KQG150露天潛孔鉆技術(shù)升級(jí)的幾點(diǎn)嘗試

　　摘要：通過(guò)技術(shù)改造，提高潛孔鉆的進(jìn)尺效率，擴(kuò)大使用范圍，延長(zhǎng)使用壽命。
　　關(guān)鍵詞：減少泄漏 增加強(qiáng)度 轉(zhuǎn)嫁磨損 卡具應(yīng)用
　　 中圖分類號(hào)：TD235文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　服務(wù)于我礦的3臺(tái)KQG150潛孔鉆機(jī)經(jīng)多次技術(shù)攻關(guān)，逐步完成了對(duì)其幾方面的技術(shù)改造，幾年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐證明大部分技術(shù)改造后指標(biāo)超過(guò)了原KQG150潛孔鉆機(jī)的技術(shù)狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)。主要體現(xiàn)在以下幾方面：
　　
　　1 增加密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少風(fēng)量風(fēng)壓泄漏
　　KQG150潛孔鉆經(jīng)多年生產(chǎn)實(shí)踐暴露的明顯缺陷之一，即風(fēng)量的泄露導(dǎo)致風(fēng)壓的壓降過(guò)多。
　　這一缺陷的存在，導(dǎo)致了鉆機(jī)進(jìn)尺效率的明顯下降，另外，壓縮空氣生產(chǎn)設(shè)備的電耗明顯增加，僅此一項(xiàng)即使企業(yè)每年遭受20余萬(wàn)元的損失。
　　壓縮空氣泄漏分析如下：壓縮空氣經(jīng)由回轉(zhuǎn)減速機(jī)中空主軸進(jìn)入后，經(jīng)過(guò)減震接頭體，主、副鉆桿到達(dá)沖擊器及鉆頭，其中減震接頭體到?jīng)_擊器之間的聯(lián)接均為國(guó)際上較先進(jìn)的API3″螺紋聯(lián)接，密封可靠，而中空主軸與減震接頭體的聯(lián)接是靠中空主軸上的兩道凹槽內(nèi)卡環(huán)與上聯(lián)接盤之間的卡圈由螺栓緊固而實(shí)現(xiàn)，密封效果的強(qiáng)弱靠卡環(huán)下部φ110/φ90×6矩形膠墊被螺栓壓緊程度來(lái)保證，而矩形膠墊下側(cè)直接與中空主軸上的B25平鍵相接觸，在鉆具回轉(zhuǎn)及軸向交變沖擊載荷作用下很快磨損，壓縮空氣經(jīng)卡環(huán)、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(kāi)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(zhuǎn)動(dòng)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(xù)加大間隔層厚度又會(huì)削弱鍵聯(lián)結(jié)傳動(dòng)能力，加快主軸的提前報(bào)廢，得不償失。
　　進(jìn)一步分析認(rèn)為應(yīng)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(huán)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(gè)裝配密封圈的凹槽，但須采取增強(qiáng)此件的抗破壞及抗變形能力，遂采取了：1、調(diào)整卡圈材質(zhì)為40Cr，淬火和回火硬度為HB230~260，內(nèi)園表面淬火硬度為HRC40~45，深1.5~2毫米以改善環(huán)形凹槽的抗沖擊破壞和變形能力。2、在卡圈內(nèi)園表面中間位置車制一個(gè)φ102×15的環(huán)形槽，內(nèi)裝一個(gè)φ102/φ90×15的無(wú)骨架唇型密封圈，唇形開(kāi)口迎向泄漏的空氣，使泄漏的空氣充滿唇形槽，一側(cè)壓緊在卡圈φ102內(nèi)壁上，一側(cè)貼緊在φ90的中空主軸上，阻斷了空氣泄漏的通道。
　　這一項(xiàng)目的實(shí)施不但提高了潛孔鉆的進(jìn)尺效率，且改善了空壓機(jī)的運(yùn)行狀況，延長(zhǎng)了空壓機(jī)的有關(guān)配件及整體的使用壽命，使?jié)摽足@的綜合經(jīng)濟(jì)效益得到了明顯提高，獲得了天津市建材集團(tuán)年度技術(shù)創(chuàng)新成果獎(jiǎng)。
　　
　　2 改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)，降低故障維修
