高炉液压凿岩机安装方法研究

张守喜，韩佳东

（本钢板材股份有限公司炼铁总厂，辽宁 本溪 117000）

高炉液压凿岩机的作用，是以强大的凿岩和破碎能力打开高炉出铁口，使铁水顺利地从炉内流出，其稳定性、开口能力直接影响到炼铁高炉的产量及工艺流程[1]。高炉液压凿岩机由基座、钎尾轴、钻杆卡具、花键套、液压马达和传动链条等部件组成，总重量达2 100 kg[2]，其工作性质要求必须安装在高炉出铁口旁，紧靠炙热铁沟。高炉生产中，不可避免出现故障需要在线及时更换，由于工作现场空间狭窄，仅能容纳少数维修人员进入从事非常规、非连续作业，工具活动受限，任何吊车无法靠近，并且安装精度要求极高，往往需要长时间停炉，严重影响高炉生产[3]。为此，液压凿岩机的维修安装方法急需改进。

1 施工准备

1.1 施工流程图设计

首先进行图纸会审，根据工程特点结合本工程具体实际情况，有节奏、均衡、连续地完善施工组织计划：①准备必要的拆卸工具、电动工具、设置吊装点位；②拆除障碍物，平整地面，疏通通道，搭建临时水、电、风、气供应点；③拆除并吊出旧液压凿岩机；④对原基准进行二次找正和修磨；⑤按照顺序进行安装,钎尾轴-钻杆卡具-花键套-液压马达-凿岩机链条导轮-附件；⑥整体就位及设备调试，其施工流程图如图1 所示。

图1 施工流程图

1.2 旧打泥机构拆除

①对旧液压凿岩机进行标识，为每个零件编号，以确保拆卸后更好地识别；②液压凿岩机内部压力释放，利用压力表检查每一个测压点，直至所有测压点检测压力全部释放为止，保证拆卸过程的安全；③根据液压凿岩机的构造特点采取合适的拆卸方案，谨慎和有序地进行分阶段拆卸，逐步分离每个零件，保证拆卸顺序合理有序；④拆卸完成后，对废弃物进行有效处理和回收，对现场进行彻底清理。

1.3 基座检查和验收

旧液压凿岩机拆除施工完毕后，基座表面及预留孔内应清扫干净：①检查基础的坐标、平面配合尺寸、标高要符合设计和施工验收规范规定；②钢板立缝要求平直，焊缝采用506 焊条连续补充焊接；③垫铁的制作及安装符合设计要求和施工验收规范规定；④新液压凿岩机安装前，要按照图纸及施工验收规范进行基座中心线、标高等几何尺寸的验收；⑤基座的尺寸极限偏差和水平度、铅垂度公差、预留螺栓孔中心位置、孔不垂直度和孔的深度，应保证在公差范围内。

2 新液压凿岩机安装

2.1 钎尾轴安装

按照图2 中所标序号顺序安装，端面找平，用板锉粗加工钎尾轴左、右端面，两端面见光即可停止，保证两端面的之间长度尺寸为1 560±0.3 mm。采用专用安装夹具，利用深孔钻首先加工孔Φ20×1 560 mm，钻透后夹具不动，右端扩孔Φ39.8×210 mm，然后改用铰刀继续铰孔Φ40×200 mm，铰孔安装表面粗糙度为0.8～0.4 μm，两孔同轴度公差◎Φ0.025 mm。

