KQG150露天潛孔鉆技術升級的幾點嘗試

　　摘要：通過技術改造，提高潛孔鉆的進尺效率，擴大使用范圍，延長使用壽命。
　　關鍵詞：減少泄漏 增加強度 轉嫁磨損 卡具應用
　　 中圖分類號：TD235文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　服務于我礦的3臺KQG150潛孔鉆機經多次技術攻關，逐步完成了對其幾方面的技術改造，幾年來的運行實踐證明大部分技術改造后指標超過了原KQG150潛孔鉆機的技術狀態和標準。主要體現在以下幾方面：
　　
　　1 增加密封結構設計，減少風量風壓泄漏
　　KQG150潛孔鉆經多年生產實踐暴露的明顯缺陷之一，即風量的泄露導致風壓的壓降過多。
　　這一缺陷的存在，導致了鉆機進尺效率的明顯下降，另外，壓縮空氣生產設備的電耗明顯增加，僅此一項即使企業每年遭受20余萬元的損失。
　　壓縮空氣泄漏分析如下：壓縮空氣經由回轉減速機中空主軸進入后，經過減震接頭體，主、副鉆桿到達沖擊器及鉆頭，其中減震接頭體到沖擊器之間的聯接均為國際上較先進的API3″螺紋聯接，密封可靠，而中空主軸與減震接頭體的聯接是靠中空主軸上的兩道凹槽內卡環與上聯接盤之間的卡圈由螺栓緊固而實現，密封效果的強弱靠卡環下部φ110/φ90×6矩形膠墊被螺栓壓緊程度來保證，而矩形膠墊下側直接與中空主軸上的B25平鍵相接觸，在鉆具回轉及軸向交變沖擊載荷作用下很快磨損，壓縮空氣經卡環、卡圈與中空主軸之間的接合縫隙間泄漏。
　　繞圍這一泄壓通道，我們采取了隔開平鍵與膠墊的接觸以消除磨損的措施，但矩形膠墊的使用壽命卻并未得到明顯提高。原因是中空主軸在不間斷的轉動和軸向交變沖擊載荷作用下很快將膠墊與鍵槽之間的間隔層破壞掉，若繼續加大間隔層厚度又會削弱鍵聯結傳動能力，加快主軸的提前報廢，得不償失。
　　進一步分析認為應改變主攻方向，如在空氣泄漏段增加密封，在不改變空氣泄漏段尺寸鏈的前提下只有上、下卡環之間增加密封才有可行性及起到阻止泄漏作用，即在零件卡圈上車制一個裝配密封圈的凹槽，但須采取增強此件的抗破壞及抗變形能力，遂采取了：1、調整卡圈材質為40Cr，淬火和回火硬度為HB230~260，內園表面淬火硬度為HRC40~45，深1.5~2毫米以改善環形凹槽的抗沖擊破壞和變形能力。2、在卡圈內園表面中間位置車制一個φ102×15的環形槽，內裝一個φ102/φ90×15的無骨架唇型密封圈，唇形開口迎向泄漏的空氣，使泄漏的空氣充滿唇形槽，一側壓緊在卡圈φ102內壁上，一側貼緊在φ90的中空主軸上，阻斷了空氣泄漏的通道。
　　這一項目的實施不但提高了潛孔鉆的進尺效率，且改善了空壓機的運行狀況，延長了空壓機的有關配件及整體的使用壽命，使潛孔鉆的綜合經濟效益得到了明顯提高，獲得了天津市建材集團年度技術創新成果獎。
　　
　　2 改進零件結構，降低故障維修
　　 KQG150的行走機構較KQ150有較大改進，但也暴露了較明顯的缺陷。如行走主動滑輪軸的結構設計即有明顯不足，以至在使用中經常發生主軸折斷的現象。經對折斷原因分析，認為最主要為：結構設計缺陷。受力分析表示恰在最大抗彎截面附近安排了一個軸徑φ90向φ100過渡的軸肩加工用的工藝凹槽（非園角φ88×6），同時在此還加工了一個向軸承供油的油道凹槽，機械設計規范指出：軸徑變化（軸肩）處應采取園角過渡，否則將造成應力集中，削弱軸的強度，它不但非園角過渡，且在此處減小了軸徑尺寸2mm，還加工了R3的凹槽油道，三項不利因素疊加，極大地削弱了本來強度夠用的軸肩部，結果造成過載折斷。
