逃离安逸的道路

一个新的废料处理者回答了业界闻所未闻的要求。

Brooks Stevens与Fiber-Tech合作,将Exodus最初的车身和驾驶室外观设计理念转化为完整的工程解决方案。
Brooks Stevens与Fiber-Tech合作,将Exodus最初的车身和驾驶室外观设计理念转化为完整的工程解决方案。

这一切都始于2007年。Exodus Machines Inc., Superior, WI,由Bruce Bacon创立,他是Genesis Attachments的联合创始人,为金属回收行业生产移动剪切机。到12月,布鲁斯已经加入了吉姆·坎贝尔(现在是制造副总裁)和格雷格·培根(Greg Bacon,销售、服务和营销副总裁),建立了一个商业计划,并开始进行客户研究和可行性研究,以建造专门建造的轮式物料搬运机。

“当我们走出去与客户群体交谈时,我们发现他们对其他物料处理商的制造商对待他们的方式不满意。这些机器制造商都在美国以外的地方,他们的交货周期很长,更换零件和服务的成本很高。客户也觉得他们对设备新功能的建议没有被听取,”格雷格·培根说。

随着行业的既定需求,Exodus Machine Inc.于2008年4月正式成立。公司决定永远不会出售给外部公司,利润分享和对当地慈善机构的贡献是公司章程的一部分。

仅仅一个月后,该公司的第一位员工、首席工程师亚当·本尼斯(Adam Bennis)开始了机器设计和开发的工作。该公司与当地供应商和设计公司合作开发了MX447;事实上,整个机器是威斯康星州制造的,是唯一一个在美国设计和制造的轮式物料处理机

机器的规格

从白板设计开始,我们花了数百个小时采访机器操作员、维护人员、设备所有者和管理人员,以确定设计参数和机器功能。该机器的设计是灵活的,以适应各种类型的操作人员在废金属回收的目标市场。培根说:“当我们进入其他市场,如海滨或木材处理行业时,我们将为他们量身定制一台机器,但目前我们专注于废金属回收。”

该公司得到了一个难得的机会,可以从头开始制造这台机器。为了确保耐久性,工程师们使用了有限元分析(FEA)和应变片测试,设计了连续焊接、连续倒角和斜角的机器结构,以减少应力集中。超大的销和衬套被用于超出行业要求。

在机器产量低的情况下,很难找到供应商,Exodus也不例外。培根说:“有时只有一两家制造商能够为我们提供我们正在寻找的组件,而他们通常希望大批量销售。”

最难找到供应商的部件之一是机器的轮轴。寻找替代品,出埃及决定使用行星轮驱动,而不是传统的传动箱和后端齿轮箱与驱动轴连接到车轮端。他说:“我们觉得这样做的结果是我们推出了更好的产品,所以这对我们很有利。”

出埃及的MX447拥有约翰迪尔9.0升,275马力三级兼容发动机系统与帕克igan计算机系统相结合。IQAN系统监测液压泵压力、阀门位置、流体温度以及电子输入和输出。发动机诊断包括故障代码和液压压力峰值,可以通过调制解调器跟踪到经销商或车主,也可以通过车载系统进行监控。整个机器集成了电子控制系统,允许根据特定废品场所需的特性为每个客户定制基础平台。

Parker还为其负载敏感控制阀提供后补偿,以实现油的共享,并提供预补偿,以便在不超过减压的情况下运行较低的压力功能。两台75加仑/分钟(gpm)博世力士乐泵在4,800 psi的压力下共同为机器提供150 gpm的主要功能。

博世力士乐专有摆动系统是一个具有专用41 gpm泵和控制器的闭环系统。客户发现平稳,快速而可控的臂臂摆动是一个巨大的特点,在竞争设备模型中看不到。动臂气缸具有再生能力,以提高燃油效率和生产率。

培根说:“使用废料处理机,你想要尽可能多的覆盖范围。”吊杆是笔直设计的,允许操作人员将负载尽可能地提高。出埃及式臂架的长度约为50.5英尺,向上延伸约64英尺。例如,臂架的长度对于作业人员来说非常重要,可以将尽可能多的材料堆叠到碎纸机附近。此外,很多船厂都在城市地区,没有太多土地,所以他们必须把废料堆得很高,而不是很宽。”

驾驶员驾驶室设计

在出埃及MX447的驾驶室结构是独特的行业和许多越野机器。Exodus与Fiber-Tech(一家位于wi - fi Franksville的玻璃纤维复合材料部件制造商)进行了对话,为打捞场装卸员生产驾驶室和车身外壳。

2009年1月,Fiber-Tech公司接洽了Brooks Stevens公司,这是一家位于WI Allenton的设计公司,具有设计、原型、FEA测试和工程方面的能力。由于Brooks Stevens之前在起重机式车身设备方面的经验,以及Fiber-Tech需要帮助解决项目的快速周转需求,因此与Brooks Stevens进行了接洽。

布鲁克斯史蒂文斯被选中采取最初的设计概念,由Exodus提供的车身和驾驶室外观,并把它们变成一个完整的工程解决方案。该项目需要与Fiber-Tech和Exodus的产品开发团队进行整合,以高效协作和生产驾驶室结构,并最终生产车身外壳。

Brooks Stevens团队的独特之处在于使用玻璃纤维作为驾驶室结构,因为该公司习惯了传统的钢驾驶室用于起重机应用。Brooks Stevens的项目经理Scott Micoley解释道:“驾驶室将采用玻璃纤维管状框架结构设计。”