图2 钎尾轴安装图

安装右端外圆柱面：上步骤安装结束后，夹具不动，改用刮刀继续刮研外圆柱面Φ100×63 mm 和Φ80×250 mm，过渡倒角为5×10 mm。

安装花键轴：以孔Φ20×1 560 mm 中心线为基准，利用自制非标准成型工具，在基座上安装矩形非标准花键8×61f7×80a11×12d10。

安装左端外圆柱：上步骤花键安装结束后，调转方向，以孔Φ20×1 560 mm 中心线为基准，依次安装退刀槽、过渡轴肩R3 mm、定位轴肩R5 mm。

安装螺纹段：在2 个退刀槽之间安装螺纹段，（大径）63×（螺距）15.5 mm，为左旋圆弧非标准螺纹[4]。

2.2 钻杆卡具安装

按照图3 所标序号顺序安装，修磨平端面，修磨粗加工卡具左、右端面，两端面见光即可停止，保证两端面之间的长度尺寸为490±0.2 mm。安装外圆柱面：右端Φ160 mm 外圆柱面见光即可。然后调转方向，在距左端面210 mm 长度上安装外圆柱面，并保证直径尺寸Φ110（0～0.04）mm，表面粗糙度Ra的最大允许值为0.8μm；圆柱度公差（/○/）为0.05 mm；Φ160 mm 与Φ110（0～0.04）mm 抬肩过渡圆角为R20 mm。

图3 钻杆卡具安装图

安装孔：以直径尺寸Φ110（0～0.04）mm 中心线为基准，首先安装Φ38 mm 孔，然后中心线向上移动8 mm，安装Φ34 mm 孔，两孔交集形成月牙槽；继续安装孔Φ14 mm，然后调转方向，以通孔Φ14mm 中心线为基准，安装孔Φ55mm，孔深度为295 mm；然后利用加长专用导杆安装孔Φ27（+0.030）mm；最后，安装退刀槽Φ65×24 mm。

安装螺纹：用手工安装器进行钢丝螺套安装。钢丝螺套放入安装工具内，使安装柄嵌入导杆槽内转动安装工具手柄使钢丝螺套旋入螺孔，并使其距表面留有0.25～0.75 圈空螺纹。安装钢丝螺套时和大径63×15.5（螺距）圆弧粗牙钢丝螺套，采用“T”型开槽或螺纹头简易工具安装，并注意不要在钢丝螺套安装柄上施加较大的轴向力以防“乱扣”。钢丝螺套安装后，为检查所形成的标准内螺纹孔精度等级，可用相应的级别塞规检验。

安装平面：以Φ34 mm 孔与Φ38 mm 孔中心线的连线为基准，在右端Φ160 mm 外圆柱面上安装2 个平行平面，并且平行平面间距离为105 mm。

线切割方孔：距右端面51 mm、同时距Φ38 mm 孔中心线12.5 mm 处为基准点，在步骤5 平面上划线44×24 mm，线切割该长方形孔，打磨后长度44±0.1mm；宽度为24（+0.60）mm[5]。

2.3 花键套安装

在安装前请彻底清洗，去除油路污物，用压缩空气冲洗。注意花键套的安装方向，矩形花键必须垂直向里，渐开线形花键必须垂直向外分布。需要清洁轴孔内的灰尘、污垢和油脂等物质，确保轴孔干净和平整，使用清洁剂和布来完成，如果轴孔内有锈蚀，需要使用砂纸或钢丝刷进行清理。将花键轴插入轴孔中，插入花键轴时，要注意确保花键轴插入轴孔的位置正确，花键与轴孔槽相对应。在插入之前，应将轴孔和花键轴涂上润滑油，以便于插入。

使用锤子和木块轻轻敲打花键轴，直到花键轴完全插入为止。不要用力敲打，以免损坏轴孔和花键轴。将配件安装到花键轴上，并松紧适当，以确保花键轴与驱动件和被动件之间可靠连接。在安装完成后，检查花键轴的连接情况，确保其处于正确位置。花键套安装完成能承受冲击频率为1 765 次/min，能承受旋转速度为280～315 r/min，能承受扭矩为480～960 Nm[6]，如图4 所示。

