摘 要：液壓挖掘機結(jié)構(gòu)型配重以其經(jīng)濟、環(huán)保等特性正逐漸取代整體鑄造配重。結(jié)構(gòu)型配重是指通過一定工藝手段成型殼體，在殼體內(nèi)腔澆灌特定比例混合物，并且在工藝方案實施時加強過程管理控制，利用新型工藝方案加工而成配重。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)型配重；澆灌；過程管理

0 引言

配重是液壓挖掘機重件之一，隨著社會進步，工業(yè)發(fā)展，越來越多公司對其制造提出了新的要求。現(xiàn)階段液壓挖掘機整體鑄造配重已經(jīng)不符合經(jīng)濟、環(huán)保等生產(chǎn)要素。伴隨企業(yè)對生產(chǎn)成本的控制，結(jié)合國家對企業(yè)環(huán)保的要求，很多廠家已經(jīng)采用結(jié)構(gòu)型配重，降低成本。所謂結(jié)構(gòu)型配重是指利用板材通過模具成型、焊接等手段成型配重殼體，在殼體內(nèi)腔灌裝混凝土、生產(chǎn)廢鋼等達到設(shè)計要求，從而合理利用廢棄資源，降低能源消耗，控制生產(chǎn)成本，達到高效、經(jīng)濟、環(huán)保等生產(chǎn)要求。

配重外觀因參與整機造型，故必須模具成型。鑄造型配重存在以下幾方面缺點：①鑄造工藝繁瑣，耗時較長。鑄造時熔煉廢棄鋼材能源消耗較大，并且工藝方案對于鑄造時產(chǎn)生的熱量控制困難，冷卻后精度亦不容易保證。②環(huán)保、經(jīng)濟性差。③設(shè)計改進對工藝方案影響巨大。

該優(yōu)化方案利用模具成型外殼，通過焊接筋板加強剛度，然后添加背板，以形成相對封閉的倉。通過該思路，可以減少能源消耗，最大限度地降低設(shè)計變更帶來的影響。由傳統(tǒng)的熱鑄加工改為新型工藝（模具成型、焊接）加工。

1 結(jié)構(gòu)型配重內(nèi)腔澆灌工藝方案簡述

1.1 澆灌總要求以液壓挖掘機9.2噸重配重為例，根據(jù)設(shè)計，殼體內(nèi)腔體積約為1.5m3，配重殼體成型總重0.65T。經(jīng)理論計算，綜合比重5.7T/m3。以常規(guī)生鐵為例，其比重約為7-7.8T/m3，水泥比重3.6-4.2T/m3。參考發(fā)現(xiàn)，因其綜合比重較大，故灌裝技術(shù)方案難度較大，需要進行部分實驗及詳細理論計算核實最終澆灌工藝方案。

1.2 實測結(jié)構(gòu)性型配重殼體內(nèi)腔體積。因添加筋板等工藝手段，為保證強度與質(zhì)量，殼體體積與理論計算值存在誤差。所以有必要以排水法實測殼體。具體操作如下：墊高殼體，用木楔堵住底部八個排水孔，記錄水表讀數(shù)，然后通過塑料軟管接通水表與殼體，進行灌水，待水灌滿至殼體上部澆灌口讀取水表讀數(shù)，計算內(nèi)腔體積。

1.3 確定澆灌混合物最終配比?？紤]此次填充料重量與體積參數(shù)，決定采用鋼丸（直徑3mm）、水泥、及生鐵塊（體積要求≤0.001m3）進行澆灌。利用實驗數(shù)據(jù)計算，澆灌混合物綜合比重取5.7T/m3，最終配比方案如下（用W代替重量）：

W水：W水泥=1：2

W水泥混合物：W鋼丸=1：3

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可以計算得到鋼丸與水、水泥最終混合物（后面均以“特定混合物”代替）綜合比重約為4.22-4.4T/m3，此處計算以最小值4.2 T/m3計算，生鐵塊比重取值7.5 T/m3計算：假設(shè)V1為特定混合物體積，V2為生鐵塊體積，則列方程式如下所示：

