科技进步二等奖、2014年入选“全国优秀科技工作者”、“国家百千万人才工程专家”及2015年获国务院政府特殊津贴专家等称号之后获得的又一国家级荣誉。  
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日前,全国劳动模范和先进工作者表彰大会在北京举行,中联重科建筑起重机械公司副总经理、研究员喻乐康荣获“全国劳动模范”称号,这是喻乐康继2013年获国家科技进步二等奖、2014年入选“全国优秀科技工作者”、“国家百千万人才工程专家”及2015年获国务院政府特殊津贴专家等称号之后获得的又一国家级荣誉。  
2020-12-08
苏子孟当选为中国工程机械工业协会会长 着力打造高水平自主可控供应链体系 推进工程机械产业强国建设
苏子孟当选为中国工程机械工业协会会长  着力打造高水平自主可控供应链体系  推进工程机械产业强国建设
中国工程机械工业协会六届一次会员代表大会在江苏常州召开。苏子孟当选为第六届理事会会长,吴培国当选为秘书长。近年来工程机械行业稳步发展,经济效益持续提升,新技术、新产品和重大工程应用成为新亮点,工业互联网在工程机械领域应用进一步深化,推动了以智能制造、智能产品、智慧管理为抓手的转型升级。  习近平总书记近几年先后视察中铁装备、徐工集团、山河智能,为工程机械企业加强品牌建设、壮大实体经济和创新发展做出
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中国工程机械工业协会六届一次会员代表大会在江苏常州召开。苏子孟当选为第六届理事会会长,吴培国当选为秘书长。近年来工程机械行业稳步发展,经济效益持续提升,新技术、新产品和重大工程应用成为新亮点,工业互联网在工程机械领域应用进一步深化,推动了以智能制造、智能产品、智慧管理为抓手的转型升级。  习近平总书记近几年先后视察中铁装备、徐工集团、山河智能,为工程机械企业加强品牌建设、壮大实体经济和创新发展做出
2020-11-21
吉尼斯世界纪录日:由中国企业创造的最长、最大、最高装备你都知道吗?
吉尼斯世界纪录日:由中国企业创造的最长、最大、最高装备你都知道吗?
【编者按】当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。工程机械作为中国装备制造产业重要的组成部分,戮力创新,于变局中开新局,书写了中国制造新篇章。作为全球高端装备制造领军者和行业科技创新引领者,中联重科聚焦智能制造,勇闯科技创新“无人区”,持续引领行业技术革新。在2020年“吉尼斯世界纪录日”到来之际,本期“勇闯科技‘无人区’”专题报道,让我们走近世界吉尼斯纪录里的中联重科明星产品
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【编者按】当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。工程机械作为中国装备制造产业重要的组成部分,戮力创新,于变局中开新局,书写了中国制造新篇章。作为全球高端装备制造领军者和行业科技创新引领者,中联重科聚焦智能制造,勇闯科技创新“无人区”,持续引领行业技术革新。在2020年“吉尼斯世界纪录日”到来之际,本期“勇闯科技‘无人区’”专题报道,让我们走近世界吉尼斯纪录里的中联重科明星产品
2020-11-19
【独家原创】看建雄安 未来之城拔节生长
【独家原创】看建雄安 未来之城拔节生长
作为雄安新区开发建设的先行区容东片区,已从图纸走入现实。建设者们加足马力,施工现场热火朝天,每一点变化、每一项进展都令人振奋。容东片区规划面积12.7平方公里,规划人口约17万人,担负着首期居民征迁安置的重要功能。 
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作为雄安新区开发建设的先行区容东片区,已从图纸走入现实。建设者们加足马力,施工现场热火朝天,每一点变化、每一项进展都令人振奋。容东片区规划面积12.7平方公里,规划人口约17万人,担负着首期居民征迁安置的重要功能。 
2020-10-20

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