朱 軍

（臨安東方滑動軸承有限公司）

1 前言

目前液壓工業(yè)在國內(nèi)發(fā)展迅猛，經(jīng)歷了五十年的發(fā)展，從無到有，已成為機(jī)械、設(shè)備不可缺少的基礎(chǔ)工業(yè)，但是起步較晚，發(fā)展緩慢，我們與國外相比還有一定差距，特別國外先進(jìn)液壓泵進(jìn)入中國市場后，國內(nèi)的液壓泵急需更新?lián)Q代。根據(jù)液壓泵工作原理，液壓元件是以油液為流體的工作介質(zhì)，油泵內(nèi)各元件相對摩擦副的配合表面質(zhì)量，加工精度和粗糙度要求比較嚴(yán)格，而且元件表面形狀也很復(fù)雜，往往生產(chǎn)液壓元件的一般產(chǎn)品已滿足不了高壓、高效、高精度油泵市場的需要。

2 結(jié)構(gòu)型式改進(jìn)后配油盤的研發(fā)

高壓雙聯(lián)子母葉片泵VQ系列適用于工程機(jī)械，尤其是行走的挖掘機(jī)、叉車等設(shè)備場合，VQ系列泵它由定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配油盤等主要元件組成，浮動側(cè)板 （配油盤）元件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，確保不能因?yàn)檩S向間隙過大而引起的內(nèi)泄露而增大，從而保證了容積效率，其自身的結(jié)構(gòu)型式可以自動補(bǔ)償間隙，調(diào)節(jié)壓力平衡，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的性能優(yōu)勢，早期國產(chǎn)液壓泵是靠鑄造端蓋密封。由于長期嚴(yán)重磨損后，油泵油壓、功率嚴(yán)重降低、工作效率大大降低振動噪音大、壽命短等缺陷凸顯出來。泵體結(jié)構(gòu)元件改進(jìn)后，增加前后配油盤精密液壓元件，配油盤是控制液體流動方向，安裝在相鄰葉片的側(cè)面，它有吸油窗口和壓油窗口，主要是在液壓中起到高、低壓油路分配作用，同時(shí)既可起到密封又可起到減摩效果。延長了元件的使用壽命，維修方便，經(jīng)濟(jì)性特別明顯。消音效果極好。

3 新材料的選用

3．1 鑄造工藝選用的材料

目前液壓行業(yè)生產(chǎn)配油盤企業(yè)，通常大多采用傳統(tǒng)的鑄造工藝方式生產(chǎn)，這種傳統(tǒng)離心澆注鑄造工藝的缺點(diǎn)是：耗能大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，環(huán)境污染等缺點(diǎn)。液壓元件配油盤較多都是按鑄造工藝選擇合金材料成分：如有QPb7－7－3；ZCuSn10Pb的銅合金及鉛錫青銅牌號等材料，這些材料物理性能、潤滑性能、耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度和結(jié)合牢度都比較差。已不適合高速、高壓、高溫情況下油泵的使用要求。

3．2 冷沖壓工藝材料的研究與確定

VQ系列葉片泵油泵工作溫度要求一般在80℃至120℃之間，通常使用在比較惡劣的工作環(huán)境，如礦山機(jī)械、工程機(jī)械等設(shè)備，往往在120℃以上高溫狀況下工作。

我們采用JF800C和JF850等雙金屬粉末冶金燒結(jié)板材，經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)。最高溫度分別達(dá)260℃和170℃，抗拉強(qiáng)度大于250N／mm2和200 N／mm2，疲勞強(qiáng)度125MPa，合金表面摩擦系數(shù)小于0．12，具有耐高溫、抗疲勞、柔韌性好等特點(diǎn)，大大提高了抗咬合、抗疲勞性能，應(yīng)用在泵上的元件使泵的效率更高，使用壽命延長，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)此材料還適用于冷沖壓生產(chǎn)工藝，并且金相組織呈微顆粒結(jié)構(gòu)見圖 （1）、 （2），在200℃極限溫度下進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，使用32＃潤滑油，載荷3．5N／mm2，線速度0．4m／s，磨損量是0．01mm，其材料合金的潤滑摩擦效果和機(jī)械性能良好。

應(yīng)用雙金屬粉末冶金燒結(jié)的板材，加工量很少，節(jié)約原材料，利于環(huán)保節(jié)能。

另外，還有汽車行業(yè)滑動軸承軸瓦采用多元金屬鍍、涂覆技術(shù)來提高表面性能，目前也有在液壓元件側(cè)板、配油盤合金表面采用涂覆技術(shù)提高元件的表面質(zhì)量和性能。

圖 （1）×100

圖 （2）×100

4 配油盤結(jié)構(gòu)型式加工工藝研發(fā)

