芬蘭多福（Doofor）液壓鑿巖機述評

(北京科技大學機械工程學院，北京100083）

1 芬蘭多福公司與杭州海聚公司簡介

芬蘭多福（Doofor）公司成立于1987年，從1993年開始，多福公司推出了多款液壓鑿巖機，沖擊功率級別范圍為5-25 kW。多福系列液壓鑿巖機是多福公司獨立開發的產品，遺傳北歐基因，秉承了斯堪的納維亞國家精密制造，注重細節的傳統。多福液壓鑿巖機配用在露天鑿巖鉆機、挖改鉆機、石材鉆機、鑿巖臺車、TBM超前鉆機、破拆及緊湊型鉆機、錨桿鉆機、地質鉆機和高爐開鐵口機等，多福液壓鑿巖機產品及其零部件銷往世界各國。

多福液壓鑿巖機2010年進入中國，在目前中國市場上，多福液壓鑿巖機是使用量和聲譽僅次于安百拓、山特維克、蒙特貝的外國品牌。已經在中國20多家公司主機產品上配套使用或試用，用戶有：湖南五新隧裝、徐工鐵路裝備、唐山東方液壓、陜西黃通、石家莊南車、山河智能、重慶聚亨機械、桂林華力重工、中水電基礎局、中煤科工（重慶和西安）、冀凱裝備、石家莊中煤、廣西徐沃、杭州海聚等。

但是多福鑿巖機的銷售數量，銷售型號，用戶現場使用反饋意見，完成的鑿巖鉆孔工程量等報道，筆者還沒有在媒體和網絡上查到。

杭州海聚動力科技公司（Hangzhou Mobile Hydraulic Power Technology Co.,Ltd.,英文縮寫：MHP），是一家以液壓傳動與控制技術為核心的高科技企業，前身為芬蘭Oy GoSharing Ltd.。于2003年10月成立。2007年公司的主要成員轉移到中國杭州發展，提供專用車輛和工程機械液壓與控制系統整體解決方案。海聚公司總經理孫威畢業于浙江大學，留學芬蘭，獲得芬蘭博士學位，與芬蘭工業界有密切聯系。

2011年開始，海聚公司代理銷售芬蘭多福液壓鑿巖機，提供配套的液壓系統方案及安裝方案和售后服務。圖1是海聚公司生產總監在芬蘭多福公司，圖2是多福公司首席技師在杭州海聚公司。

圖1 海聚公司生產總監在芬蘭多福公司（2011年6月）

圖2 多福公司首席技師在杭州海聚公司（2011年10月）

2 多福液壓鑿巖機產品型號匯總

根據海聚公司資料介紹，2010年以前多福鑿巖機有7個型號，2010年多福鑿巖機有9個型號，2012年多福鑿巖機有11個型號，眼下究竟有多少個型號，沒有現成資料。多福鑿巖機型號資料頗為混亂，同一產品，不同年份資料上的型號不一定相同。不同的資料，型號的個數不同，不容易整理清楚。表1是筆者收集到的多福鑿巖機型號匯總（資料收集截止時間為2020-2-27）。

產品的功率級別有10個，基本型號有21個，可選型號共15個，共有型號36個。其中33個型號資料來自于多福公司網站，3個型號來自于海聚公司網站。基本型號是最主要的型號，可選型號是次要型號。

