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1、CHY4000A冲击机的维护和保养宜昌市燕狮科技开发有限责任公司 胡华平摘 要 随着高炉大型化的发展趋势，高炉炉前设备也有了巨大的变革，目前我公司在大高炉炉前液压开口机的研制方面有了突破性的进展，开发出了CHY4000A冲击机。CHY4000A冲击机在维护和保养方面的一些细节和要求，本文作了探讨。关键词 炉前设备 冲击机 维护和保养 国产化一、概述在讲CHY4000A液压开口机的维护和保养前，我先要给大家介绍我国炉前设备经历的几个阶段和该机的研发过程。首先简要介绍我国炉前设备发展经历的几个阶段，从开口机使用的动力介质上分，我国炉前设备发展主要经历了三个阶段，一是无轨电动吊挂阶段、二是有轨气动阶
2、段、三是有轨液压阶段。在第一阶段，使用的炮泥主要为有水炮泥，烧结后强度相对较低，用只有旋转的电动开口机就可以满足开口要求；在第二阶段，为无水炮泥阶段，这是冶炼强度提高的必然结果，其烧结后强度相对较高，只有旋转的电动开口机已无法满足开口要求，这时具有冲钻结构的气动开口机被引进，并被迅速国产化；在第三个阶段，为大高炉阶段，为了节约能源、提高环保、避免重复投资，国家将强制关闭300立方以下的小高炉，而且对1000立方以下的高炉项目不再审批，这时，对开口机的要求也是越来越高，大高炉随着铁口的增多，铁口深度的变深，使得烧结时间更长，炮泥硬度更高，气动开口机已难满足开口要求，所以现阶段就引进了TMT公司液
3、压开口机，其钻机型号为HS571型，这也是真正具有逆打功能的液压开口机。二、开口机研究与国产化发展过程目前，国内液压开口机发展已日趋成熟，为什么这种开口机的引进却成了必然呢？让我们来看一个表格表1 目前国内大高炉液压开口机性能参数与HS571的对比型号YYG350HYD350CHY2000CHY4000A HS571钻孔直径（mm）5080508050805085 5085额定扭矩（Nm）520360550883 850额定转（r/min）250300400450 450正向冲击功（J）350350380500 554正向冲击频（Hz）4733604528 28逆向冲击功（J）无无无500 4
4、72逆向冲击频（Hz）无无无28 28系统风冷水冷前端前端中部系统 系统从以上表格来分析，HS571型开口机被引进有三大原因：一是具有逆打功能；二是冲击功大；三是旋转扭矩大。这三点都是国内目前液压开口机无法与之相比的。正是因为如此，CHY4000A型液压开口机的研发就成了必然。我公司研制CHY4000A型液压开口机是从2004年开始的，先是对HS571进行结构上的分析，发现它有其独特的优势。要全面了解它，先得看几张图（CHQ3000L、CHQ4000、CHQ4000A、HS571）。前三张图都是带逆打的气动开口机的图纸，不难发现，要实现开口机的逆打功能，都是前后两个活塞，而且，整个机型可以分成
5、两个部分，一个正打部分，一个逆打部分，而HS571只有一个冲击活塞，一个阀芯，它实现了一个活塞既可以正打，也可以逆打的功能；就这一点，是以往逆打开口机所不能比拟的。而且使用上更方便，它的正打和逆打功能是钻进和回退过程中自动实现的。要做到替代进口，哪么不但要从功能上跟它一致，另外从性能上也要与之接近，所以我们就不得从冲击功及旋转扭矩等关键参数上入手，请看下面表格：国产CHY4000A液压开口机与宝钢、韶钢进口机型性能参数对比型号CHY4000（燕狮科技国产）HS571-GHN（韶钢）HS571-GHN（宝钢）冲击输入压力（MPa）182020旋转输入压力（MPa）141414正向冲击输入流量（L
