多功能全液壓鉆機(jī)系統(tǒng)及工作原理

羅明述

【摘要】本文介紹了一種全液壓鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)及工作原理。

【關(guān)鍵詞】全液壓鉆機(jī)；液壓系統(tǒng)；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(jī)系統(tǒng)及工作原理

0引言

鉆機(jī)一般是在礦洞或露天等地點(diǎn)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，工作時(shí)噪聲大，鉆機(jī)附近粉塵較大，尤其是在無除塵設(shè)備、工作場(chǎng)地相對(duì)封閉情況時(shí)，整個(gè)工作環(huán)境相當(dāng)惡劣。為了保證操作者的安全，使其遠(yuǎn)離噪聲、粉塵，同時(shí)又能使操作人員始終處于最佳觀察控制位置進(jìn)行操作。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種全液壓系統(tǒng)鉆機(jī)，其鉆桿的旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)、退出以及鉆桿傾角的調(diào)整、固定等都是由液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。該鉆機(jī)液壓油源、控制臺(tái)和主機(jī)三部分采用了分體結(jié)構(gòu)，各部分之間用高壓橡膠軟管進(jìn)行連接。所以，控制臺(tái)可靈活地放置在較遠(yuǎn)的地方。

1結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)介

圖1所示為主機(jī)部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，鉆頭(圖中未畫出)裝夾在回轉(zhuǎn)頭上，支撐液壓缸1用于支撐工作滑臺(tái)并調(diào)節(jié)其傾角，使其在0°(水平)~90° (向上)范圍內(nèi)可調(diào)。工作時(shí)，液壓馬達(dá)2、3共同驅(qū)動(dòng)工作滑臺(tái)上的回轉(zhuǎn)頭帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，同時(shí)推進(jìn)液壓缸4推動(dòng)工作滑臺(tái)前進(jìn)，使鉆桿鉆進(jìn)。反之，推進(jìn)液壓缸退回，同時(shí)鉆桿反向旋轉(zhuǎn)，退出鉆桿。

圖1主機(jī)部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

1.支撐液壓缸；2、3.液壓馬達(dá)；4.推進(jìn)液壓缸.

2液壓系統(tǒng)及其工作原理

全液壓鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖如圖2所示。液壓系統(tǒng)的液壓執(zhí)行器有支撐液壓缸1、液壓馬達(dá)2、3和液壓缸4，其功用見2所述。

液壓系統(tǒng)的高壓油源部分由油箱19、吸油過濾器17、電動(dòng)機(jī)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(guān)P1和回油過濾器18等元件組成。油箱為封閉式結(jié)構(gòu)，其上裝有油溫計(jì)20、液位計(jì)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(dòng)機(jī)16驅(qū)動(dòng)為各執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供壓力油。溢流閥14對(duì)液壓系統(tǒng)起安全保護(hù)作用，液壓系統(tǒng)最高壓力由該閥設(shè)定。壓力表及其開關(guān)P1用于觀測(cè)液壓系統(tǒng)的壓力。高壓精過濾器13對(duì)壓力油進(jìn)行精過濾，以保證油液淸潔度，不致因油液雜質(zhì)拉傷液壓缸或損壞其他液壓系統(tǒng)元件。

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

圖2全液壓鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖

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

當(dāng)支撐液壓缸1伸縮時(shí)，其他液壓缸不工作，此時(shí)調(diào)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(dāng)支撐液壓缸調(diào)節(jié)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(gòu)成的雙向液壓鎖加以鎖緊。

當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)或退出時(shí)，多路換向閥10中的閥10-2、10-3各自切換至相應(yīng)位置，推進(jìn)速度或退出速度由單向調(diào)速閥8、9調(diào)整，壓力表P4、P5分別顯示推進(jìn)液壓缸進(jìn)給壓力或退出壓力。液壓馬達(dá)2和3的同步運(yùn)動(dòng)由分流閥7控制，馬達(dá)轉(zhuǎn)速用調(diào)速閥12調(diào)整，從而控制鉆桿的轉(zhuǎn)速，通過壓力表P2、 P3可觀測(cè)到馬達(dá)2和3的進(jìn)、出口壓力，進(jìn)而得知鉆桿的轉(zhuǎn)矩。

3結(jié)語

我礦自2011年使用該鉆機(jī)后，工人反映勞動(dòng)強(qiáng)度降低了，噪聲粉塵減少了，機(jī)器操作簡(jiǎn)單方便了，掘進(jìn)進(jìn)度也提高了。

［責(zé)任編輯：薛俊歌］