3 多福鑿巖機產品型號的詮釋

鑿巖機產品型號由字母和數字組成，產品型號組成中的數字最好能夠直接反映最主要的技術參數，便于用戶與經銷商記憶與識別，數字一般應該反映以下技術參數：

（1）鑿巖機的沖擊功率，如安百拓公司液壓鑿巖機RD18，RD22，COP1838。

（2）釬尾規格，如安百拓公司液壓鑿巖機COP1838，COP1840，COP2560。

（3）鑿巖機重量，如中國液壓鑿巖機YYG150，YYG175，YYG180。

（4）適宜鑿巖孔徑，目前還沒有找到實例。

沒有查到可以完整解讀多福鑿巖機型號的組成和含義的多福公司資料。筆者試圖分析和解讀多福鑿巖機型號的組成方式和含義，不一定正確，求指正，也不一定全面，供參考。

多福鑿巖機產品型號的含義詮釋見表2，產品型號是由公司代碼+基本型號+可選型號3個部分組成。其中第1部分是公司的代碼，是不變代碼。第2部分是基本型號，由功率代碼（可變代碼）和結構代碼（可變代碼）組成，都是不可省略的。第3部分是可選型號，由一級可選代碼和二級可選代碼組成，都是可省略的。

表1 多福鑿巖機型號匯總

表2 多福鑿巖機型號含義詮釋

4 基本型號的多福鑿巖機

4.1 采用陰螺紋釬尾的多福鑿巖機

只有DF430F,DF530F 兩種型號多福鑿巖機采用陰螺紋釬尾，圖3中，左上圖采用陰螺紋釬尾，右下圖采用陽螺紋釬尾。一般只有小型鑿巖機采用陰螺紋釬尾，沖擊功率不大于10 kW，孔徑不大于45 mm。

4.2 地質鉆進用的多福鑿巖機

3種型號DF540G，DF550G，DF560G多福鑿巖機是專為地質巖芯鉆機、熱井鉆機配套用的液壓鑿巖機，因為沒有回轉機構，因此稱為液壓沖擊器更為貼切，DF550G 外形見圖4。

4.3 低中心高的多福鑿巖機

圖3 陰螺紋釬尾（DF430F）與陽螺紋釬尾（DF430S）

圖4 DF550G液壓鑿巖機

多福低中心高液壓鑿巖機有6個型號：DF530L，DF538L，DF540L，DF550L，DF560L，DF580L。

中心高就是釬尾中心軸線到鑿巖機機身最高點的距離，低中心高鑿巖機的中心高一般不大于85 mm。低中心高鑿巖機適用于地下巷道和隧道掘進鑿巖，當然也可以用于露天鑿巖。而露天使用的鑿巖機不一定適用于巷道和隧道掘進鑿巖。

DF550L的高度尺寸很小，最大高度只有84 mm，旁側供水或供氣，可以采用空氣和水沖洗，沖洗零部件采用塑料和青銅材料，以利于防銹，外形見圖5。圖6是DF560L液壓鑿巖機

4.4 標準型號的多福鑿巖機

多福鑿巖機標準型號共有7種：DF430S、DF500S、DF530S、DF538S、DF600S、DF700S、DF800S，是基本型號中數量最多的類型，標準型號的沖擊功率范圍是5-25 kW，孔徑范圍是36-127 mm。

標準型號采用外螺紋釬尾連接釬桿，釬桿與釬尾采用螺紋連接，可接多根釬桿，打深孔。一般采用旁側供水或供氣結構，采用空氣或水排渣。

圖5 DF550L液壓鑿巖機

圖6 DF560L液壓鑿巖機

圖7 DF500S液壓鑿巖機

S型（標準型）鑿巖機可能是鑿巖機最初的型號，F型（陰螺紋型）及L型（低中心型），為S型的變形。

孔徑45 mm 以下的鑿巖機中心高比較小，可用于露天鑿巖，也可用于巷道掘進鑿巖等工況。DF500S外形見圖7，DF530S外形見圖8。

圖8 DF530S液壓鑿巖機

孔徑45 mm 以上的鑿巖機的中心高很大，主要用于露天鑿巖鉆孔，DF550S外形見圖9，DF600S外形見圖10，DF800S外形見圖11，DF800S是2016年推出的，設計上有不少創新。