6、/min）160155155逆向冲击输入流量（L/min）169146146旋转输入流量（L/min）180175175正向冲击功（J）500554554逆向冲击功（J）500472472正向冲击频率（Hz）282929逆向冲击频率（Hz）282828正向转动扭矩（Nm）883850850正向转速（rpm）450450450进水压力（MPa）0.62.00.510.61开口时间（min）59756单次开口钻杆消耗（根/炉）111单次开口钻头消耗（个/炉）1221钻头直径（mm）506550606065铁口深度（mm）3300450033004500钻杆长度（mm）450070005869693
7、5从设计上我公司先是确定了其正向和逆向冲击功均为500J，确定了其压力等级为18MPa；由此设计计算，得出了活塞直径为95/90mm；进口开口机活塞直径为92/88mm；另外旋转方面，CHY4000A液压开口机的排量为305mL/r,进口开口机排量为195mL/r。之所以列出这一组参数，是因为这些数据是直接影响开口冲击功及旋转扭矩的关键参数。研制一个产品，必须经历设计、试制、设计验证、交付使用四个过程。在CHY4000A开口机试制的同时，我公司针对其设计验证及性能测试与三峡大学联合开发了冲击功测定系统。主要由两大部分组成：1、IPC-610MB系统、AMDAM系统及PCI1970HG完成静态数
8、据检测及后期数据处理；2、IPC610P系统、PCI-1714瞬态数据采集板完成变力的数据采集及预处理。该系统是一个高速的采集系统，经过数据处理，可以直接检测到开口机的冲击频率和积分自动算出开口机的冲击功。2006年初，初步完成了该系统研发建设项目，并在2006年56月份的时候对CHY4000A液压开口机性能的初步测定，但是由于能量吸收装置不够理想，造成将压电传感器直接损坏了，只取得了部分的数据。后对能量吸收装置进行了改进，在2006年9月份的时候重新进行了测试。测得冲击频率为28HZ，冲击功为494J，基本达到了设计的要求。在后面接下来又对其进行了疲劳强度试验，完成了10000次高低压启动实
9、验和长达一个月的冲击实验，给该机的维护和保养上收集了大量的一手资料。三、开口机的维护和保养在谈开口机的维护和保养时，请看图。1、开口机的吹风管部分，就目前我们看到的这个吹风管的结构，是经过我们实验，并结合HS571进口开口机现场使用情况，进行了6次修改后定下来的结构，这并不是我夸大其词，要是大家不相信可以查阅我们的设计资料有ABCDEF共6个版本。为什么要先讲吹风管呢？在用HS571进口开口机的厂家应当都身有感触，就是后面漏水，漏水漏到外面也不是什么大事，但是若漏到开口机里面，哪可就要出大事，因为水漏到开口机内，会造成里面元件的锈蚀，会很快造成开口机的损坏。所以就有了现在我们看到的这个吹风管的
10、结构，虽然简单，但是一个不是办法的办法，为什么这么说呢？主要是这个部分密封确实是一个难点，既有旋转运动，又有往复运动，而且往复频率又特别高，造成密封件与密封面的线速度特别高，经过计算分析，活塞最高线速度为8.6m/s，但是振打杆在对不同硬度的物体工作时运动的线速度却超过了10m/s，而所有密封件的线速度最大也只有10m/s，这个密封件指的是进口密封件，国产密封件更是难满足要求，所以后面漏水的确是一个令人非常头痛的问题。不能解决完全不漏，哪么就只能去监测它什么时候漏，然后去更换密封件。因此在设计上就出现了目前尾部开了一个小孔的吹风管，它前两道密封主要是密封高压水气，然后是一个御荷槽，可以将漏出的
