YZ-35D牙轮钻机小车制动的改进

刘时富，谢华爱

（江西铜业集团有限公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

1 引言

德兴铜矿是亚洲第二大的露天铜矿，矿山生产的主要环节如采矿、掘进、运输几乎所有作业工序都有不同的制动系统［1］。露天采场生产因大量使用大型移动式机械设备和大爆破,设备的制动效果就显得尤为的重要。德兴铜矿露天开采强度大,机械化程度高,受地面气象条件影响,制动的安全事故常具突发性［2］。

YZ-35 型牙轮钻机是现德兴铜矿采矿场钻孔的主要设备，其产能大效率高，构造复杂，内部包括众多机械及电气设备［3］。德兴铜矿使用的牙轮钻机是中钢集团衡阳重机有限公司生产的YZ-35D 牙轮钻机，牙轮钻机每作业完一个孔，必须把重约4t 的小车往上提，直到钻杆离开孔口，然后用主抱闸抱住主机构上的抱闸轮，卡头卡住钻杆，然后将钻机移至下一个孔口开始作业。小车沿26m 高的钻架齿条上下移动，并通过链条传动而连接主机构。提升/加压是主机构两边链轮通过两边的1896 节的2 寸链条（加压链）传动至小车，而制动也是通过主抱闸抱住主机构上的主抱闸轮通过加压链传动至小车，而使小车停止。在整个制动过程中，就靠一个抱闸工作，而小车上的断链保护装置不工作［4］。

2 原有的设计

原来的小车制动控制图如图1。

2.1 主提升气缸原理

主提升气缸原理图如图2。

图1 原小车制动控制图

图2 主升气缸原理图

（1）控制制动：主提升气缸的前、后腔排气，主提升气缸主弹簧压迫活塞和套管，套管又压迫推杆，使推杆伸出而制动。

（2）工作开闸：主提升气缸前腔进气，压回套管和活塞及主弹簧。后腔排气，副弹簧将穿过套管活塞的推杆压回而开闸。

（3）工作制动：制动缸前腔进气，后腔也进气，压气作用在活塞上，推出穿过套管的推杆而制动。

断链保护器工作原理：钻机正常作业时，气压从风包出来通过16 电磁换向阀进入17、18 断链保护气缸推动活塞杆向右而松闸。只有当两边加压链同时断时，钻架上的张紧链轮轴碰到行程开关而使得16 电磁换向阀断电，断链保护气缸后腔排气，弹簧压迫活塞杆向左而制动［5］。

2.2 原有的设计缺点

（1）在工作过程中，整个重达4t 的小车只有1个主提升气缸控制，经常会出现主抱闸抱不住小车，导致小车下滑，故障率较高。

（2）主抱闸只是抱住主机构上的制动轮，然后通过2 寸的链条传动到小车，链条长度48.15m，这样链条消耗也大，出现故障时由于是高空作业，也存在很大的安全隐患。

（3）在正常作业工程中的制动，断链保护不起作用，断链保护气缸只有在小车两边链条同时断时，才会动作，断链保护气缸利用率不高，容易生锈及污垢，而真正要使用时可能不动作。

（4）断链保护气缸到16 电磁换向阀的气管约50m，如果小车两边链条断，16 电磁换向阀动作，造成排气滞后，两边抱闸也无法控制小车下滑。

3 新设计方案

改进后的小车制动控制图如图3。

将原来的2 个断链保护气缸改成与主提升气缸一样。在主提升制动手动阀到主提升气缸后腔的气管接1 路气管通过快排阀然后到断链保护气缸的后腔［6］。在13 电磁换向阀到主提升气缸前腔的气管接1 路气管通过快排阀然后到断链保护气缸的前腔。新接的2 路气管由于要和小车一起上下移动，所以必须用硬质气管取代普通气管，以免上下移动过程中发生气管折叠。新增加的2个快排阀必须安装在小车上，这样不会出现排气滞后。取消16-电磁换向阀，将行程开关的电接入到主控制开关，由主控制来控制13 电磁换向阀［7］。

图3 改进后小车制动控制图

4 设计优点

（1）在工作过程中，整个重达4t 的小车有3个气缸控制，而且3 个气缸的气由同一路气控制，确保气压基本一样，确保3 个同时动作，彻底解决了抱闸抱不住小车的问题［8］。

（2）主抱闸抱住主机构上的制动轮，断链保护气缸抱住小车上的制动轮，这样降低了通过2 寸的链条传动到小车，链条长度48.15m 的链条消耗，降低了故障，高空维修的频次减少，大大的减少安全隐患。

（3）在正常作业工程中的制动，断链保护的气缸在工作，提高了断链保护气缸的使用频率，避免断链保护装置不经常使用而容易生锈及污垢。

（4）保留了原有的断链保护功能。

（5）由于在断链保护气缸增加了2 个快排阀，消除了小车要紧急制动时排气滞后问题。让断链保护功能在紧急制动时发挥作用。

5 结论

通过以上改造，钻机制动效果效果明显，达到了设计的要求。维修人员要经常检查三个抱闸带与抱闸轮的间隙，调整抱闸间隙大小，确保主抱闸带的间隙比断链保护装置的抱闸的间隙稍小。检查气路，确保整个气路畅通。以免出现小车抱闸轮制动了，而主机构抱闸轮还没有制动。这款设计主要的优点是加大原有的断链保护功能，充分利用了2 个断链保护气缸的作用，彻底解决了抱闸抱不住小车的故障，降低了加压链的故障，大大的提高了安全系数。