YZ-35D牙輪鉆機小車制動的改進

劉時富，謝華愛

（江西銅業(yè)集團有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

德興銅礦是亞洲第二大的露天銅礦，礦山生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)如采礦、掘進、運輸幾乎所有作業(yè)工序都有不同的制動系統(tǒng)［1］。露天采場生產(chǎn)因大量使用大型移動式機械設(shè)備和大爆破,設(shè)備的制動效果就顯得尤為的重要。德興銅礦露天開采強度大,機械化程度高,受地面氣象條件影響,制動的安全事故常具突發(fā)性［2］。

YZ-35 型牙輪鉆機是現(xiàn)德興銅礦采礦場鉆孔的主要設(shè)備，其產(chǎn)能大效率高，構(gòu)造復(fù)雜，內(nèi)部包括眾多機械及電氣設(shè)備［3］。德興銅礦使用的牙輪鉆機是中鋼集團衡陽重機有限公司生產(chǎn)的YZ-35D 牙輪鉆機，牙輪鉆機每作業(yè)完一個孔，必須把重約4t 的小車往上提，直到鉆桿離開孔口，然后用主抱閘抱住主機構(gòu)上的抱閘輪，卡頭卡住鉆桿，然后將鉆機移至下一個孔口開始作業(yè)。小車沿26m 高的鉆架齒條上下移動，并通過鏈條傳動而連接主機構(gòu)。提升/加壓是主機構(gòu)兩邊鏈輪通過兩邊的1896 節(jié)的2 寸鏈條（加壓鏈）傳動至小車，而制動也是通過主抱閘抱住主機構(gòu)上的主抱閘輪通過加壓鏈傳動至小車，而使小車停止。在整個制動過程中，就靠一個抱閘工作，而小車上的斷鏈保護裝置不工作［4］。

2 原有的設(shè)計

原來的小車制動控制圖如圖1。

2.1 主提升氣缸原理

主提升氣缸原理圖如圖2。

圖1 原小車制動控制圖

圖2 主升氣缸原理圖

（1）控制制動：主提升氣缸的前、后腔排氣，主提升氣缸主彈簧壓迫活塞和套管，套管又壓迫推桿，使推桿伸出而制動。

（2）工作開閘：主提升氣缸前腔進氣，壓回套管和活塞及主彈簧。后腔排氣，副彈簧將穿過套管活塞的推桿壓回而開閘。

（3）工作制動：制動缸前腔進氣，后腔也進氣，壓氣作用在活塞上，推出穿過套管的推桿而制動。

斷鏈保護器工作原理：鉆機正常作業(yè)時，氣壓從風(fēng)包出來通過16 電磁換向閥進入17、18 斷鏈保護氣缸推動活塞桿向右而松閘。只有當(dāng)兩邊加壓鏈同時斷時，鉆架上的張緊鏈輪軸碰到行程開關(guān)而使得16 電磁換向閥斷電，斷鏈保護氣缸后腔排氣，彈簧壓迫活塞桿向左而制動［5］。

2.2 原有的設(shè)計缺點

（1）在工作過程中，整個重達4t 的小車只有1個主提升氣缸控制，經(jīng)常會出現(xiàn)主抱閘抱不住小車，導(dǎo)致小車下滑，故障率較高。

（2）主抱閘只是抱住主機構(gòu)上的制動輪，然后通過2 寸的鏈條傳動到小車，鏈條長度48.15m，這樣鏈條消耗也大，出現(xiàn)故障時由于是高空作業(yè)，也存在很大的安全隱患。

（3）在正常作業(yè)工程中的制動，斷鏈保護不起作用，斷鏈保護氣缸只有在小車兩邊鏈條同時斷時，才會動作，斷鏈保護氣缸利用率不高，容易生銹及污垢，而真正要使用時可能不動作。

（4）斷鏈保護氣缸到16 電磁換向閥的氣管約50m，如果小車兩邊鏈條斷，16 電磁換向閥動作，造成排氣滯后，兩邊抱閘也無法控制小車下滑。

3 新設(shè)計方案

改進后的小車制動控制圖如圖3。

將原來的2 個斷鏈保護氣缸改成與主提升氣缸一樣。在主提升制動手動閥到主提升氣缸后腔的氣管接1 路氣管通過快排閥然后到斷鏈保護氣缸的后腔［6］。在13 電磁換向閥到主提升氣缸前腔的氣管接1 路氣管通過快排閥然后到斷鏈保護氣缸的前腔。新接的2 路氣管由于要和小車一起上下移動，所以必須用硬質(zhì)氣管取代普通氣管，以免上下移動過程中發(fā)生氣管折疊。新增加的2個快排閥必須安裝在小車上，這樣不會出現(xiàn)排氣滯后。取消16-電磁換向閥，將行程開關(guān)的電接入到主控制開關(guān)，由主控制來控制13 電磁換向閥［7］。

圖3 改進后小車制動控制圖

4 設(shè)計優(yōu)點

（1）在工作過程中，整個重達4t 的小車有3個氣缸控制，而且3 個氣缸的氣由同一路氣控制，確保氣壓基本一樣，確保3 個同時動作，徹底解決了抱閘抱不住小車的問題［8］。

（2）主抱閘抱住主機構(gòu)上的制動輪，斷鏈保護氣缸抱住小車上的制動輪，這樣降低了通過2 寸的鏈條傳動到小車，鏈條長度48.15m 的鏈條消耗，降低了故障，高空維修的頻次減少，大大的減少安全隱患。

（3）在正常作業(yè)工程中的制動，斷鏈保護的氣缸在工作，提高了斷鏈保護氣缸的使用頻率，避免斷鏈保護裝置不經(jīng)常使用而容易生銹及污垢。

（4）保留了原有的斷鏈保護功能。

（5）由于在斷鏈保護氣缸增加了2 個快排閥，消除了小車要緊急制動時排氣滯后問題。讓斷鏈保護功能在緊急制動時發(fā)揮作用。

5 結(jié)論

通過以上改造，鉆機制動效果效果明顯，達到了設(shè)計的要求。維修人員要經(jīng)常檢查三個抱閘帶與抱閘輪的間隙，調(diào)整抱閘間隙大小，確保主抱閘帶的間隙比斷鏈保護裝置的抱閘的間隙稍小。檢查氣路，確保整個氣路暢通。以免出現(xiàn)小車抱閘輪制動了，而主機構(gòu)抱閘輪還沒有制動。這款設(shè)計主要的優(yōu)點是加大原有的斷鏈保護功能，充分利用了2 個斷鏈保護氣缸的作用，徹底解決了抱閘抱不住小車的故障，降低了加壓鏈的故障，大大的提高了安全系數(shù)。