日立UH30型挖掘機主件國產化改造的實踐

tags:    時間:2014-03-11 13:16:33
日立UH30型挖掘機主件國產化改造的實踐簡介
    日立UH30型挖掘機主件國產化改造的實踐 歐陽新群 王國文中國水利水電第七工程局,四川郫縣,611730  1982年,我局先後引進……
日立UH30型挖掘機主件國產化改造的實踐正文
    日立UH30型挖掘機主件國產化改造的實踐 歐陽新群 王國文
中國水利水電第七工程局,四川郫縣,611730


1982年,我局先後引進了日立建機株式會社生產的UH30型全液壓挖掘機5台,斗容量:正鏟為4.4m3,反鏟3m3。這5台設備不僅承擔了四川銅街子水電工程的全部沙石骨料(水上和水下)的開採任務,而且在主體工程中的土石方開挖和圍堰施工中也發揮了較大的作用。

眾所周知,進口設備的零部件不僅進貨周期長,而且價格昂貴,使維護成本大大增加。由此,激發了我們使用國產件的思路。本文記述的就是我們對該機從運行初期的易損部件到運行後期的主要部件實施國產化改造的實踐,供國內同行參考。

1 對柴油發動機的國產化改造


UH30型液壓挖掘機上原配有兩台五十鈴E120型發動機,每台功率為147.1kW(轉速為2000r/min),最大扭矩為800N.m(轉速為1400r/min)。我們在國內柴油發動機生產廠家尋找類似產品。經過若干次比較后,最終選定杭州柴油機廠生產的X6130型柴油發動機,其額定功率為147.1kW(轉速為2000r/min),最大輸出扭矩為785N.m(轉速為1400r/min)。該發動機不僅性能較接近原件,而且改裝起來比較方便省事,輔助裝置好配置,價格也比較合理。通過單機改裝、試驗成功后,已將其餘4台同類型挖掘機全部改裝完畢,投入運行多年後,尚未發現有不適之處。

2 對液壓系統主要元件的國產化改造


UH30型液壓挖掘機每台發動機通過減速器驅動兩台斜盤式變數泵(主泵)和一台斜軸式定量泵(第三泵)。因此,該機主液壓系統共有6台油泵供油。機車行走機構由4台斜軸式油馬達驅動,上盤迴轉由兩台曲柄連桿式徑向柱塞油馬達驅動。主油路的油通過伺服壓力操縱分配閥和主換向閥,使其進入相應的執行元件,以實現行走、迴轉和工作裝置的動作。該機採用高壓系統,主安全閥調定壓力為22.56MPa。由於配備了兩個相互獨立的雙迴路液壓系統,因而工作可靠,操作靈活,維修方便。

對液壓系統主要元件實施國產化改造的有:動力元件——主泵、第三泵和伺服泵;執行元件——行走馬達、迴轉馬達和作業裝置的各種油缸;輔助元件——全車液壓(軟)管等。

2.1 主泵


原機主泵為KVC925DP3斜盤式軸向柱塞泵(一室雙泵),排量105mL,最高轉速2280r/min,額定壓力22.56MPa,恆功率變數。該泵的滑靴及壓板磨損最快,缸體、柱塞和配流盤也有不同程度的磨損。我們在對上述磨損件進行修復的同時,考慮國產替代品。根據原泵為一室雙泵的結構特徵,初選ZBN型變數雙泵,但效果不很理想。後來考慮一室一泵,兩泵均用管路連接的方案實施。選用貴液廠的A7V160LV2.0斜軸式軸向柱塞泵,其排量為160mL,最高轉速2100r/min(實際使用時,調至1500r/min),額定壓力調定為22.56MPa,恆功率變數。原泵為升速傳動,考慮到國產泵的轉速不宜過高以及國產泵排量較大等因素,我們把新泵的運轉速度定在1500r/min。為了保持原機各動作速度不變,重新設計傳動比,自行加工減速器。

2.2 第三泵


原機第三泵為PF50型斜軸式定量泵,排量為50mL,轉速為發動機轉速的0.94倍。選用國產ZB-H50FXK斜軸式定量泵,額定工作壓力、轉速和排量都與原泵相同。該泵為貴液廠為其它類型的液壓挖掘機開發的產品,使用情況很好,一次定型。

2.3 迴轉油馬達和迴轉機構


原機迴轉馬達為SX508BM型曲軸連桿式徑向柱塞馬達,排量為1510mL,最高轉速300r/min,額定扭矩4.6kN.m。該馬達的主要故障是連桿鞍座表面合金層脫落。我們選用上海東海船廠生產的ZM80型油馬達,其排量為1600mL,轉速280r/min,額定扭矩為4.5kN.m。因國產馬達和原機馬達的技術參數比較接近,故原減速機構可用,只將國產油馬達輸出軸的聯接鍵進行了修改。

