高爐液壓鑿巖機(jī)安裝方法研究

張守喜，韓佳東

（本鋼板材股份有限公司煉鐵總廠，遼寧 本溪 117000）

高爐液壓鑿巖機(jī)的作用，是以強(qiáng)大的鑿巖和破碎能力打開(kāi)高爐出鐵口，使鐵水順利地從爐內(nèi)流出，其穩(wěn)定性、開(kāi)口能力直接影響到煉鐵高爐的產(chǎn)量及工藝流程[1]。高爐液壓鑿巖機(jī)由基座、釬尾軸、鉆桿卡具、花鍵套、液壓馬達(dá)和傳動(dòng)鏈條等部件組成，總重量達(dá)2 100 kg[2]，其工作性質(zhì)要求必須安裝在高爐出鐵口旁，緊靠炙熱鐵溝。高爐生產(chǎn)中，不可避免出現(xiàn)故障需要在線及時(shí)更換，由于工作現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄，僅能容納少數(shù)維修人員進(jìn)入從事非常規(guī)、非連續(xù)作業(yè)，工具活動(dòng)受限，任何吊車(chē)無(wú)法靠近，并且安裝精度要求極高，往往需要長(zhǎng)時(shí)間停爐，嚴(yán)重影響高爐生產(chǎn)[3]。為此，液壓鑿巖機(jī)的維修安裝方法急需改進(jìn)。

1 施工準(zhǔn)備

1.1 施工流程圖設(shè)計(jì)

首先進(jìn)行圖紙會(huì)審，根據(jù)工程特點(diǎn)結(jié)合本工程具體實(shí)際情況，有節(jié)奏、均衡、連續(xù)地完善施工組織計(jì)劃：①準(zhǔn)備必要的拆卸工具、電動(dòng)工具、設(shè)置吊裝點(diǎn)位；②拆除障礙物，平整地面，疏通通道，搭建臨時(shí)水、電、風(fēng)、氣供應(yīng)點(diǎn)；③拆除并吊出舊液壓鑿巖機(jī)；④對(duì)原基準(zhǔn)進(jìn)行二次找正和修磨；⑤按照順序進(jìn)行安裝,釬尾軸-鉆桿卡具-花鍵套-液壓馬達(dá)-鑿巖機(jī)鏈條導(dǎo)輪-附件；⑥整體就位及設(shè)備調(diào)試，其施工流程圖如圖1 所示。

圖1 施工流程圖

1.2 舊打泥機(jī)構(gòu)拆除

①對(duì)舊液壓鑿巖機(jī)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，為每個(gè)零件編號(hào)，以確保拆卸后更好地識(shí)別；②液壓鑿巖機(jī)內(nèi)部壓力釋放，利用壓力表檢查每一個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，直至所有測(cè)壓點(diǎn)檢測(cè)壓力全部釋放為止，保證拆卸過(guò)程的安全；③根據(jù)液壓鑿巖機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)采取合適的拆卸方案，謹(jǐn)慎和有序地進(jìn)行分階段拆卸，逐步分離每個(gè)零件，保證拆卸順序合理有序；④拆卸完成后，對(duì)廢棄物進(jìn)行有效處理和回收，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行徹底清理。

1.3 基座檢查和驗(yàn)收

舊液壓鑿巖機(jī)拆除施工完畢后，基座表面及預(yù)留孔內(nèi)應(yīng)清掃干凈：①檢查基礎(chǔ)的坐標(biāo)、平面配合尺寸、標(biāo)高要符合設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定；②鋼板立縫要求平直，焊縫采用506 焊條連續(xù)補(bǔ)充焊接；③墊鐵的制作及安裝符合設(shè)計(jì)要求和施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定；④新液壓鑿巖機(jī)安裝前，要按照?qǐng)D紙及施工驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行基座中心線、標(biāo)高等幾何尺寸的驗(yàn)收；⑤基座的尺寸極限偏差和水平度、鉛垂度公差、預(yù)留螺栓孔中心位置、孔不垂直度和孔的深度，應(yīng)保證在公差范圍內(nèi)。

