钢丝螺套内螺纹紧固法解决闪速炉捅风眼机竖轴固定螺栓脱扣难题
摘要：闪速炉捅风眼机减速机是主动椎齿轮连接传动轴旋转，与从动伞齿轮啮合（俗称盆角齿），啮合点向下转动，驱动竖轴下端齿轮与齿条上啮合，实现捅风眼机机构行走。由于竖轴底座是靠减速机壳体上的四条栽丝铰制孔螺栓固定，减速机在工作时主动椎齿轮产生的轴向窜动力与从动伞齿轮顶牛、撞击，形成震动、冲击的破坏力。导致壳体上四条铰制孔螺栓的螺纹脱口、乱牙。严重时螺栓被整体拔出，使轮啮合失效导致捅风眼机瘫痪。是长期困扰捅风眼机正常使用的一个技术难题，严重影响了闪速炉系统正常的生产秩序。本文重点探讨了成功解决这一技术难题的方法。
关键词：钢丝螺套 铰制孔螺栓 脱口乱牙 攻丝、扩孔
一、闪速炉捅眼机减速机简介
捅风眼机是为转炉供风的重要设备，在转炉吹炼过程中，为保证吹炼作业正常捅风提供所需风量。捅风眼机的作用就是通过钢钎的往复运动，将粘接在风眼附近的粘接物清理干净，将空气送入炉内。减速机是捅风眼机重要的传动机构，其工作原理是：减速机主动椎齿轮转动时，与从动竖轴伞齿轮啮合，向下转动，通过竖轴底部的齿轮与轨道齿条啮合，实现了捅风眼机精确、均匀的间歇行走。
二、存在的问题及对生产的影响
捅眼机减速机是金川公司机械厂自主研制的产品（图号031996——06），其壳体材料是珠光体灰铸铁，其缺点是抗拉强度低，塑性、韧性差。向齿条传递动力的竖轴底座是靠减速机壳体上的四条栽丝
铰制孔螺栓固定。
减速机在工作时由于主动椎齿轮轴向窜动（设计制造误差缺陷），导致与从动竖轴伞齿轮啮合失效，齿与齿顶牛、撞击，形成震动、冲击的破坏力。由于减速机壳体材质是铸铁的，其基体上的四条栽丝铰孔螺栓在上述破坏力作用下导致螺纹脱口、乱牙，严重时螺栓被整体拔出。针对这个难题，生产单位采取被动维护方法，平均两个星期安排岗位人员紧固一次螺栓。但是这样的预防措施治标不治本，平均两个月左右就有两条螺栓从基体中被整体拔出，采取的措施就是重新攻丝安装。
每年单台捅眼机因为上述事故被迫停车次数较多，非计划性停车检修长达40-50天，严重影响转炉吹炼作业，影响生产车间稳产、高产。
针对铸铁基体这种低强度材质的螺纹孔容易使螺纹脱扣或乱牙的缺陷，如何才能够有效的消除材质缺陷，提高连接强度？在广泛查阅了许多技术资料，发现国内外相关企业针对类似难题所采取的先进方法－－钢丝螺套内螺纹紧固法。
钢丝螺套是一种新型的内螺纹紧固件，它是用高强度、高精度、表面光洁的冷轧菱形不锈钢丝精确加工而成的一种弹簧状内外螺纹同心体。主要用于增强和保护低强度材质的内螺纹。其原理是在螺钉和基体内螺纹之间形成弹性连接，消除螺纹制造误差，提高连接强度。钢丝螺套嵌入铝、镁合金、铸铁、玻璃钢、塑料等低强度的工程材料的螺纹孔中，能形成符合国际标准的高精度内螺纹，具有连接强度高，抗震、抗冲击和耐磨损的功能，并能分散应力保护基体螺纹，大大延长基体的使用寿命。另外，钢丝螺套还可以在原基体上的螺纹脱扣或乱牙时，作为修复手段，而不致造成整个基体报废，并且维修方便，快速经济。
经过调研、比对提出“钢丝螺套内螺纹紧固紧固法解决捅风眼机减速机竖轴固定螺栓脱口难题”的合理化建议，被采纳以后与生产单位积极配合，对闪速炉三台捅眼机减速机都进行了相同方法改造，这个创新措施有效解决了竖轴座紧固螺丝螺纹脱扣、螺栓拔出的质量缺陷，保证设备运行的稳定性。
三、钢丝螺套内螺纹紧固法实践总结
（一）钢丝螺套装配前的工作步骤
1、钻孔
根据钢丝螺套 攻丝标准，不同的规格选用相对应的标准钻头钻孔 , 钻孔深度大于或等于钢丝螺套安装深度；注意不要将孔钻成锥形 , 切屑要清除干净。
具体改造方法是把原来四条M24Ｘ80双头螺栓改用为M30Ｘ90的双头螺栓，所以底孔统一按照钢丝螺套有关规范 将减速机基体钻为φ31、深度45.75mm的底孔，为攻丝做好准备。
2.攻丝
使用 钢丝螺套专用丝锥攻丝，攻丝的长度必须超过 钢丝螺套长度。攻丝时要适当地选择攻丝方法和润滑，用力均匀，以防折断丝锥。攻丝后，螺纹孔应清理干净。根据钢丝螺套攻丝标准，将减速机基体孔攻丝，底孔最终达到直径d1﹦35.2mm、螺套长度L﹦45mm的标准底孔。
3、安装
采取手工安装的方法，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。
严格按照上述步骤操作以后，最终将M30×90长的四条双头螺栓成功安装到减速机基体孔中，并且对称紧固达到预紧力。确保从动竖轴座与减速机壳体连接牢固。
四、结论及效益
经过上述方法改造以后，取得了很好的效益。
1、延长使用寿命：由于钢丝螺套是不锈钢材料，具有较高硬度，使较软的基件螺纹寿命增加几十到几百倍；增加了其强度，也避免了脱扣，乱扣现象的发生。
2、增强螺纹连接强度：应用于减速机铸铁壳体，能有效增强螺纹的连接强度，铸铁的普通内螺纹，其最大的抗拉强度为1394N，而预装钢丝螺套的内螺纹，其最小抗拉强度可达2100 N。
3、改善连接条件，增加螺纹连接的承载力和抗疲劳强度。由于钢丝螺套是弹性紧固件，使用钢丝螺套可以消除螺钉与螺孔之间的螺距和牙型偏差，使载荷均匀分布，从而提高了螺纹连接的承载能力和抗疲劳强度。
4、防锈死：钢丝螺套材料本身的特性和其表面极光滑，在潮湿、腐蚀等恶劣环境中使用，不会使配合的基体锈死，避免了因螺纹孔锈死无法拆卸而更换昂贵基体的损失。特别适合闪速炉作业环境。
5、捅风眼机工作时会产生强烈的震动和冲击，钢丝螺套的特殊构造在此环境中能很好的抗震、防松脱，将螺钉锁紧于螺孔中，不会松脱，其锁紧性能优于其他锁紧装置。
6、降低了维修成本和备品备件加工成本，三台减速机全年降低因为故障停车造成的损效益上20万元以上。
参考文献：
1. 《钢丝螺套-高强度紧固件的螺纹技术》 ．
2. 《卫星总装中钢丝螺套装配工艺》
3. 《钢丝螺套的设计与功用 》 ．
4. 《钢丝螺套安装标准》（航标HB6203-89)
5. 《钢丝螺套连接强度试验报告 》
