[01443620]小型挖掘机用斜盘式轴向柱塞变量泵关键技术的研发及产业化

在工程机械领域，虽然中国市场需求庞大，产能可观，但核心液压元件却主要依赖进口。国内小型挖掘机用高压柱塞变量泵基本被日本川崎、德国博世力士乐等外资企业垄断，产品不仅价格高，而且采购周期长，国内主机厂整机利润被大大压缩，严重制约了中国工程机械行业的稳健发展。据统计，2018年国内挖掘机液压核心元件试产配套需求超过150亿元，其中液压泵阀产品高达61亿元，进口需求替代极为迫切。高压柱塞变量泵国产化进程缓慢，主要瓶颈在于耐高压精密铸件制造困难、运动副摩擦磨损严重、噪声振动大、产品寿命短等多项核心技术难题难以突破。针对国产高压柱塞泵存在的重点难题，项目组在以下技术上形成了突破与创新： 1.耐压精密绿色铸造技术：①针对高压柱塞泵壳体对耐压特性、尺寸精度上的严苛要求，项目组开发了一种满足高端液压件强度、精度等级要求的多种微量元素组合的新型原料配方，铁液中40余种合金元素含量的波动范围严格控制在0.05％以内，保证了铸件强度、尺寸精度，提高了产品合格率。②运用混合全面型铸造工艺和快速原型(RP)技术，优化设计浇、冒口和浇道，减少了25％的材料损失，大幅减少铸件上缩孔、缩松等问题，同时降低了10％能耗，实现颗粒物排放≤100mg。 2.泵内关键摩擦副改性延寿技术：针对挖掘机大流量复杂工况，高压柱塞泵内旋转组件的球面配合是保证其密封性的关键环节，这对柱塞泵的耐磨性提出了极高的要求。①项目组研究了双金属浇注技术并应用于泵缸体的制造中，在缸体表面复合一层减小摩擦的青铜，提升泵的耐磨性能。②项目组攻克了滑靴一次收口成型技术，减小了球铰副窜动间隙，提高了临界拖靴力。 3.紧凑型电比例控制技术：项目组开发了一种新型的柱塞泵功率控制装置及其控制方法，其特点都是在一定的工作压力范围内，通过功率控制使得泵的输出功率恒定。其优点在于结构简单，零件加工难度低，批量加工成本低、误差小、变量灵活。 4.高压柱塞泵减振降噪技术：项目优化了泵内关键零件的固定和支撑方式，提高了传动过程中的振动衰减速度，开发了一种高精度油压平衡结构，在配流盘上设计了消音槽，大幅降低其噪音水平。 该项目累计申请国内外专利共40项，其中16项发明专利，6项PCT专利，18项实用新型专利。项目已获得授权发明专利9项，PCT专利2项，实用新型专利6项；项目产品已形成年产2万台以上的生产规模，销售收入累计超2亿元。在打破外资垄断的同时为国内主机客户节约了上亿元采购成本，并大大缩短采购周期。 该项目的顺利开展及产业化，大大缩短了与国际同类顶尖产品的代差，首次把国产小型挖掘机的液压系统压力等级由25MPa(中低压)提升到32MPa，全面改善了国内高端液压元件受制于人的窘迫局面。项目产品于2016年12月通过了中国工业机械联合会组织的新产品和科技成果鉴定，产品关键技术指标处于“国内领先、国际先进水平”，并被中国工程机械工业协会授予“创新产品白金奖”，被省工信厅认定为省首台(套)重大装备和关键部件。