11、高压水气排出，同时又可以观察到，确定什么时候换密封圈，最后一道密封的作用就是在泄漏以后防止水进入机器内部。2、开口机的气雾润滑，（图）在开口机前端和尾部有两个气润滑口，对这个气雾润滑，大家千万不可忽视，因为它直接给前后的两对支承自润滑轴套、花键套等件提供润滑，同时还可以对活塞打击端进行降温，对前后密封腔起到气压平衡，辅助密封等作用。所以要定期要检查油雾器里是否有油，并急时补充润滑油。气雾润滑的气压一般控制在0.20.4Mpa，气量为300l/min，油雾器的排量控制在30滴/min，这些细节一旦被忽视，开口机就会失去润滑，哪么就会加速自润滑铜套、花键套等元件的磨损。（看花键套磨损后的照片）3、
12、旋转齿轮箱内要定期检查加油，旋转齿轮箱内加注的是齿轮润滑油，主要作用是对旋转齿轮箱内的齿轮、轴轴承等件进行润滑，但是由于机器工作环境温度较高，所以齿轮箱内的油会出现被烤干的情况，这样就会造成齿轮的异常磨损、轴承的损坏、密封件的损坏，最终是机器不能旋转，这在一些使用过进口开口机的厂家可能发生过这种故障；另外齿轮箱的密封靠的是旋转密封件，在缺油或少油的情况下工作或是长期工作，也会造成密封件的损坏或密封件的正常磨损，其结果就是开口机齿轮箱内的齿轮油泄漏，这种情况下，有可能会误认为是开口机冲击活塞处漏油，在检修的时候会将冲击活塞的密封件及冲击活塞进行更换，造成不必要的经济损失。而判断方法也比较简单，可
13、以将冲击部分和旋转部分分开接油管试验，就可以很明显地看出到底是哪漏油，这样就可以有针对性的对损坏零件及密封件进行更换，节约维修成本。4、蓄能器，蓄能器结构虽然较简单，但是也是一个经常出问题的地方。蓄能器分为高压蓄能器和低压蓄能器，而高压蓄能器比低压蓄能器更容易出问题，所以，一是蓄能器内的氮气压力要定期检查，检查周期为每50个工作小时，一旦发现气压在达不到要求时应急时补充氮气，氮气气压一般为系统压力的1/3，当氮气压过低时开口机的冲击力会明显降低；二是开口机使用过程中，开口机不要超压使用，因为蓄能器内的皮碗抗拉强度及压皮腕的螺钉强度都是在额定压力情况下计算得出的，超压使用会很快造成皮碗的损坏，有
14、时还会将蓄能器上的压盖螺钉拉断，这都是发生过的事，现在我们看到的CHY4000A蓄能器是经过好几次修改，并对蓄能器压盖螺钉安全系数提高后的情况；三是蓄能器皮碗要订备件，因为使用中会正常损坏，其使用周期各个厂家情况有可能不一样。5、冲击部分的检修，冲击部分可以说这个机器的最关键的部分，当使用时间累计达200小后，就要对其进行拆机检修。最有可能出现的问题是缸体内孔、活塞外圆表面、支承套内孔出现拉伤的情况，如果是较小的划痕，则可以用细砂布或油石擦掉就可以了，如果是大面积的拉伤，则只有更换零件或交给专业厂家来修理；在所有件均没有划伤的情况下，我们也要对活塞和导向套的配合间隙进行测量，如果没有量具，也可
15、以通过塞尺来检测其磨损情况，如果配合间隙大于0.060.07mm时，则对前后导向套要进行更换。如果不及时更换导向套，接下来的就会拉伤活塞和缸体，会造成更大的损失。6、冲击活塞及振打杆，这两个件是直接受力件，而且使用的频率也非常高，正常工作中，在打击点处会产生大量的热量，而且温度也较高，这样就会造成工件表面的疲劳损伤，所以在使用这种机器的厂家多少都会备有这些件的备件，在这里，要再一次重声开口机的使用压力，因为所有材料都它自己的屈服强度，在超压使用的情况下，就会超过材料的屈服强度，这很快就会造成活塞和振打杆的直接损坏。（看损坏后的照片）在正常使用的情况下，活塞和振打杆也会损坏，为了避免出现损坏后再维修时不易拆开的麻烦，建议各个厂家可以对这两个件进行统计其使用寿命，然后对其进行定期更换，当然，要是各个
