高爐液壓鑿巖機安裝方法研究

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）

高爐液壓鑿巖機的作用，是以強大的鑿巖和破碎能力打開高爐出鐵口，使鐵水順利地從爐內流出，其穩定性、開口能力直接影響到煉鐵高爐的產量及工藝流程[1]。高爐液壓鑿巖機由基座、釬尾軸、鉆桿卡具、花鍵套、液壓馬達和傳動鏈條等部件組成，總重量達2 100 kg[2]，其工作性質要求必須安裝在高爐出鐵口旁，緊靠炙熱鐵溝。高爐生產中，不可避免出現故障需要在線及時更換，由于工作現場空間狹窄，僅能容納少數維修人員進入從事非常規、非連續作業，工具活動受限，任何吊車無法靠近，并且安裝精度要求極高，往往需要長時間停爐，嚴重影響高爐生產[3]。為此，液壓鑿巖機的維修安裝方法急需改進。

1 施工準備

1.1 施工流程圖設計

首先進行圖紙會審，根據工程特點結合本工程具體實際情況，有節奏、均衡、連續地完善施工組織計劃：①準備必要的拆卸工具、電動工具、設置吊裝點位；②拆除障礙物，平整地面，疏通通道，搭建臨時水、電、風、氣供應點；③拆除并吊出舊液壓鑿巖機；④對原基準進行二次找正和修磨；⑤按照順序進行安裝,釬尾軸-鉆桿卡具-花鍵套-液壓馬達-鑿巖機鏈條導輪-附件；⑥整體就位及設備調試，其施工流程圖如圖1 所示。

圖1 施工流程圖

1.2 舊打泥機構拆除

①對舊液壓鑿巖機進行標識，為每個零件編號，以確保拆卸后更好地識別；②液壓鑿巖機內部壓力釋放，利用壓力表檢查每一個測壓點，直至所有測壓點檢測壓力全部釋放為止，保證拆卸過程的安全；③根據液壓鑿巖機的構造特點采取合適的拆卸方案，謹慎和有序地進行分階段拆卸，逐步分離每個零件，保證拆卸順序合理有序；④拆卸完成后，對廢棄物進行有效處理和回收，對現場進行徹底清理。

1.3 基座檢查和驗收

舊液壓鑿巖機拆除施工完畢后，基座表面及預留孔內應清掃干凈：①檢查基礎的坐標、平面配合尺寸、標高要符合設計和施工驗收規范規定；②鋼板立縫要求平直，焊縫采用506 焊條連續補充焊接；③墊鐵的制作及安裝符合設計要求和施工驗收規范規定；④新液壓鑿巖機安裝前，要按照圖紙及施工驗收規范進行基座中心線、標高等幾何尺寸的驗收；⑤基座的尺寸極限偏差和水平度、鉛垂度公差、預留螺栓孔中心位置、孔不垂直度和孔的深度，應保證在公差范圍內。

2 新液壓鑿巖機安裝

2.1 釬尾軸安裝

按照圖2 中所標序號順序安裝，端面找平，用板銼粗加工釬尾軸左、右端面，兩端面見光即可停止，保證兩端面的之間長度尺寸為1 560±0.3 mm。采用專用安裝夾具，利用深孔鉆首先加工孔Φ20×1 560 mm，鉆透后夾具不動，右端擴孔Φ39.8×210 mm，然后改用鉸刀繼續鉸孔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：上步驟安裝結束后，夾具不動，改用刮刀繼續刮研外圓柱面Φ100×63 mm 和Φ80×250 mm，過渡倒角為5×10 mm。

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

安裝左端外圓柱：上步驟花鍵安裝結束后，調轉方向，以孔Φ20×1 560 mm 中心線為基準，依次安裝退刀槽、過渡軸肩R3 mm、定位軸肩R5 mm。

安裝螺紋段：在2 個退刀槽之間安裝螺紋段，（大徑）63×（螺距）15.5 mm，為左旋圓弧非標準螺紋[4]。

2.2 鉆桿卡具安裝

按照圖3 所標序號順序安裝，修磨平端面，修磨粗加工卡具左、右端面，兩端面見光即可停止，保證兩端面之間的長度尺寸為490±0.2 mm。安裝外圓柱面：右端Φ160 mm 外圓柱面見光即可。然后調轉方向，在距左端面210 mm 長度上安裝外圓柱面，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，首先安裝Φ38 mm 孔，然后中心線向上移動8 mm，安裝Φ34 mm 孔，兩孔交集形成月牙槽；繼續安裝孔Φ14 mm，然后調轉方向，以通孔Φ14mm 中心線為基準，安裝孔Φ55mm，孔深度為295 mm；然后利用加長專用導桿安裝孔Φ27（+0.030）mm；最后，安裝退刀槽Φ65×24 mm。