4.2V1+7.5V2=8.55

V1+V2=1.5

計算得到：V1=0.82m3；V2=0.68m3

則特定混合物重量為3.444T，生鐵塊重量為5.106T。以實驗配比計算需要鋼丸重量2.583T，水泥574kg（取50kg/包，即12包 ）。

1.4 澆灌工藝方案。①將配重水平放置（安裝座朝下），分別從各填充孔添加混制好的水泥與鋼珠混合物，約300kg，然后填入生鐵塊一層（間隙需要用小體積鐵塊盡量填實），再澆入混合物一層，震動泵震實，如此堆積（堆積時要盡量使兩端重量均勻，保證配重中心線達到要求），直到填充至內(nèi)腔配重安裝孔上端面平行，要求稱重達到1.83T（若重量低于預測值，則需要添加小塊鐵塊增重），詳細記錄過程各數(shù)據(jù)，及時填寫下述表1（配重澆灌過程控制卡一）、表2（配重澆灌過程控制卡二）。②在第一步基礎(chǔ)上整齊擺放一層生鐵塊，間隙用小鐵塊填實，加入混合物（堆積時要盡量使兩端重量均勻，保證配重中心線達到要求），震實至配重高度1/2處，稱重要求達到3.97T（若重量低于預測值，則需要添加小塊鐵塊增重），詳細記錄過程各數(shù)據(jù)，及時填寫表1、2；如此重復，按照表1、2要求，詳細記錄各稱量位置處重量，并及時調(diào)整填充方法，直至最終澆灌結(jié)束。③清理現(xiàn)場，整理記錄數(shù)據(jù)。④待72h水泥凝結(jié)之后，去除填充口砂石，封堵填充口。再次稱重，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，待檢查合格之后交庫。

表1

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][測量位置

755mm

606mm

457mm

308mm

159mm

5mm][理想重量

2.5T

1.5T

1.5T

1.36T

1.26T

1.06T][占比

27.2

16.4

16.4

14.8

13.7

11.5][體積m3

0.5

0.3

0.297

0.27

0.25

0.21][稱量重量][填充料記錄][備注][配重澆灌過程控制卡一][備注][①測量位置是指從澆灌口至澆灌平面距離；

②占比是指每層填充體積占總體積比例 ]

表2

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][測量位置

755mm

606mm

457mm

308mm

159mm

5mm

備注][理想重量

2.5

4

5.5

6.86

8.12

9.2][稱量記錄][調(diào)整][調(diào)整方案][調(diào)整后變化][備注][配重澆灌過程控制卡二][測量位置是指從澆灌口至澆灌平面距離]

2 結(jié)構(gòu)性配重加工工藝方案過程控制重點

① 在保證重量達到圖紙要求時，要使構(gòu)件重心處于合理位置，殼體兩側(cè)需均勻添加填充混合物。②因該配重綜合比重較大，添加廢鐵體積不宜過大，并且每層與每層之間間隔要保證水泥漿填充。實驗完畢需要做碰撞實驗進行驗證。③澆灌過程中要及時稱重，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。與過程控制卡不符時，及時調(diào)整填充方案，保證質(zhì)量合格。④在澆灌過程中，注意攪拌機、抱鉗、起吊工作安全事宜。

3 結(jié)束語

該工藝方案難點之處在于澆灌過程控制及調(diào)整方案。因生鐵塊可以采用企業(yè)產(chǎn)生的廢棄鋼料代替，故其體積及外形難以控制，因而以過程控制卡完全制約實際填充流程，存在不確定因素?？梢愿鶕?jù)企業(yè)的實際情況制定相關(guān)標準如：廢鋼體積要求、澆灌層高度、水泥層厚度、攪拌混合物配比等，以更好的解決企業(yè)實際情況。

作者簡介：楊彥明，男，1987年6月生，甘肅金昌人，甘肅農(nóng)業(yè)大學工學院2006屆畢業(yè)生，現(xiàn)就職于貴州詹陽動力重工有限公司產(chǎn)品開發(fā)部從事工藝技術(shù)工作。