圖 （3）

油泵在工作時(shí)產(chǎn)生一個(gè)封閉空間，通常叫閉死容積，閉死容積的變化產(chǎn)生油壓沖擊和氣蝕現(xiàn)象，就是困油現(xiàn)象，為了消除困油現(xiàn)象的危害，在配油盤壓油窗前端，按元件自身的結(jié)構(gòu)其合金表面上，要求設(shè)計(jì)各種三角棱錐型油槽 （眉毛槽）見配油盤元件附圖 （3），其作用是液壓油通過三角棱槽的阻尼作用原理，減緩了流量及壓力脈沖，壓力油平穩(wěn)運(yùn)動，降低了噪音和震動，按葉片泵配油盤的結(jié)構(gòu)要求，對配油盤元件的眉毛槽、環(huán)形槽及各種通油孔、油窗等諸多加工難度和特點(diǎn)，研究先進(jìn)的生產(chǎn)工藝方式，促進(jìn)產(chǎn)能提高，解決液壓泵市場急需，有著十分重要的意義。

5 精密側(cè)板、配油盤工藝路線研究

利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、CAD、數(shù)控加工中心等先進(jìn)的加工技術(shù)手段。才能制造高質(zhì)量、高精度元件，讓用戶用到放心的產(chǎn)品。

冷沖壓成型工藝路線研究如下：沖壓落料外形→沖壓定位基準(zhǔn)沉孔→合金面壓制各種槽→沖孔→精沖→外形擠壓拉光→平面去毛刺→兩平面加工→電火花穿孔→雙端面加工兩平面→清洗→檢驗(yàn)→包裝→入庫→交付。

工藝特點(diǎn)：

采用冷沖壓成型工藝，生產(chǎn)的側(cè)板、配油盤合金表面形狀較復(fù)雜液壓零件，生產(chǎn)效率高，表面密度、原材料的硬度和摩擦性能較大提高和改善，缺點(diǎn)是沖壓模具質(zhì)量和精度要求特別高，模具壽命比較短，成本大。

加工中心工藝路線研究如下：沖壓落料外形→沖壓定位基準(zhǔn)沉孔→數(shù)銑分配油窗、孔→精銑成形→機(jī)去毛刺→數(shù)控中心加工各種油槽→兩平面加工→電火花穿孔→精研磨兩平面→超聲波自動清洗→檢驗(yàn)→包裝→入庫→交付。

工藝特點(diǎn)：

采用數(shù)控銑床和加工中心加工側(cè)板、配油盤表面形狀較復(fù)雜液壓零件工藝，產(chǎn)品表面和外觀質(zhì)量有較大提高和改善，沖壓模具使用壽命長，成本投入比較低，缺點(diǎn)是加工工裝、夾具質(zhì)量和精度要求特別高，生產(chǎn)效率比較低。

6 冷沖壓模具材料的選用與優(yōu)缺點(diǎn)

冷沖壓模具的材料一般選用國內(nèi)生產(chǎn)的硬質(zhì)合金模具鋼Cr12MoV，經(jīng)過長期試用，經(jīng)常出現(xiàn)崩裂，磨損嚴(yán)重，模具質(zhì)量和精度滿足不了工藝需要。目前我們選用的日本進(jìn)口SKD11模具鋼，生產(chǎn)制造的沖壓模具，質(zhì)量和精度比較符合工藝要求，模具壽命延長了五倍之多，但進(jìn)口模具鋼成本較為昂貴。

7 產(chǎn)品質(zhì)量控制和保障手段

我們從2002年開發(fā)液壓泵高精密配油盤、側(cè)板等產(chǎn)品以來，在生產(chǎn)制造中，與專業(yè)設(shè)備廠共同研發(fā)高精密PFG－306AH數(shù)控雙端面磨床和引進(jìn)進(jìn)口平面精研磨設(shè)備，配置加工中心，數(shù)控銑床、數(shù)控車床等主要專用設(shè)備，保證加工質(zhì)量。

通過實(shí)施ISO／TS16949質(zhì)量管理體系，按體系要求和零件特殊特性配備了重要檢測儀器，三坐標(biāo)測量儀，影像儀，粗糙度儀，性能試驗(yàn)臺等重要檢測設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了加工工藝檢測質(zhì)量保證，確保優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品出廠。

幾年來，克服了高精密配油盤表面復(fù)雜形狀的平面度、平行度、粗糙度、消音性能等加工技術(shù)難題。在材料選用、工裝模具研發(fā)及產(chǎn)品檢測手段等技術(shù)加工保障能力都得到了較大進(jìn)步。液壓元件側(cè)板、配油盤品種越來越多的，需求量越來越大，產(chǎn)品質(zhì)量、精度要求越來越嚴(yán)格。

1．《液壓件制造工藝學(xué)》錢祥生、徐鴻本主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版

2．《液壓元件制造工藝學(xué)》劉震北 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版

3．《內(nèi)燃機(jī)滑動軸承》李柱國 主編 上海交通大學(xué)出版