液压挖掘机用高压多路阀铸件清砂工艺的研究

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2013年 9月第 41卷 第 17期机床与液压MACHINE T00L＆ HYDRAULICSSep．2013Vol_41 No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．17．024液压挖掘机用高压多路阀铸件清砂工艺的研究熊艳伦，魏洪波，陈荣(广州市蕴泰精密机械有限公司，广东广州510530)摘要 ：阐述了工程机械中液压挖掘机用高压多路阀清砂的意义 ，通过对现有清砂技术的分析，制定出从铸件一打磨一震动清砂一抛丸一中压气体吹一加工一冲洗的清砂工艺路线，并在实际生产中得到了成功应用。

关键词：工程机械；液压挖掘机；高压多路阀；清砂工艺中图分类号：TH134 文献标识码：B 文章编号：1001—3881(2013)17—091～3Hydraulic Excavator with High Pressure Valve Casting Sand RemovingTechnology ResearchXIONG Yanlun，WEI Hongbo，CHEN Rong(Guangzhou Yuntai Precision Machinery Co．，Ltd．，Guangzhou Guangdong 510530，China)Abstract：The significance of removing sand in high pressure multiple control valves used for hydraulic excavator in constructionmachinery was expounded．Through analysis of the existing sand removal technology．a technology process from casting polishingshock sand removing—}shot blot— medium pressure gas blowing—}machining— flushing was worked out．It is applied perfectly inactual production.

Keywords：Construction machinery；Hydraulic excavator；High pressure multiple control valves；Remove sand process在我国，液压挖掘机的发展严重制约着我国工程机械行业的发展，主要原因是由于挖掘机用的高压多路阀等关键核心液压元件完全依赖进口这一局面造成的。目前国内有不少企业正在研制挖掘机用高压多路阀，高压多路阀的铸造、清砂、加工已经成为多路阀实现国产化的主要技术瓶颈。因此，对高压多路阀的铸造、清砂、加工工艺的研究对实现高压多路阀国产化有着重要意义。作者主要以多路阀清砂不干净对液压系统的影响为出发点，阐述清砂工艺的重要性，通过研究制定出可行的清砂工艺路线，解决目前多路阀阀体清砂存在劳动强度大、环境污染严重、清砂效率低的问题 。

1 高压多路阀清砂的目的从图 1可以看出，高压多路阀在挖掘机中处于液压元件的核心位置，充当挖掘机大脑的作用，与执行元件相连接，并直接控制执行元件的动作情况。

在挖掘机中，多路阀的加工精度要求非常高，阀芯外表面和阀孔的内表面的表面光粗糙度 Ra在 0．2m以上的精度，阀芯与阀孔的配合间隙在0．018 1TIm以内，这就要求多路阀必须清砂干净，如果多路阀清砂不干净就有可能由于砂粒的问题导致多路阀出现卡阀现象，导致多路阀无法复位，致使挖掘机不能正常工作。多路阀清砂不干净砂粒容易随着液压油进入到图 1 液压挖掘机液压元件的供油关系简图阀芯与阀孔的配合接触面处，使阀芯与阀孔的表面拉伤，导致多路阀内漏增大，致使执行元件出现掉臂或是整机无力的现象发生，多路阀质量的好坏直接影响到挖掘机的工作效率，因此多路阀清砂干净是保证多路阀正常安全工作的重要前提。高压油缸的尺寸精度、形位精度以及活塞与缸筒内孔、活塞与缸盖内孔的配合间隙的精度要求非常高，油缸缸筒的内表面、活塞表面的粗糙度 。达到0．2 m以上的精度，因此要求油缸缸筒内表面、活塞表面不能有任何的划痕、拉伤等影响油缸正常工作的缺陷。当油缸缸筒有砂粒的时候，很容易引起油缸缸筒拉伤，导致密封件收稿日期：2012—09—06基金项目：广东省中国科学院全面战略合作项Et(2010B090301006)作者简介：熊艳伦 (1985一)，男，学士，工程师，从事液压元件设计与开发工作。E—mail：wendi一1985###163．corn。

· 92· 机床与液压 第41卷受损，引起油缸的内漏 ，直接缩短 了油缸 的使用寿命 ，严重的导致油缸无法工作。因此 ，高压多路阀清砂干净 ，是保证高压油缸正常使用的前提；对于行走马达和回转马达 ，如果高压多路阀清砂不干净，砂粒随液压油进入到马达缸体中，直接造成柱塞与缸体的磨损，加大了马达的内漏，严重降低了马达的机械效率。因此，高压多路阀清砂干净，也是保证行走马达和回转马达正常工作的前提。

另外，如果高压多路阀清砂不干净，砂粒随液压油通过执行元件或是经过多路阀直接回到油箱，首先会使回油滤油器堵塞，造成回油背压增大，导致回油不畅的现象发生；其次，当砂粒进入到油箱后，随液压油从油箱到达液压泵，会使液压泵的柱塞与缸体受损，直接降低泵的容积效率，缩短泵的使用寿命。

从以上分析可知，高压多路阀清砂干净是液压挖掘机正常工作的重要前提，是提高液压元件使用寿命的重要保证之一。因此，国内想要实现挖掘机用高压多路阀的产业化的同时，必须攻克清砂这一技术瓶颈。

2 高压多路阀清砂干净与否的标准国内液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标 (JB／T 7858-2006)中规定，要求多路阀内腔污染物质量不得大于表 1中的数值。

表 1 多路阀内腔污染物质量等级通径／mm 污物质量／mg 通径／mm 污物质量／mg10 25+14N 25 50+31Ⅳ15 30+l6Ⅳ 32 67+47N20 33+22Ⅳ注：，v为多路阀的联数按照通过用冲洗液对整个多路阀冲洗，然后通过对冲洗液中杂质质量的提取来对高压多路阀进行清洁度的评定 ，首先对环境的要求比较高，另外这在实际工作中要求对多路阀阀体清洗的难度比较大，原因在于高压多路阀油道结构 (图2)复杂，特别是一些暗油道 (图3)，容易存在冲洗不透彻的现象。

图2 多路阀复杂油道图 3 多路阀油道另外对于一个全新 的多路 阀产品，清砂是否干净，可以通过定量液压油的试验，购买全新的液压油，通过检测液压油的洁净度，假设液压油的标定等级是NAS9级，如果把多路阀装上去经过一段时间的运行 (模拟高压多路阀实际工作情况)，再检查液压油的洁净度，如果液压油的洁净度下降到 NAS10级或是下降到 NAS11级，证明该多路阀清洁度达不到标准 ，如果液压油基本维持在 NAS9级 ，说明多路阀清洁度达到要求。

3 对目前采用的清砂方案的研究目前铸件的清砂主要有振动清砂 、抛丸清砂 、喷丸清砂、电化学清砂以及水爆清砂等几种方法。

对于振动清砂，其原理是由周期振动的落砂栅床将铸件抛起，然后铸件自由下落与栅床相碰撞，砂型破碎，实现铸件与砂型分离。

图4所示为某公司设计开发的偏心振动落砂机 ，通过振动使砂粒和铸件脱离开，然后利用中压气体将阀体吹干净即可。优点是对铸件没有损伤，清砂方便，通过振动还可以释放铸件存在的一部分内应力。

振动落砂前后阀体如图5、6所示。

851一机架 2一 电机 3一皮带 4一弹性元件 卜 凸轮机构6一落砂栅床 7一铸件 8一导向装置图4 偏心振动落砂机