本機上下盤間的迴轉軸承為直徑2m內圈與迴轉齒圈一體的滾珠軸承。運行幾年後,發現有金屬屑排出,經解體檢查是滾道表面金屬大面積剝離,最深達2mm,滾珠表面也有不少剝蝕斑點。經測繪后委託洛陽軸承廠加工。於1992年前5台車已按先後順序更換上了國產軸承,至今使用良好。兄弟施工單位獲悉后,也已採用該軸承。

2.4 行走油馬達及行走機構


原機行走油馬達為MFGB105N型斜軸式定量馬達(配雙級行星減速器和制動器),排量105mL。我們選用國產油馬達為ZB-H107FK型斜軸式定量油馬達,排量為107mL。原行走減速器尚可使用,僅將其輸出軸加以修改。

行走機構的「四輪一帶」,我局同湖北咸寧工程機械廠合作研製成功后,該廠已於1994年向我局供貨。

2.5 液壓油缸


該機液壓油缸共有7種,使用中不僅密封件、導向套等易損件更換困難,而且還出現軸承破碎、缸筒裂紋等現象。經測量,這7種油缸僅大臂油缸缸徑與國產標準系列不符。原機大臂油缸缸徑為φ225mm,國標系列缸徑與之相近的有φ220mm,比原機小5mm。經過推拉力和動作速度計算比較,變化值均在原設計允許範圍內,可以選用。

原機油缸設計的活塞空套在活塞桿上,活塞桿的拉力完全由壓緊螺母承受,因此,該螺母的擰緊力矩為38.6kN.m,拆卸時需製作剛性較大的支架及其它專用工具,很麻煩。現改成活塞與活塞桿螺紋連接,螺母只起防松作用,這樣的結構拆卸維修就比較方便了。

經過近兩年時間的測試、設計、合作和改進后,該車正反鏟工作裝置的7種油缸均全部實現國產化,並且使用效果良好。各種油缸的主要技術參數,結構尺寸和易損部件圖紙等均已全部彙編成冊,作為四川永川油缸廠的正式產品,可隨時訂貨供應。

2.6 液壓軟管的國產化改造


由於液壓軟管使用一段時間后橡膠要老化或局部易損傷等原因,工作時容易爆裂,需常儲備用。因此,我們與瀘州液壓附件廠聯合測繪全車液壓軟管,並彙編成冊,由該廠定點供貨,從而滿足了全局5台UH30型液壓挖掘機液壓軟管的使用需要。

3 工作裝置國產化改造


(1)斗齒是挖掘機的易損部件。該機引進初期使用隨機購來的斗齒,隨後委託國內生產廠家生產加工。由於原機斗齒與牙床採用彈性銷連接結構,因此,在挖掘過程中容易掉齒,特別是在水下作業期間,斗齒掉后找不回來,使用起來很不方便,消耗量大。根據現場使用情況,需要修改設計,重新製作牙床焊在鏟鬥上,將斗齒與牙床採用卡銷連接,這樣,使用起來安全可靠,更換也較方便,且在我局廠內加工,降低了生產成本。此項改進我局還擴大應用到其它類型的挖掘機上,這樣,使局內幾種類型的液壓挖掘機的斗齒可以相互通用。

(2)由於水下沙卵石開挖對鏟斗磨損很快,因此,我們要自行測繪加工製作了5套反鏟斗投入使用,以便隨時進行循環修補。原來引進時,5台UH30型液壓挖掘機只配一套反鏟加長臂,滿足不了多機同時使用加長臂的要求。根據工程需要,我們自行加工製作了兩套反鏟加長臂進行水下作業和圍堰拆除工作。實踐證明,以上我們設計製造的這些零部件,在工程施工中投入使用后,運行良好。

4 結 語


在對UH30型挖掘機的主要部件進行國產化改造后,我們曾進行了技術經濟比較。通過綜合測試發現,改造后的整機性能基本達到原機技術性能指標。不可否認,國產元件的使用壽命低於進口件,但進口件的單價卻比國產件高出很多。參見表1,進行經濟效益分析后,一目了然。

表1 國產件和進口件經濟效益比較表

項 目 單價/萬元 大修時間/h 進口件 國產件 進口件 國產件 發動機 70 10 9000 7000 液壓泵 80 12 9000 7000 迴轉馬達 52 7 7000 5000 行走馬達 48 4 7000 5000 迴轉軸承 45 11 18000 已運行
10000
綜上所述,對UH30型挖掘機主部件進行國產化改造工作是成功和有益的。它不僅滿足了工程施工需要,還創造了比較明顯的綜合經濟效益,同時,也為我局其它進口機械的國產化改造工作提供了寶貴的經驗。
Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “日立UH30型挖掘機主件國產化改造的實踐