Brooks Stevens的首席项目工程师Jeff Wierschke补充道:“这给了我们一个独特的机会,让出租车更具有汽车的形状,这是我们过去无法做到的。”“这让我们创造了一辆非常有吸引力的出租车。”

玻璃纤维材料的使用也使Exodus实现了他们所设想的前瞻性风格。“我们不想让我们的第一个突破机器看起来四四方方的和基本的。人们对新一代机器的外观印象深刻,虽然这只是第一步——显然机器也必须表现出来——但这确实有助于激发他们学习机器的兴趣。它给人的印象是机器将会很好,”培根说。

联合驾驶室设计项目需要三家公司进行大量的沟通。《出埃及记》中有一个既定的外观视觉设计,但细节还没有制定出来,比如将驾驶室安装到框架或机械系统上。室内设计也没有建立;只有关键的驾驶室内部部件,如座椅、主控制器、操纵杆和igan显示器必须纳入设计。

Brooks Stevens总裁乔治•康斯坦塔基斯(George Konstantakis)表示:“我们对待这个项目的方式与其他出租车项目一样,都是关注运营商。”通常情况下,公司从运营商的角度向外工作;这个项目简单地要求设计师使用他们的尺寸和附件参数从外部开始,然后向内工作。

考虑到紧凑的开发时间表,布鲁克斯史蒂文斯工业设计师工作迅速,从缩略草图直接进入CAD。在这一阶段,用钢结构框架原型制作的人体工程学研究buck被用作设计参考。

然后将这些设计草图转移到Alias Autodesk Surface Studio进行内部表面建模,并与Exodus团队一起创建设计评审的可视化效果图。然后将数据直接导入Pro-E进行最终的工程开发。

从这一点上,Brooks Stevens工程团队直接与Alias表面合作,创建所有的内部组件。这些内罩需要后侧细节,允许组件组装到钢结构,并允许管道和电缆管理系统运行在所有面板后面。这需要与Fiber-Tech团队频繁沟通,以获得他们的专业知识,以决定最佳的连接点以及面板断点,以简化面板和控制系统的组装。

正如Exodus所发现的那样,玻璃纤维成型的设计限制非常少,给了设计工程师无限的选择。玻璃纤维不仅是一种耐腐蚀和防锈材料,非常适合设备经常暴露在户外的越野应用,而且在很大程度上由于材料的吸声能力,它还有助于降低驾驶室噪音。

Micoley说:“在寿衣和覆盖物、装配、服务通道和结构需求等方面,Exodus有几个技术障碍和要求。”“由于时间框架的限制,我们需要进行大量的来回沟通,以确保每个人都能在开发阶段保持一致,并解决过程中出现的任何问题。”

该驾驶室比一般的装卸车驾驶室更高、更宽、更深,驾驶室的四个角都有粘性安装,用于隔声和隔振。排气消声器可降低30%的排气噪音。防刺穿安全玻璃,过滤加压空气,使操作人员安全舒适。

一项正在申请专利的地面访问功能使操作人员可以轻松地从驾驶室进出,而驾驶室是现场受伤的头号原因。培根说:“北美没有任何一家物料搬运设备制造商拥有像我们这样可以降低到地面并上升到空中的驾驶室。”

驾驶室从机器底座抬高是金属回收行业常见的。这使得操作人员可以看到卡车和火车集装箱,以及材料堆的顶部和碎纸机料斗内部。机器的鸟瞰视图对于工人的最佳生产力至关重要。

驾驶室垂向地面是《出埃及记》独有的。该功能是在对行业专业人士和客户的采访中提出的,他们希望解决进出损伤问题,并简化驾驶室结构的清洁和护理。驾驶室的整体运动是略微向前,然后向下延伸,因此驾驶员总是知道他或她将在哪里着陆。它是危险的操作人员,以及潜在的有害机器从废料堆上掉下来。

发动机系统盖

Brooks Stevens/Fiber-Tech合作伙伴为Exodus MX447解决的第二个项目是发动机盖。人们可能会认为,与空白的驾驶室设计相比,这些组件更容易设计和制造,但事实证明,这比预期的要困难得多。封面很大,大约12英尺长,并不是典型的直封面。

Wierschke说:“由于机器的整体尺寸,Exodus为我们提供了一个面板设计,要求发动机盖垂直打开,这样机器就可以从顶部和侧面工作。”在铰链的大小和面板盖下的支撑结构方面存在许多挑战,以允许面板在机器工作时保持打开。面板的形状要求布鲁克斯·史蒂文斯设计特殊的铰链,最终形成了一个六连杆系统。在此阶段,Brooks Stevens Engineering与Stabilus US密切合作,选择合适的气体弹簧,以充分支持大型发动机盖的重量。

设计中的其他考虑因素包括确保发动机系统得到适当冷却的气流。

诞生于通过开放的沟通和创新的有效合作,出埃及MX447L回答了一个可访问的,易于定制的材料处理机为废料行业的呼吁。参与其中的三家公司能够迅速推出机器解决方案,这对任何项目来说都是惊人的壮举,更不用说从头开始的开发了。“这个项目进行得非常顺利,因为我们的团队、Exodus和Fiber-Tech之间有很好的沟通,”Micoley说。

这表明,如果客户没有得到他们想要的设备和服务,最终会有人找到一种方法来满足他们的需求。出埃及记已经卖出了37台机器,下一个尺寸更大的机器版本将于7月左右推出,两个尺寸更小的版本将有不同的机身风格。

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