2 新液壓鑿巖機(jī)安裝

2.1 釬尾軸安裝

按照?qǐng)D2 中所標(biāo)序號(hào)順序安裝，端面找平，用板銼粗加工釬尾軸左、右端面，兩端面見(jiàn)光即可停止，保證兩端面的之間長(zhǎng)度尺寸為1 560±0.3 mm。采用專(zhuān)用安裝夾具，利用深孔鉆首先加工孔Φ20×1 560 mm，鉆透后夾具不動(dòng)，右端擴(kuò)孔Φ39.8×210 mm，然后改用鉸刀繼續(xù)鉸孔Φ40×200 mm，鉸孔安裝表面粗糙度為0.8～0.4 μm，兩孔同軸度公差◎Φ0.025 mm。

圖2 釬尾軸安裝圖

安裝右端外圓柱面：上步驟安裝結(jié)束后，夾具不動(dòng)，改用刮刀繼續(xù)刮研外圓柱面Φ100×63 mm 和Φ80×250 mm，過(guò)渡倒角為5×10 mm。

安裝花鍵軸：以孔Φ20×1 560 mm 中心線為基準(zhǔn)，利用自制非標(biāo)準(zhǔn)成型工具，在基座上安裝矩形非標(biāo)準(zhǔn)花鍵8×61f7×80a11×12d10。

安裝左端外圓柱：上步驟花鍵安裝結(jié)束后，調(diào)轉(zhuǎn)方向，以孔Φ20×1 560 mm 中心線為基準(zhǔn)，依次安裝退刀槽、過(guò)渡軸肩R3 mm、定位軸肩R5 mm。

安裝螺紋段：在2 個(gè)退刀槽之間安裝螺紋段，（大徑）63×（螺距）15.5 mm，為左旋圓弧非標(biāo)準(zhǔn)螺紋[4]。

2.2 鉆桿卡具安裝

按照?qǐng)D3 所標(biāo)序號(hào)順序安裝，修磨平端面，修磨粗加工卡具左、右端面，兩端面見(jiàn)光即可停止，保證兩端面之間的長(zhǎng)度尺寸為490±0.2 mm。安裝外圓柱面：右端Φ160 mm 外圓柱面見(jiàn)光即可。然后調(diào)轉(zhuǎn)方向，在距左端面210 mm 長(zhǎng)度上安裝外圓柱面，并保證直徑尺寸Φ110（0～0.04）mm，表面粗糙度Ra的最大允許值為0.8μm；圓柱度公差（/○/）為0.05 mm；Φ160 mm 與Φ110（0～0.04）mm 抬肩過(guò)渡圓角為R20 mm。

圖3 鉆桿卡具安裝圖

安裝孔：以直徑尺寸Φ110（0～0.04）mm 中心線為基準(zhǔn)，首先安裝Φ38 mm 孔，然后中心線向上移動(dòng)8 mm，安裝Φ34 mm 孔，兩孔交集形成月牙槽；繼續(xù)安裝孔Φ14 mm，然后調(diào)轉(zhuǎn)方向，以通孔Φ14mm 中心線為基準(zhǔn)，安裝孔Φ55mm，孔深度為295 mm；然后利用加長(zhǎng)專(zhuān)用導(dǎo)桿安裝孔Φ27（+0.030）mm；最后，安裝退刀槽Φ65×24 mm。

安裝螺紋：用手工安裝器進(jìn)行鋼絲螺套安裝。鋼絲螺套放入安裝工具內(nèi)，使安裝柄嵌入導(dǎo)桿槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝工具手柄使鋼絲螺套旋入螺孔，并使其距表面留有0.25～0.75 圈空螺紋。安裝鋼絲螺套時(shí)和大徑63×15.5（螺距）圓弧粗牙鋼絲螺套，采用“T”型開(kāi)槽或螺紋頭簡(jiǎn)易工具安裝，并注意不要在鋼絲螺套安裝柄上施加較大的軸向力以防“亂扣”。鋼絲螺套安裝后，為檢查所形成的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋孔精度等級(jí)，可用相應(yīng)的級(jí)別塞規(guī)檢驗(yàn)。