图4 花键套安装图

2.4 液压马达安装

在进行液压马达的安装前，需要事先了解液压马达的技术参数和使用要求，以确保正确选择和安装液压马达。同时，在安装过程中需要注意安全和规范，遵循相关的安装标准和技术规范，以确保液压马达的正常工作和安全使用。安装步骤如下：根据液压马达的使用要求，确定其安装位置，确保液压马达可以方便地连接驱动轴或负载，并且方便维护。根据液压马达的型号和尺寸，安装支架或底座，以确保液压马达稳固地安装在液压凿岩机上。根据液压马达的接口尺寸和型号，选择合适的接头和管路，将液压管路连接到液压马达上。根据液压马达的使用要求，连接驱动轴与负载，确保驱动轴与负载和液压马达的连接紧密可靠[7]，如图5 所示。

图5 液压马达安装图

2.5 凿岩机链条导轮装置安装

凿岩机链条导轮装置包括机架、心轴、加油孔、导轮、耐磨套、端盖、固定螺栓和双排链条。按照如图6 所示顺序安装，心轴上安装加油孔把润滑油输送到耐磨套转动副内，耐磨套材质为黄铜并成对使用，导轮与耐磨套之间是过盈配合连接，周向固定并形成一体，耐磨套与心轴之间是间隙配合安装。端盖与固定螺栓把心轴固定在机架上，导轮凸台镶嵌在双排链条凹槽内，工作时，双排链条滚子沿导轮凸台滚动并带动导轮转动。将链条导轮平放在凿岩机上，使链条导轮的基准面贴向凿岩机的侧向安装面（注：链条导轨2 个侧面均可做为基准面）。将凿岩机链条导轮装置螺栓锁定，但不完全锁紧，并使链条基准面尽量贴紧凿岩机侧向安装面（注：安装前请检查螺栓孔与装置螺栓是否符合）。使用扭力板手，将装置螺栓依规定的扭力值锁紧，装置螺栓的锁紧顺序，由轨道中间向两端依序锁紧，如此可获得稳固的精度为Φ60H7。务必使用在清洁的环境中，并在外头加装防护罩，以防止灰尘和金属粉尘进入，进而影响传动精度与使用寿命[8]。

图6 凿岩机链条导轮安装图

3 验收与试车

依据设计要求对高炉液压凿岩机各润滑点加3#锂基脂，管接头各连接部位紧固，防止螺栓松动及各管联接处漏油，能源及工作介质符合设计规定，液压油达到NAS-9 级，液压凿岩机在发动前查看蓄能器的充气压力能否正常；查看冲刷水压和滑润空气压力能否正确；查看滑润器里能否有满足的滑润油，供油量能否适宜；查看液压马达的反转方向[9]，其他主要技术性能参数见表1。

表1 液压凿岩机安装允许偏差

高炉液压凿岩机启动后，冲击液压系统压力应保持在13～14 Mpa、流量90～100 L/min 的前提下，冲击频率应达到16～20 Hz、冲击功300 J；钻削液压系统压力应保持在18～20 Mpa、流量90～150 L/min 的前提下，钻削扭矩应达到400～580 Nm、钻削转速200～400 r/min[10]。

4 结论

1）确保钻杆连接孔轴线与连接螺纹孔轴线同轴度公差为Φ0.01 mm。承受冲击频率为1 765 次/min，转速为280～315 r/min，承受扭矩为480～960 Nm，承受振打压力为120～200 bar，提高稳定、安全、长期运行的可靠性[9]。

2）通过连接板本体的设置能使国产液压马达本体“嫁接”安装到进口液压凿岩机体上，实现国外进口关键核心部件液压马达国产化替代，并且在保证了进口液压凿岩机使用性能的同时，又降低了备件成本和维修成本。

3）用于定位凿岩机链条的导轮装置的安装，能引导双排链条按预定轨迹传动，保证传动平稳。避免了2个链轮中心距过大时，双排链条由于离心力作用而跑偏。减小冲击和噪声，避免了跳齿、脱链、甩掉现象。降低磨损，故障率低，延长凿岩机链条使用寿命。