　　 KQG150的行走機(jī)構(gòu)較KQ150有較大改進(jìn)，但也暴露了較明顯的缺陷。如行走主動(dòng)滑輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即有明顯不足，以至在使用中經(jīng)常發(fā)生主軸折斷的現(xiàn)象。經(jīng)對(duì)折斷原因分析，認(rèn)為最主要為：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷。受力分析表示恰在最大抗彎截面附近安排了一個(gè)軸徑φ90向φ100過(guò)渡的軸肩加工用的工藝凹槽（非園角φ88×6），同時(shí)在此還加工了一個(gè)向軸承供油的油道凹槽，機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范指出：軸徑變化（軸肩）處應(yīng)采取園角過(guò)渡，否則將造成應(yīng)力集中，削弱軸的強(qiáng)度，它不但非園角過(guò)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(xiàng)不利因素疊加，極大地削弱了本來(lái)強(qiáng)度夠用的軸肩部，結(jié)果造成過(guò)載折斷。
　　我們采取的措施為：a、把原來(lái)布置在φ90與φ100軸肩處，φ100側(cè)徑向R3凹槽，改為向φ100前進(jìn)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(kāi)一R3凹槽通向原軸承潤(rùn)滑點(diǎn)以消除原油槽對(duì)軸強(qiáng)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(dòng)5mm且過(guò)渡處做成R3園角，再車制一內(nèi)徑φ90（單側(cè)倒角3×45°）外徑φ100厚5mm的園環(huán)填充于此，以恢復(fù)原軸肩結(jié)構(gòu)尺寸，消除了非園角過(guò)渡對(duì)軸強(qiáng)度的消弱。這一改革方案的實(shí)施，取得了明顯的效果。行走主動(dòng)滑輪軸至今仍在正常使用，為設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有力的技術(shù)保障。
　　別外，由于使用風(fēng)量與風(fēng)壓的增加，KQ150的部分機(jī)構(gòu)如滑板的強(qiáng)度與剛度發(fā)生了明顯的不適應(yīng)，工作中變形、開(kāi)裂、磨損加劇等機(jī)率明顯增加，針對(duì)這一變化，我們還采取了將原來(lái)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(jī)械性能得到了顯著的提升。
　　
　　 3 轉(zhuǎn)嫁磨損位置，減少總成損失。
　　潛孔鉆每鉆完一個(gè)成品孔，需要由減震接頭體內(nèi)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(gòu)件中承受磨損次數(shù)最多，磨損程度最甚，而減震接頭體是一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)，再機(jī)加工的聯(lián)合體，減震接頭體內(nèi)螺紋修復(fù)次數(shù)超限需報(bào)廢時(shí)，減震部分尚完全可以再用，整體報(bào)廢即造成浪費(fèi)，且每修一次減震接頭體內(nèi)螺紋還會(huì)造成專用螺栓等上百個(gè)零件的報(bào)廢。
　　分析認(rèn)為：可制作一個(gè)僅供聯(lián)接用的接頭（長(zhǎng)度以不使主、副鉆桿、沖擊器、鉆頭連接后累計(jì)長(zhǎng)度不防礙鉆機(jī)移動(dòng)為限），這個(gè)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(lián)結(jié)，一端為陽(yáng)螺紋與原減震接頭體陰螺紋聯(lián)結(jié)，這個(gè)陽(yáng)螺紋與原減震接頭體陰螺紋旋緊并長(zhǎng)期鎖定在一起，就形成了一個(gè)新的外延了的減震接頭體。
　　這個(gè)新減震接頭體陰螺紋磨損至報(bào)廢極限后，就直接報(bào)廢。而消除了原減震接頭體總成的報(bào)廢現(xiàn)象。使陰螺紋的維修變得簡(jiǎn)便易行，且減少專用螺栓等上百個(gè)零件的報(bào)廢，還可解放大量的維修勞動(dòng)力，可謂一舉多得。
　　
　　4 自制卡具裝備、擴(kuò)大使用范
　　圍在礦山開(kāi)采中，常會(huì)遇到鉆機(jī)常規(guī)工作位置，不能滿足打跟子孔對(duì)滑架的角度要求。
　　我們選取滑架與采面的適當(dāng)角度，進(jìn)行試驗(yàn)。找到了即不造成滑架失衡，工作平穩(wěn)可靠，又不致鉆具與滑架之間（因角度變?。┻^(guò)度增加磨擦力造成垂直分力（重力勢(shì)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(duì)滑架進(jìn)行新的角度的固定鎖緊，經(jīng)多次應(yīng)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(jī)為KQG150潛孔鉆提供更高級(jí)別流量與壓力的壓縮空氣，來(lái)提高生產(chǎn)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(guò)調(diào)節(jié)氣源處理三聯(lián)體的壓力，來(lái)適應(yīng)以上氣缸的工作壓力需求，從而更進(jìn)一步提高了KQG150的進(jìn)尺效率。