安裝螺紋：用手工安裝器進行鋼絲螺套安裝。鋼絲螺套放入安裝工具內，使安裝柄嵌入導桿槽內轉動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。安裝鋼絲螺套時和大徑63×15.5（螺距）圓弧粗牙鋼絲螺套，采用“T”型開槽或螺紋頭簡易工具安裝，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，為檢查所形成的標準內螺紋孔精度等級，可用相應的級別塞規檢驗。

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

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

2.3 花鍵套安裝

在安裝前請徹底清洗，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，漸開線形花鍵必須垂直向外分布。需要清潔軸孔內的灰塵、污垢和油脂等物質，確保軸孔干凈和平整，使用清潔劑和布來完成，如果軸孔內有銹蝕，需要使用砂紙或鋼絲刷進行清理。將花鍵軸插入軸孔中，插入花鍵軸時，要注意確保花鍵軸插入軸孔的位置正確，花鍵與軸孔槽相對應。在插入之前，應將軸孔和花鍵軸涂上潤滑油，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，以確保花鍵軸與驅動件和被動件之間可靠連接。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。花鍵套安裝完成能承受沖擊頻率為1 765 次/min，能承受旋轉速度為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 液壓馬達安裝

在進行液壓馬達的安裝前，需要事先了解液壓馬達的技術參數和使用要求，以確保正確選擇和安裝液壓馬達。同時，在安裝過程中需要注意安全和規范，遵循相關的安裝標準和技術規范，以確保液壓馬達的正常工作和安全使用。安裝步驟如下：根據液壓馬達的使用要求，確定其安裝位置，確保液壓馬達可以方便地連接驅動軸或負載，并且方便維護。根據液壓馬達的型號和尺寸，安裝支架或底座，以確保液壓馬達穩固地安裝在液壓鑿巖機上。根據液壓馬達的接口尺寸和型號，選擇合適的接頭和管路，將液壓管路連接到液壓馬達上。根據液壓馬達的使用要求，連接驅動軸與負載，確保驅動軸與負載和液壓馬達的連接緊密可靠[7]，如圖5 所示。

圖5 液壓馬達安裝圖

2.5 鑿巖機鏈條導輪裝置安裝

鑿巖機鏈條導輪裝置包括機架、心軸、加油孔、導輪、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滑油輸送到耐磨套轉動副內，耐磨套材質為黃銅并成對使用，導輪與耐磨套之間是過盈配合連接，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架上，導輪凸臺鑲嵌在雙排鏈條凹槽內，工作時，雙排鏈條滾子沿導輪凸臺滾動并帶動導輪轉動。將鏈條導輪平放在鑿巖機上，使鏈條導輪的基準面貼向鑿巖機的側向安裝面（注：鏈條導軌2 個側面均可做為基準面）。將鑿巖機鏈條導輪裝置螺栓鎖定，但不完全鎖緊，并使鏈條基準面盡量貼緊鑿巖機側向安裝面（注：安裝前請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，如此可獲得穩固的精度為Φ60H7。務必使用在清潔的環境中，并在外頭加裝防護罩，以防止灰塵和金屬粉塵進入，進而影響傳動精度與使用壽命[8]。

圖6 鑿巖機鏈條導輪安裝圖

3 驗收與試車

依據設計要求對高爐液壓鑿巖機各潤滑點加3#鋰基脂，管接頭各連接部位緊固，防止螺栓松動及各管聯接處漏油，能源及工作介質符合設計規定，液壓油達到NAS-9 級，液壓鑿巖機在發動前查看蓄能器的充氣壓力能否正常；查看沖刷水壓和滑潤空氣壓力能否正確；查看滑潤器里能否有滿足的滑潤油，供油量能否適宜；查看液壓馬達的反轉方向[9]，其他主要技術性能參數見表1。

表1 液壓鑿巖機安裝允許偏差

高爐液壓鑿巖機啟動后，沖擊液壓系統壓力應保持在13～14 Mpa、流量90～100 L/min 的前提下，沖擊頻率應達到16～20 Hz、沖擊功300 J；鉆削液壓系統壓力應保持在18～20 Mpa、流量90～150 L/min 的前提下，鉆削扭矩應達到400～580 Nm、鉆削轉速200～400 r/min[10]。

4 結論

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，提高穩定、安全、長期運行的可靠性[9]。

2）通過連接板本體的設置能使國產液壓馬達本體“嫁接”安裝到進口液壓鑿巖機體上，實現國外進口關鍵核心部件液壓馬達國產化替代，并且在保證了進口液壓鑿巖機使用性能的同時，又降低了備件成本和維修成本。

3）用于定位鑿巖機鏈條的導輪裝置的安裝，能引導雙排鏈條按預定軌跡傳動，保證傳動平穩。避免了2個鏈輪中心距過大時，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、甩掉現象。降低磨損，故障率低，延長鑿巖機鏈條使用壽命。