試論車載鉆機(jī)液壓卸扣機(jī)的設(shè)計(jì)

明宏林

摘 要：傳統(tǒng)集成式的卸扣機(jī)，存在著總質(zhì)量大、鉆場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)不方便等問(wèn)題。為此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出車載鉆機(jī)的液壓卸扣機(jī)，其優(yōu)勢(shì)為，分體設(shè)計(jì)、質(zhì)量小、使用方便、適用范圍更廣和場(chǎng)景更多，大大提升了卸扣效率，為提高煤炭開(kāi)采效率奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：車載鉆機(jī);液壓卸扣機(jī);設(shè)計(jì)

我國(guó)的煤炭生產(chǎn)率比較高，煤炭消費(fèi)率也很高，對(duì)于煤炭挖掘和生產(chǎn)的人員而言，怎樣能保證煤炭生產(chǎn)安全和實(shí)現(xiàn)有效環(huán)境保護(hù)是非常重要的課題。尤其最近幾年，煤炭行業(yè)進(jìn)入到高效綠色開(kāi)發(fā)的重要階段，地面鉆井的采煤應(yīng)用的車載鉆機(jī)以集成度高和搬遷方便的優(yōu)勢(shì)，得到采煤工作者的認(rèn)可。但是受到一個(gè)長(zhǎng)期存在問(wèn)題的困擾，那就是當(dāng)前使用的車載鉆機(jī)的卸扣機(jī)，卸扣的扭矩比較小、夾持范圍比較窄，這樣就不能滿足較大直徑鉆頭、鉆具、套管的卸扣要求，不可以一邊鉆孔，一邊卸扣，不利于采煤工作效率的提升。針對(duì)此，必須重新設(shè)計(jì)一種高效率的卸扣機(jī)，以降低勞動(dòng)的強(qiáng)度，提升采煤效率。

1、設(shè)計(jì)液壓式卸扣機(jī)的總體方案

分析了現(xiàn)有卸扣機(jī)的缺點(diǎn)，提出了多功能的液壓卸扣機(jī)，不但能擴(kuò)大卸扣的扭矩，還擴(kuò)大卸扣機(jī)的適用范圍，大大提高了設(shè)備易用性。運(yùn)用了分體式的設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)備動(dòng)力源是一個(gè)獨(dú)立的液壓泵站，分別布置了兩個(gè)卸扣器，在工作的時(shí)候，可以通過(guò)接頭，實(shí)現(xiàn)快速地連接，這就不會(huì)出現(xiàn)集成式的卸扣機(jī)的總質(zhì)量大、鉆場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)不方便的問(wèn)題。針對(duì)卸扣機(jī)的卸扣器使用次數(shù)、場(chǎng)景、便捷性等分析，提出三體合一的設(shè)計(jì)理念，將設(shè)備分成三個(gè)部分，主卸扣器、液壓泵站、鉆桿上部絲扣專用的卸扣器，詳細(xì)構(gòu)成見(jiàn)圖1。其中主卸扣器可以針對(duì)地面鉆具卸扣，而鉆桿上部的絲扣專用卸扣器針對(duì)鉆桿上部和動(dòng)力頭銜接部分絲扣進(jìn)行拆卸。詳細(xì)參數(shù)為，鉆桿上部絲扣專用的卸扣器、主卸扣器的卸扣扭矩分別是0-50kNm、0-130kNm;卸扣范圍分別是125-235φ/mm、73-400φ/mm。

2、液壓卸扣機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

2.1液壓泵站

液壓泵站主要作用就是給卸扣器供給動(dòng)力，也是一個(gè)操作臺(tái)，構(gòu)成部分有操作臺(tái)、運(yùn)輸?shù)妆P(pán)、泵站主機(jī)。泵站主機(jī)上的電機(jī)，保持上置立式結(jié)構(gòu)，使用了立式的定量泵作為油泵，將其放在油箱之內(nèi)，其優(yōu)點(diǎn)是占用的空間小、壽命比較長(zhǎng)、泄漏小、整體結(jié)構(gòu)緊湊。泵站的主機(jī)主要布置在輪式的底盤(pán)上，以人體工程學(xué)的原理進(jìn)行優(yōu)化，主要優(yōu)化部位是泵站的重心位置和運(yùn)輸?shù)妆P(pán)部分的拉桿結(jié)構(gòu)，使用大尺寸的車輪，可以由單人進(jìn)行運(yùn)輸，有著更強(qiáng)的地面適應(yīng)性。并且，在鉆桿的上部絲扣專用的卸扣器部分，其操作臺(tái)設(shè)計(jì)在了泵站之上，該部分運(yùn)輸?shù)妆P(pán)中部快速接頭可以連接多路換向閥和卸扣器，并可以隨時(shí)地拆解，就能達(dá)到高空作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行一定遠(yuǎn)距離范圍的操控操作。