安裝平面：以Φ34 mm 孔與Φ38 mm 孔中心線的連線為基準(zhǔn)，在右端Φ160 mm 外圓柱面上安裝2 個(gè)平行平面，并且平行平面間距離為105 mm。

線切割方孔：距右端面51 mm、同時(shí)距Φ38 mm 孔中心線12.5 mm 處為基準(zhǔn)點(diǎn)，在步驟5 平面上劃線44×24 mm，線切割該長(zhǎng)方形孔，打磨后長(zhǎng)度44±0.1mm；寬度為24（+0.60）mm[5]。

2.3 花鍵套安裝

在安裝前請(qǐng)徹底清洗，去除油路污物，用壓縮空氣沖洗。注意花鍵套的安裝方向，矩形花鍵必須垂直向里，漸開(kāi)線形花鍵必須垂直向外分布。需要清潔軸孔內(nèi)的灰塵、污垢和油脂等物質(zhì)，確保軸孔干凈和平整，使用清潔劑和布來(lái)完成，如果軸孔內(nèi)有銹蝕，需要使用砂紙或鋼絲刷進(jìn)行清理。將花鍵軸插入軸孔中，插入花鍵軸時(shí)，要注意確?；ㄦI軸插入軸孔的位置正確，花鍵與軸孔槽相對(duì)應(yīng)。在插入之前，應(yīng)將軸孔和花鍵軸涂上潤(rùn)滑油，以便于插入。

使用錘子和木塊輕輕敲打花鍵軸，直到花鍵軸完全插入為止。不要用力敲打，以免損壞軸孔和花鍵軸。將配件安裝到花鍵軸上，并松緊適當(dāng)，以確?；ㄦI軸與驅(qū)動(dòng)件和被動(dòng)件之間可靠連接。在安裝完成后，檢查花鍵軸的連接情況，確保其處于正確位置?；ㄦI套安裝完成能承受沖擊頻率為1 765 次/min，能承受旋轉(zhuǎn)速度為280～315 r/min，能承受扭矩為480～960 Nm[6]，如圖4 所示。

圖4 花鍵套安裝圖

2.4 液壓馬達(dá)安裝

在進(jìn)行液壓馬達(dá)的安裝前，需要事先了解液壓馬達(dá)的技術(shù)參數(shù)和使用要求，以確保正確選擇和安裝液壓馬達(dá)。同時(shí)，在安裝過(guò)程中需要注意安全和規(guī)范，遵循相關(guān)的安裝標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，以確保液壓馬達(dá)的正常工作和安全使用。安裝步驟如下：根據(jù)液壓馬達(dá)的使用要求，確定其安裝位置，確保液壓馬達(dá)可以方便地連接驅(qū)動(dòng)軸或負(fù)載，并且方便維護(hù)。根據(jù)液壓馬達(dá)的型號(hào)和尺寸，安裝支架或底座，以確保液壓馬達(dá)穩(wěn)固地安裝在液壓鑿巖機(jī)上。根據(jù)液壓馬達(dá)的接口尺寸和型號(hào)，選擇合適的接頭和管路，將液壓管路連接到液壓馬達(dá)上。根據(jù)液壓馬達(dá)的使用要求，連接驅(qū)動(dòng)軸與負(fù)載，確保驅(qū)動(dòng)軸與負(fù)載和液壓馬達(dá)的連接緊密可靠[7]，如圖5 所示。

