多功能全液壓鉆機系統及工作原理

羅明述

【摘要】本文介紹了一種全液壓鉆機的液壓系統及工作原理。

【關鍵詞】全液壓鉆機；液壓系統；工作原理

【Abstract】This paper introduces a kind of hydraulic system and working principle of fully hydraulic drill.

【Key words】Hydraulic drilling rig；Hydraulic system；Principle of work多功能全液壓鉆機系統及工作原理

0引言

鉆機一般是在礦洞或露天等地點進行鉆孔作業，工作時噪聲大，鉆機附近粉塵較大，尤其是在無除塵設備、工作場地相對封閉情況時，整個工作環境相當惡劣。為了保證操作者的安全，使其遠離噪聲、粉塵，同時又能使操作人員始終處于最佳觀察控制位置進行操作。我們設計了一種全液壓系統鉆機，其鉆桿的旋轉、推進、退出以及鉆桿傾角的調整、固定等都是由液壓傳動實現的。該鉆機液壓油源、控制臺和主機三部分采用了分體結構，各部分之間用高壓橡膠軟管進行連接。所以，控制臺可靈活地放置在較遠的地方。

1結構原理簡介

圖1所示為主機部分的結構簡圖，鉆頭(圖中未畫出)裝夾在回轉頭上，支撐液壓缸1用于支撐工作滑臺并調節其傾角，使其在0°(水平)~90° (向上)范圍內可調。工作時，液壓馬達2、3共同驅動工作滑臺上的回轉頭帶動鉆桿旋轉，同時推進液壓缸4推動工作滑臺前進，使鉆桿鉆進。反之，推進液壓缸退回，同時鉆桿反向旋轉，退出鉆桿。

圖1主機部分的結構簡圖

1.支撐液壓缸；2、3.液壓馬達；4.推進液壓缸.

2液壓系統及其工作原理

全液壓鉆機的液壓系統原理圖如圖2所示。液壓系統的液壓執行器有支撐液壓缸1、液壓馬達2、3和液壓缸4，其功用見2所述。

液壓系統的高壓油源部分由油箱19、吸油過濾器17、電動機16、單向變量液壓泵15、溢流閥14、高壓過濾器13、壓力表及其開關P1和回油過濾器18等元件組成。油箱為封閉式結構，其上裝有油溫計20、液位計21和空氣過濾器(圖中未畫出)等。

油源的核心是液壓泵15，由電動機16驅動為各執行機構提供壓力油。溢流閥14對液壓系統起安全保護作用，液壓系統最高壓力由該閥設定。壓力表及其開關P1用于觀測液壓系統的壓力。高壓精過濾器13對壓力油進行精過濾，以保證油液淸潔度，不致因油液雜質拉傷液壓缸或損壞其他液壓系統元件。

控制部分由調速閥12、三聯多路換向閥10、液控單向閥5及6、分流閥7、單向調速閥8及9、壓力表及其開關P2~P5等組成，起著控制各液壓缸的壓力、流量、方向和觀測其工作壓力的功用。其中三聯三位四通手動閥10-1、10-2和10-3用于控制各液壓缸的運動方向。

圖2全液壓鉆機的液壓系統原理圖

1.支撐缸；2、3.液壓馬達；4.推進缸；5-6.液控單向閥；7.分流閥；8-9.單向調速閥；10.多路換向閥；11-14.溢流閥；12.調速閥；13.高壓過濾器；15.單向變量泵；16.電動機；17.吸油過濾器；18.回油過濾器；19.油箱；20.油溫計；21.油位計

當支撐液壓缸1伸縮時，其他液壓缸不工作，此時調速閥12控制支撐液壓缸活塞桿的伸縮速度，以改變鉆桿傾角。當支撐液壓缸調節完成后，多路換向閥10中的閥10-1置于中位，鉆桿的傾角固定，支撐液壓缸由液控單向閥5和6構成的雙向液壓鎖加以鎖緊。

當鉆桿鉆進或退出時，多路換向閥10中的閥10-2、10-3各自切換至相應位置，推進速度或退出速度由單向調速閥8、9調整，壓力表P4、P5分別顯示推進液壓缸進給壓力或退出壓力。液壓馬達2和3的同步運動由分流閥7控制，馬達轉速用調速閥12調整，從而控制鉆桿的轉速，通過壓力表P2、 P3可觀測到馬達2和3的進、出口壓力，進而得知鉆桿的轉矩。

3結語

我礦自2011年使用該鉆機后，工人反映勞動強度降低了，噪聲粉塵減少了，機器操作簡單方便了，掘進進度也提高了。

［責任編輯：薛俊歌］