2.2主卸扣器

此部位的構(gòu)成部分包含運(yùn)輸?shù)妆P(pán)、操作臺(tái)、卸扣鉗、夾緊鉗，主要可以進(jìn)行的卸扣操作為，將潛孔錘、鉆桿、鉆頭等鉆具上連接的絲扣進(jìn)行卸扣。這個(gè)主卸扣器中夾緊鉗需要固定到運(yùn)輸?shù)妆P(pán)之上，才能發(fā)揮出夾緊和固定鉆具的功能。夾緊鏈條的兩端連接到夾緊油缸及調(diào)整螺柱，當(dāng)需要夾緊鉆具的時(shí)候，就能依據(jù)鉆具大小選擇合適夾緊鏈條的節(jié)數(shù)，進(jìn)而調(diào)整螺柱，適當(dāng)?shù)匚⒄{(diào)鏈條范圍，使其滿足夾緊的需求，大大增強(qiáng)了夾緊的適應(yīng)性。這樣夾緊油缸就可以在鉆具放好之后，有縮回操作，從而夾緊鉆具。卸扣鉗的功能：可以?shī)A緊鉆具以及使得鉆具能圍繞著軸心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行卸扣，這部分的夾緊結(jié)構(gòu)原理類似夾緊鉗。但是，卸扣鉗的上部分設(shè)置了調(diào)整油缸，這就能調(diào)整夾緊卡瓦位置，以確保卸扣鉗可以準(zhǔn)確地夾緊鉆具。另外，卸扣油缸可以在夾緊了鉆具后，進(jìn)行油缸的伸長(zhǎng)，進(jìn)而可以在鉆具卸扣的時(shí)候提供一個(gè)扭矩。當(dāng)一次卸扣的動(dòng)作完成之后，可以縮回油缸，然后接著卸扣，此步驟操作，需要實(shí)施兩次到三次，才可完整地結(jié)束卸扣。

2.3鉆桿上部分絲扣專用的卸扣器

鉆桿上部的絲扣和動(dòng)力頭通常需要借助機(jī)身中部液壓口的大鉗進(jìn)行卸扣，可是如果出現(xiàn)孔內(nèi)事故時(shí)，絲扣則不能用這種方法進(jìn)行卸扣，因?yàn)槠涑隽舜筱Q的卸扣范圍，為解決此問(wèn)題，想出在鉆桿上部分設(shè)計(jì)絲扣專用的卸扣器的方法。此部分構(gòu)成包括卸扣油缸、夾緊鉗、卸扣鉗。此部分的體積非常小，并且質(zhì)量也不是很大，在夾緊部分的兩側(cè)設(shè)計(jì)出V形的卡瓦座，用來(lái)提高夾緊度，保持夾緊動(dòng)作的穩(wěn)定性。在進(jìn)行卸扣的時(shí)候，整個(gè)車載鉆機(jī)可以把卸扣器的夾緊部分設(shè)置到鉆桿的底部位置，借助車載鉆機(jī)的吊臂把卸扣器沿著鉆桿提高到鉆桿上部和動(dòng)力頭的中間絲扣位置，然后開(kāi)始卸扣的操作。這里面的卸扣器操作同主卸扣器操作大致相同，始終要保持夾緊鉗的夾緊，借助卸扣油缸伸縮與卸扣鉗配合，實(shí)施夾緊和松開(kāi)的操作，以進(jìn)行卸扣。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，為解決傳統(tǒng)卸扣機(jī)不能全方位卸扣和移動(dòng)不便的問(wèn)題，重新設(shè)計(jì)了車載鉆機(jī)液壓卸扣機(jī)，主要構(gòu)成部分包括主卸扣器、液壓泵站、鉆桿上部絲扣專用的卸扣器，分體式的設(shè)計(jì)，移動(dòng)方便，擴(kuò)大了卸扣扭矩和范圍，大大提升了卸扣的工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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