TCY108分體式潛孔鉆機(jī)液壓系統(tǒng)改進(jìn)

王曉輝

我公司研發(fā)生產(chǎn)的TCY108型分體式液壓潛孔鉆機(jī)是一種新型高效、節(jié)能且適用性廣的露天液壓鑿巖設(shè)備，用于鉆鑿各種爆破孔、預(yù)裂孔、錨索（桿）孔等。該鉆機(jī)爬坡能力強(qiáng)，移位方便、鑿巖效率高，可極大地改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 鉆機(jī)的鑿巖范圍

該鉆機(jī)以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為原動(dòng)力帶動(dòng)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鑿巖推進(jìn)、鑿巖回轉(zhuǎn)、鑿巖定位、捕塵和鉆機(jī)行走等功能，鉆機(jī)外接壓縮空氣管路供給鑿巖沖擊，采用氣液聯(lián)動(dòng)的方式完成鑿巖作業(yè)。該鉆機(jī)適用范圍

巖石硬度f=6～20

鉆孔直徑φ105～φ130mm

鉆孔深度 45m

2 改進(jìn)前存在的問題

近幾年國家環(huán)保法規(guī)定施工現(xiàn)場要有效控制粉塵污染。鉆機(jī)加裝集塵器是實(shí)現(xiàn)鉆孔無粉塵排放的最簡便、最有效的方法。為保證操作人員安全，鉆機(jī)需加裝夾釬器。鉆機(jī)的原液壓系統(tǒng)由一個(gè)液壓泵輸出，經(jīng)過“鑿巖-定位”功能選擇閥把行走、進(jìn)給、轉(zhuǎn)釬動(dòng)作布置在鑿巖位置；把各機(jī)構(gòu)變幅功能布置在定位位置（參見圖1）。由于鑿巖回路的工作流量較大，在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率的情況下，集塵系統(tǒng)和夾釬器系統(tǒng)最好加裝在定位回路，但該鉆機(jī)液壓系統(tǒng)兩個(gè)回路不能同時(shí)工作，也就是定位回路在鉆孔時(shí)不工作，從而造成該系統(tǒng)無法加裝集塵器和夾釬器。

原系統(tǒng)經(jīng)過分流閥后的兩支分路先經(jīng)過行走換向閥再到進(jìn)給和轉(zhuǎn)釬換向閥，這樣就存在一個(gè)問題，在鉆機(jī)鑿孔過程中，操作人員不小心碰了行走換向閥手柄后會(huì)造成鉆機(jī)移位，可能造成鉆機(jī)損壞，危及操作人員的人身安全。且“鑿巖-定位”功能選擇閥操作復(fù)雜，不熟練的操作人員時(shí)常會(huì)出現(xiàn)誤操作。

3 改進(jìn)前液壓系統(tǒng)的工作原理

改進(jìn)前液壓系統(tǒng)原理如圖1所示。工作時(shí)，柴油機(jī)帶動(dòng)液壓泵工作，液壓油流經(jīng)“鑿巖-定位”功能選擇閥，當(dāng)“鑿巖-定位”功能選擇閥置于定位位時(shí)，可通過操縱六聯(lián)換向閥控制鉆機(jī)的鉆臂、導(dǎo)軌俯仰、左右擺動(dòng)；當(dāng)“鑿巖-定位”功能選擇閥置于鑿巖位時(shí)，可通過操縱換向閥實(shí)現(xiàn)鉆車移位和鉆孔。為使履帶式鉆機(jī)行進(jìn)、轉(zhuǎn)向靈活，兩條履帶由單獨(dú)的兩個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由于整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)液壓泵，為防止鉆機(jī)行走時(shí)跑偏，在功能選擇閥后安裝了等量分流閥，油液經(jīng)分流閥后分成兩支到達(dá)行走馬達(dá)。鉆孔時(shí)行走換向閥不工作，但油液仍流經(jīng)行走換向閥才到達(dá)進(jìn)給和轉(zhuǎn)釬換向閥，鉆機(jī)鑿巖過程中操作人員不小心觸碰了行走換向閥，會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)移位，輕則鉆桿被卡住，重則損壞鉆桿。

該型鉆機(jī)的操作步驟是：

（1）“鑿巖-定位”功能選擇閥手柄切換到鑿巖位置，推動(dòng)行走換向閥手柄，驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)行走到到鑿巖位置；

（2）功能選擇閥手柄切換到定位位置，操縱六聯(lián)換向閥將鉆頭移動(dòng)到鑿孔點(diǎn)；

（3）功能選擇閥手柄再切換到鑿巖位置，依次打開沖擊、進(jìn)給、轉(zhuǎn)釬換向閥，開始鉆鑿巖孔；

（4）鉆孔至預(yù)定深度后，退回鉆桿，鉆頭從巖孔中退出；

圖1 改進(jìn)前的液壓系統(tǒng)原理圖

（5）功能選擇閥手柄再切換到定位位置，收回導(dǎo)軌和鉆臂，再次切換到鑿巖位置，才能驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)移位。

在鉆機(jī)的使用過程中發(fā)現(xiàn)存在這些問題：（1）鉆機(jī)無法拓展使用功能，如加裝集塵器、夾釬器等；（2）操作步驟復(fù)雜，容易造成誤操作；（3）獨(dú)立閥組較多，造成管路和接頭繁雜，易發(fā)生漏油，不利于維修保養(yǎng)。

4 改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)

為了解決使用中存在的問題，對該型鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了如下改進(jìn)。

圖2中，原先的一個(gè)泵由一組三聯(lián)泵替換，第一聯(lián)泵驅(qū)動(dòng)左行走馬達(dá)，第二聯(lián)泵驅(qū)動(dòng)右行走馬達(dá)。第一聯(lián)泵與第二聯(lián)泵的排量相同，可保證鉆機(jī)行進(jìn)不跑偏。第三聯(lián)泵的排量較小，驅(qū)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)變幅油缸。在鑿巖過程中定位變幅油缸不工作，第三聯(lián)泵可以為加裝的集塵系統(tǒng)和夾釬器提供動(dòng)力。去掉了原液壓系統(tǒng)中的“鑿巖-定位”功能選擇閥和分流閥，簡化了操作過程，從而避免了誤操作的發(fā)生。

改進(jìn)后的液壓回路中，由于進(jìn)給換向閥與左行走換向閥串聯(lián)、轉(zhuǎn)釬換向閥與右行走換向閥串聯(lián)，進(jìn)給換向閥工作時(shí)左行走換向閥的油液是切斷的，轉(zhuǎn)釬換向閥工作時(shí)右行走換向閥的油液也是切斷的，鑿孔時(shí)即使發(fā)生誤操作，扳動(dòng)了行走換向閥的手柄，換向閥也沒有油液通過，鉆機(jī)不會(huì)移位，消除了安全隱患。改進(jìn)后的鉆機(jī)見圖3，改進(jìn)后液壓系統(tǒng)內(nèi)部的連接管路大為減少，接頭漏油的幾率減小，便于維修保養(yǎng)。改進(jìn)前后的閥組及管路的比較，見圖4。

圖2 改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)原理圖

圖3 TCY108鉆機(jī)

5 結(jié)束語

該型鉆機(jī)改進(jìn)后消除了安全隱患，拓展了鉆機(jī)的使用功能，簡化了操作流程，集成的液壓閥組維修保養(yǎng)便捷，提升了鉆機(jī)工作的可靠性，順應(yīng)了市場的需求。

圖4 改進(jìn)前后的閥組管路系統(tǒng)