YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进

蔡源

（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014000）

YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进

蔡源

（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014000）

牙轮钻机即一种钻孔设备，多用于大型露天矿山。在生产过程中，机械的故障可能会对生产及安全有着重要的影响，本文首先介绍了牙轮钻机的工作原理，然后介绍了牙轮钻机的主要结构特征，接着介绍了改进前断链抱闸控制原理和存在的问题，最后介绍了改进方案和改进后断链抱闸控制原理，就YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进进行了介绍。

YZ-55B型牙轮钻机 断链抱闸 控制方式

1 牙轮钻机的工作原理

牙轮钻机钻孔时，依靠加压、回转机构通过钻杆，对牙轮钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮钻头在岩石上同时钻进和回转，对岩石产生静压力和冲击动压力作用。牙轮在孔底滚动中连续地挤压、切削冲击破碎岩石；有一定压力和流量流速的压缩空气，经钻杆内腔从钻头喷嘴喷出，将岩渣从孔底沿钻杆和孔壁的环形空间不断地吹至孔外，直至形成所需孔深的钻孔。

2 牙轮钻机的主要结构特征

2.1 钻具

（1）牙轮钻头。牙轮钻具工作原理：钻机通过钻杆给钻头施加足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮钻头转动时，各牙轮又绕自身轴滚动，滚动的方向与钻头转动方向相反。（2）钻杆和稳杆器。和牙轮钻头配套的钻杆（又称钻管）。

2.2 钻架

钻架横截面多为敞口“Π”形结构件，4根方钢管组成4个立柱，前立柱内面上焊有齿条，供回转机构提升和加压，外面为回转机构滚轮滑道。

2.3 回转机构

回转机构带动钻具回转，由主传动通过封闭链条——齿轮齿条实现提升和加压。采用偏心滚轮装置，使回转机构沿钻架的运动为无间隙滚动，且使齿轮与钻架齿条正常啮合。为防止因链条断裂引起小车坠落设有防坠装置，防坠装置有气缸闸带型和气液增压盘式制动型。

2.4 主传动机构

主传动机构作用是驱动钻具的提升-加压及钻机行走，提升与行走由同一台电动机驱动，加压有液压马达和直流或交流电动机两种方式，各动作间实现安全联锁。主传动机构的安装有固定和悬挂式，如YZ-55型牙轮钻机主传动减速机悬挂在主平台A型架上，悬挂中心与钻架起落转动中心在同一轴线上。

3 改进前断链抱闸控制原理

如图1所示，辅助空压机的压缩空气经管路分别进入1、2杠杆式换向阀的进气腔。发生断链条故障时，均衡链轮下沉，与链轮轴同步运动的撞铁把杠杆式换向阀的杠杆压入。压缩空气随之进入梭阀3，将梭阀3的另一端进气封堵，在封堵梭阀另一端的同时，压缩空气进入到压力继电器，继电器得到压力信号后，迅速切断控制回路的电源，设备停止运行。另外一路压缩空气经手动换向阀7，进入梭阀5，在压缩空气的作用下，梭阀的阀芯打开，压缩空气进入风油增压器6，增压器内的油液通过管路进入制动器两侧的通道，将制动片紧紧压在制动盘上，达到制动的目的。断开手动换向阀，管路失去压缩空气，制动片复位，实现松闸的动作。

4 存在的问题

（1）作业产生的岩渣和灰尘影响杠杆式换向阀的正常工作，由于1、2杠杆式换向阀安装部位的工作环境恶劣，阀杆及阀芯经常动作迟缓，有时阀杆缩回出不来，使压缩空气经管路进入增压器制动器动作。（2）手动换向阀7也能够控制制动器的动作，实际运行中出现动作迟缓，压缩空气通过时的压力和风量受到一定影响，也不能达到及时准确控制的目的。（3）油壶及管路的泄露使制动系统不能达到预定的压力，造成制动器两侧的摩擦块打不开。出现这些问题，是因为管路的选用不符合强度要求，油壶的安装位置及安装方式不规范。

5 改进方案

为解决回转小车制动装置存在的问题，经多次研究讨论，对回转小车断链抱闸制动系统加以改进，防止了回转小车坠落事故的发生。具体改进措施如下：对杠杆式换向阀采取遮挡的措施，减少粉尘的进入；将控制管路简化，改为双重控制方式；在不影响原有动作要求的情况下，采用强度高的连接管路；用电磁换向阀替代手动换向阀，改变部分管路的位置。

6 改进后断链抱闸控制原理

如图2所示，改进后压缩空气经管路进入电磁换向阀7的进气端，电磁换向阀7为手动钮子开关控制，目的是为了防止杠杆式换向阀1、2及梭阀5无规律动作，造成制动器的制动效果下降出现事故。操作钮开关动作时，电磁换向阀得电吸合，在电磁力的作用下，推动气阀阀杆动作，使压缩空气通过。此时压缩空气分两路，一路进入杠杆式换向阀的进气端，当某一端换向阀动作时，压缩空气能够快速进入增压器的无杆腔，使制动器快速制动，同时进入压力控制器4的压缩空气使其动作切断控制回路的电源。另一路进入梭阀5将阀芯推开，使压缩空气进入增压器的有杆腔，在压缩空气的作用下，活塞杆缩回，使增压腔和制动器压力泄压，制动器两侧的制动块收缩与制动盘脱开，实现回转小车的松闸和制动。

7 结语

牙轮钻机是目前露天大中型矿山普遍使用的钻孔设备，它是利用牙轮钻头破碎岩石并依靠压缩空气排出岩渣的自行式钻机。而机械的安全对于生产来说是尤为重要的，因此对于YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进是确保机械安全的一种方式。

［1］YZ-55B牙轮钻机使用维护说明书.衡阳：中钢集团衡阳重机有限公司，2011.

蔡源（1986—），男，内蒙古巴彦淖尔人，本科，采矿工程，现在就职于内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司。