4.5 采用內六角夾釬器的多福鑿巖機

圖9 DF550S液壓鑿巖機

圖10 DF600S液壓鑿巖機

圖11 DF800S液壓鑿巖機

采用內六角夾釬器的多福鑿巖機共有3種型號：DF430X、DF500X、DF530X。

內六角釬桿夾持方式和手持式、支腿式氣動鑿巖機是一樣的，直接用內六角夾頭固定釬桿，鑿巖孔徑不大于45 mm，釬桿規格為108×22或108×25，只能用一根六角釬桿作業，適合于淺孔鑿巖，采用中心供水或供氣方式排渣，主要應用于采石打炮眼、錨桿支護鉆孔。

圖12是DF430X液壓鑿巖機，圖13是DF530X液壓鑿巖機。

圖12 DF430X液壓鑿巖機

圖13 DF530X液壓鑿巖機

5 一級可選代碼的多福鑿巖機

5.1 BLT（沖洗頭變體）選項

多福鑿巖機除了標準沖洗頭之外，還有三種變體：應用于打錨桿孔的短沖洗頭，帶額外沖洗密封的長沖洗頭，注漿用的特殊沖洗頭。多福低中心鑿巖機DF540L、DF550L、DF560L 可以選配變體沖洗頭，BLT代碼并不能表示是哪一種變體，還要用文字說明。

當然不同長度沖洗頭，需要配用不同長度的釬尾，短沖洗頭也可以采用陰螺紋釬尾。圖14是標準沖洗頭，圖15是短沖洗頭（配陰螺紋釬尾）。

5.2 EXT（拔釬器）選項

圖14 標準沖洗頭

圖15 短沖洗頭（配陰螺紋釬尾）

EXT選項是在鑿巖機上加裝拔釬器(反錘)。拔釬器將釬尾拉回沖擊位置，使鑿巖機卡釬時能更有效地把釬桿從巖石中拔出來。標準沖洗頭的DF540L、DF550L和DF560L 鑿巖機，可以選配EXT 拔釬器。

6 二級可選代碼的多福鑿巖機

標準鑿巖機回轉機構都是單馬達驅動，如果需要更大回轉扭矩，可以選擇二級可選代碼2M。2M 鑿巖機的齒輪箱總成中采用兩個馬達驅動。DF540L、DF550L和DF560L 鑿巖機均可選配雙馬達（2M）。雙馬達（2M）也可以與BLT 沖洗頭或EXT 拔釬器一起作為組合使用。圖16是雙馬達的液壓鑿巖機。

7 多福液壓鑿巖機的性能特點

7.1 低壓大流量

多福鑿巖機沖擊壓力范圍是100-140 bar，明顯低于安百拓公司液壓鑿巖機的200-250 bar，也低于山特維克鑿巖機的沖擊壓力。多福公司認為低壓大流量設計，有許多優點，諸如元件工藝精度要求較低，內泄露少，效率高，元件壽命長等。

圖16 雙馬達的液壓鑿巖機

與多福公司的設計理念不同，筆者認為最好盡可能提高鑿巖機工作壓力。與鑿巖機配套的露天鉆機，地下臺車，液壓挖掘機，系統壓力范圍普遍為250-350 bar，也有高達350-450 bar的，如果鑿巖機壓力過低，可能要加減壓閥，增加了系統復雜性。

如果降低系統壓力，以適應鑿巖機的低壓，勢必要增大系統流量，液壓泵、液壓閥和油缸的規格尺寸都要隨之加大，整個系統的重量體積都要加大，成本也要加大。

液壓技術的發展是一個不斷提高系統工作壓力的過程。挖掘機壓力在1970年代只有63 bar，現在普遍達到300 bar 以上。高壓小流量可以提高元件的功率密度（輸出功率與元件重量之比），也減少了液流流動阻力，提高了系統效率。

7.2 高頻沖擊

為了提高鑿巖機的沖擊功率和鑿孔速度，而又保持鉆具足夠的使用壽命，只能提高沖擊頻率。有些安百拓液壓鑿巖機沖擊頻率已經達到100-140 Hz。不斷提高沖擊頻率，是鑿巖機技術發展的趨勢。