圖5 液壓馬達(dá)安裝圖

2.5 鑿巖機(jī)鏈條導(dǎo)輪裝置安裝

鑿巖機(jī)鏈條導(dǎo)輪裝置包括機(jī)架、心軸、加油孔、導(dǎo)輪、耐磨套、端蓋、固定螺栓和雙排鏈條。按照如圖6 所示順序安裝，心軸上安裝加油孔把潤(rùn)滑油輸送到耐磨套轉(zhuǎn)動(dòng)副內(nèi)，耐磨套材質(zhì)為黃銅并成對(duì)使用，導(dǎo)輪與耐磨套之間是過(guò)盈配合連接，周向固定并形成一體，耐磨套與心軸之間是間隙配合安裝。端蓋與固定螺栓把心軸固定在機(jī)架上，導(dǎo)輪凸臺(tái)鑲嵌在雙排鏈條凹槽內(nèi)，工作時(shí)，雙排鏈條滾子沿導(dǎo)輪凸臺(tái)滾動(dòng)并帶動(dòng)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。將鏈條導(dǎo)輪平放在鑿巖機(jī)上，使鏈條導(dǎo)輪的基準(zhǔn)面貼向鑿巖機(jī)的側(cè)向安裝面（注：鏈條導(dǎo)軌2 個(gè)側(cè)面均可做為基準(zhǔn)面）。將鑿巖機(jī)鏈條導(dǎo)輪裝置螺栓鎖定，但不完全鎖緊，并使鏈條基準(zhǔn)面盡量貼緊鑿巖機(jī)側(cè)向安裝面（注：安裝前請(qǐng)檢查螺栓孔與裝置螺栓是否符合）。使用扭力板手，將裝置螺栓依規(guī)定的扭力值鎖緊，裝置螺栓的鎖緊順序，由軌道中間向兩端依序鎖緊，如此可獲得穩(wěn)固的精度為Φ60H7。務(wù)必使用在清潔的環(huán)境中，并在外頭加裝防護(hù)罩，以防止灰塵和金屬粉塵進(jìn)入，進(jìn)而影響傳動(dòng)精度與使用壽命[8]。

圖6 鑿巖機(jī)鏈條導(dǎo)輪安裝圖

3 驗(yàn)收與試車(chē)

依據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)高爐液壓鑿巖機(jī)各潤(rùn)滑點(diǎn)加3#鋰基脂，管接頭各連接部位緊固，防止螺栓松動(dòng)及各管聯(lián)接處漏油，能源及工作介質(zhì)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，液壓油達(dá)到NAS-9 級(jí)，液壓鑿巖機(jī)在發(fā)動(dòng)前查看蓄能器的充氣壓力能否正常；查看沖刷水壓和滑潤(rùn)空氣壓力能否正確；查看滑潤(rùn)器里能否有滿足的滑潤(rùn)油，供油量能否適宜；查看液壓馬達(dá)的反轉(zhuǎn)方向[9]，其他主要技術(shù)性能參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 液壓鑿巖機(jī)安裝允許偏差

高爐液壓鑿巖機(jī)啟動(dòng)后，沖擊液壓系統(tǒng)壓力應(yīng)保持在13～14 Mpa、流量90～100 L/min 的前提下，沖擊頻率應(yīng)達(dá)到16～20 Hz、沖擊功300 J；鉆削液壓系統(tǒng)壓力應(yīng)保持在18～20 Mpa、流量90～150 L/min 的前提下，鉆削扭矩應(yīng)達(dá)到400～580 Nm、鉆削轉(zhuǎn)速200～400 r/min[10]。

4 結(jié)論

1）確保鉆桿連接孔軸線與連接螺紋孔軸線同軸度公差為Φ0.01 mm。承受沖擊頻率為1 765 次/min，轉(zhuǎn)速為280～315 r/min，承受扭矩為480～960 Nm，承受振打壓力為120～200 bar，提高穩(wěn)定、安全、長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性[9]。

2）通過(guò)連接板本體的設(shè)置能使國(guó)產(chǎn)液壓馬達(dá)本體“嫁接”安裝到進(jìn)口液壓鑿巖機(jī)體上，實(shí)現(xiàn)國(guó)外進(jìn)口關(guān)鍵核心部件液壓馬達(dá)國(guó)產(chǎn)化替代，并且在保證了進(jìn)口液壓鑿巖機(jī)使用性能的同時(shí)，又降低了備件成本和維修成本。

3）用于定位鑿巖機(jī)鏈條的導(dǎo)輪裝置的安裝，能引導(dǎo)雙排鏈條按預(yù)定軌跡傳動(dòng)，保證傳動(dòng)平穩(wěn)。避免了2個(gè)鏈輪中心距過(guò)大時(shí)，雙排鏈條由于離心力作用而跑偏。減小沖擊和噪聲，避免了跳齒、脫鏈、甩掉現(xiàn)象。降低磨損，故障率低，延長(zhǎng)鑿巖機(jī)鏈條使用壽命。