　　我們采取的措施為：a、把原來布置在φ90與φ100軸肩處，φ100側徑向R3凹槽，改為向φ100前進12mm處鉆φ6徑向孔，與原軸心油道相通，再在φ100表面φ6孔口處向φ90方向開一R3凹槽通向原軸承潤滑點以消除原油槽對軸強度的消弱；b、去掉工藝加工用凹槽（φ88×6）把軸肩向φ100軸徑方向移動5mm且過渡處做成R3園角，再車制一內徑φ90（單側倒角3×45°）外徑φ100厚5mm的園環填充于此，以恢復原軸肩結構尺寸，消除了非園角過渡對軸強度的消弱。這一改革方案的實施，取得了明顯的效果。行走主動滑輪軸至今仍在正常使用，為設備正常運轉提供了有力的技術保障。
　　別外，由于使用風量與風壓的增加，KQ150的部分機構如滑板的強度與剛度發生了明顯的不適應，工作中變形、開裂、磨損加劇等機率明顯增加，針對這一變化，我們還采取了將原來滑板厚度12mm修改為20mm因此提高了滑板的抗破壞與抗變形能力，使KQG150的綜合機械性能得到了顯著的提升。
　　
　　 3 轉嫁磨損位置，減少總成損失。
　　潛孔鉆每鉆完一個成品孔，需要由減震接頭體內螺紋上裝、卸主、副鉆桿各一次，即承受四次磨損，在這一系列構件中承受磨損次數最多，磨損程度最甚，而減震接頭體是一個焊接結構，再機加工的聯合體，減震接頭體內螺紋修復次數超限需報廢時，減震部分尚完全可以再用，整體報廢即造成浪費，且每修一次減震接頭體內螺紋還會造成專用螺栓等上百個零件的報廢。
　　分析認為：可制作一個僅供聯接用的接頭（長度以不使主、副鉆桿、沖擊器、鉆頭連接后累計長度不防礙鉆機移動為限），這個接頭一端為陰螺紋（代替原減震接頭體陰螺紋端），與主、副桿可順利聯結，一端為陽螺紋與原減震接頭體陰螺紋聯結，這個陽螺紋與原減震接頭體陰螺紋旋緊并長期鎖定在一起，就形成了一個新的外延了的減震接頭體。
　　這個新減震接頭體陰螺紋磨損至報廢極限后，就直接報廢。而消除了原減震接頭體總成的報廢現象。使陰螺紋的維修變得簡便易行，且減少專用螺栓等上百個零件的報廢，還可解放大量的維修勞動力，可謂一舉多得。
　　
　　4 自制卡具裝備、擴大使用范
　　圍在礦山開采中，常會遇到鉆機常規工作位置，不能滿足打跟子孔對滑架的角度要求。
　　我們選取滑架與采面的適當角度，進行試驗。找到了即不造成滑架失衡，工作平穩可靠，又不致鉆具與滑架之間（因角度變小）過度增加磨擦力造成垂直分力（重力勢能）降低，沖擊作功效率減弱的角度，利用具有一定剛度的金屬制件做杠桿，對滑架進行新的角度的固定鎖緊，經多次應用效果良好，滿足了打跟子孔的角度要求。
　　別外，我們還成功地嘗試了利用RHP825E螺桿空壓機為KQG150潛孔鉆提供更高級別流量與壓力的壓縮空氣，來提高生產效率的途徑，明顯地提高了鉆孔工作效率20%，而上、下送桿器氣缸、托桿器氣缸、推壓氣缸通過調節氣源處理三聯體的壓力，來適應以上氣缸的工作壓力需求，從而更進一步提高了KQG150的進尺效率。