據稱多福是全球最早采用高頻沖擊技術的廠家，據說多福鑿巖機最高沖擊頻率已經達到100-120 Hz。

沖擊頻率與沖擊能量是實測參數，是反映鑿巖機性能高低的主要指標。沖擊能量的測試比較困難，但是沖擊頻率的測試是比較容易的，其他公司的鑿巖機產品大都公布其沖擊頻率數據。多福鑿巖機特別聲稱以高頻沖擊為其特點，但遺憾的是在多福公司網站的資料中，很難查到沖擊頻率的數據，更難查到沖擊能的數據。

多福鑿巖機只標注了沖擊功率數據，沖擊頻率與沖擊能都不標注，沖擊功率數據是沖擊頻率與沖擊能量的乘積，是一個計算參數，而非實測參數。不知道鑿巖機的沖擊功率數據是如何得到的。

8 多福液壓鑿巖機沖擊機構結構特點

8.1 DF550S沖擊機構的結構

圖17是DF550S沖擊機構的結構圖，由圖可見，活塞零件號為1727808，活塞外形呈梯形。配流閥零件號為2932045，配流閥為套閥，套在活塞上，與活塞同軸線。DF550S沖擊機構帶殼體內裝有缸套，殼體零件號為2443065，缸套零件號為2586010。

8.2 梯形活塞形狀

活塞零件號為1727808，可見活塞外形呈梯形。梯形活塞設計，使活塞對力的傳遞更加有效，多福鑿巖機活塞能夠在每一個沖程的最后時刻產生最大沖擊力。圖18是多福液壓鑿巖機活塞的形狀與沖擊力示意圖。

8.3 三通套閥

配流閥零件號為2932045，配流閥為套閥，可以推論鑿巖機是前腔常高壓，后腔配流的工作原理。套閥為三通閥，結構簡單。閥的直徑大，閥與活塞的液流通道距離最短，減少液壓流動功率損失。

圖17 DF550S沖擊機構的結構

圖18 多福液壓鑿巖機活塞的形狀與沖擊力

8.4 鑄鋼殼體

殼體零件號為2443065，缸套零件號為2586010。因為采用了缸套，殼體可以采用鑄造成形，使得殼體結構形狀的合理均衡設計成為可能，鑿巖機的殼體既輕又小，最大程度地利用材料，但強度卻很大。

9 多福液壓鑿巖機回轉機構結構特點

9.1 液壓馬達靈活布置

回轉機構模塊化設計，簡單可靠，布置緊湊。可以選擇左側安裝液壓馬達，也可以選擇右側安裝，方便鑿巖鉆車的設計。還可以選擇雙側同時安裝液壓馬達，以提供更大扭矩。

9.2 低中心高

中心高就是釬尾中心軸線到齒輪箱最高點的距離，據稱，世界上同功率鑿巖機相比，多福鑿巖機中心高最小。有利于減少隧道和巷道的欠挖或超挖。遺憾的是，中心高這個重要外形參數，在低中心高型號鑿巖機參數表中沒有明確標注。對于隧道和巷道掘進的斷面邊孔布置來說，鑿巖機中心高參數是不可缺少的。

10 小結

（1）多福鑿巖機沖洗頭除了標準型之外，還有三種變體可供選擇，有利于用戶使用。

（2）用于地質鉆機的液壓沖擊器，可能是多福公司獨有的產品。

（3）低壓大流量設計理念是否符合液壓鑿巖機發展趨勢，值得討論。

（4）多福公司沒有公開標注鑿巖機性能參數（沖擊頻率與沖擊能），是需要改進的。

（5）多福液壓鑿巖機是多福公司獨立開發的原創產品，遺傳芬蘭基因，秉承了北歐斯堪的納維亞國家嚴謹認真、注重細節的傳統，值得中國企業虛心學習。

多福是在中國市場排名第四的液壓鑿巖機品牌，為中國用戶提供了更多的選擇。