芬兰多福（Doofor）液压凿岩机述评

(北京科技大学机械工程学院，北京100083）

1 芬兰多福公司与杭州海聚公司简介

芬兰多福（Doofor）公司成立于1987年，从1993年开始，多福公司推出了多款液压凿岩机，冲击功率级别范围为5-25 kW。多福系列液压凿岩机是多福公司独立开发的产品，遗传北欧基因，秉承了斯堪的纳维亚国家精密制造，注重细节的传统。多福液压凿岩机配用在露天凿岩钻机、挖改钻机、石材钻机、凿岩台车、TBM超前钻机、破拆及紧凑型钻机、锚杆钻机、地质钻机和高炉开铁口机等，多福液压凿岩机产品及其零部件销往世界各国。

多福液压凿岩机2010年进入中国，在目前中国市场上，多福液压凿岩机是使用量和声誉仅次于安百拓、山特维克、蒙特贝的外国品牌。已经在中国20多家公司主机产品上配套使用或试用，用户有：湖南五新隧装、徐工铁路装备、唐山东方液压、陕西黄通、石家庄南车、山河智能、重庆聚亨机械、桂林华力重工、中水电基础局、中煤科工（重庆和西安）、冀凯装备、石家庄中煤、广西徐沃、杭州海聚等。

但是多福凿岩机的销售数量，销售型号，用户现场使用反馈意见，完成的凿岩钻孔工程量等报道，笔者还没有在媒体和网络上查到。

杭州海聚动力科技公司（Hangzhou Mobile Hydraulic Power Technology Co.,Ltd.,英文缩写：MHP），是一家以液压传动与控制技术为核心的高科技企业，前身为芬兰Oy GoSharing Ltd.。于2003年10月成立。2007年公司的主要成员转移到中国杭州发展，提供专用车辆和工程机械液压与控制系统整体解决方案。海聚公司总经理孙威毕业于浙江大学，留学芬兰，获得芬兰博士学位，与芬兰工业界有密切联系。

2011年开始，海聚公司代理销售芬兰多福液压凿岩机，提供配套的液压系统方案及安装方案和售后服务。图1是海聚公司生产总监在芬兰多福公司，图2是多福公司首席技师在杭州海聚公司。

图1 海聚公司生产总监在芬兰多福公司（2011年6月）

图2 多福公司首席技师在杭州海聚公司（2011年10月）

2 多福液压凿岩机产品型号汇总

根据海聚公司资料介绍，2010年以前多福凿岩机有7个型号，2010年多福凿岩机有9个型号，2012年多福凿岩机有11个型号，眼下究竟有多少个型号，没有现成资料。多福凿岩机型号资料颇为混乱，同一产品，不同年份资料上的型号不一定相同。不同的资料，型号的个数不同，不容易整理清楚。表1是笔者收集到的多福凿岩机型号汇总（资料收集截止时间为2020-2-27）。

产品的功率级别有10个，基本型号有21个，可选型号共15个，共有型号36个。其中33个型号资料来自于多福公司网站，3个型号来自于海聚公司网站。基本型号是最主要的型号，可选型号是次要型号。

3 多福凿岩机产品型号的诠释

凿岩机产品型号由字母和数字组成，产品型号组成中的数字最好能够直接反映最主要的技术参数，便于用户与经销商记忆与识别，数字一般应该反映以下技术参数：

（1）凿岩机的冲击功率，如安百拓公司液压凿岩机RD18，RD22，COP1838。

（2）钎尾规格，如安百拓公司液压凿岩机COP1838，COP1840，COP2560。

（3）凿岩机重量，如中国液压凿岩机YYG150，YYG175，YYG180。

（4）适宜凿岩孔径，目前还没有找到实例。

没有查到可以完整解读多福凿岩机型号的组成和含义的多福公司资料。笔者试图分析和解读多福凿岩机型号的组成方式和含义，不一定正确，求指正，也不一定全面，供参考。

多福凿岩机产品型号的含义诠释见表2，产品型号是由公司代码+基本型号+可选型号3个部分组成。其中第1部分是公司的代码，是不变代码。第2部分是基本型号，由功率代码（可变代码）和结构代码（可变代码）组成，都是不可省略的。第3部分是可选型号，由一级可选代码和二级可选代码组成，都是可省略的。

表1 多福凿岩机型号汇总

表2 多福凿岩机型号含义诠释

4 基本型号的多福凿岩机

4.1 采用阴螺纹钎尾的多福凿岩机

只有DF430F,DF530F 两种型号多福凿岩机采用阴螺纹钎尾，图3中，左上图采用阴螺纹钎尾，右下图采用阳螺纹钎尾。一般只有小型凿岩机采用阴螺纹钎尾，冲击功率不大于10 kW，孔径不大于45 mm。

4.2 地质钻进用的多福凿岩机

3种型号DF540G，DF550G，DF560G多福凿岩机是专为地质岩芯钻机、热井钻机配套用的液压凿岩机，因为没有回转机构，因此称为液压冲击器更为贴切，DF550G 外形见图4。

4.3 低中心高的多福凿岩机

图3 阴螺纹钎尾（DF430F）与阳螺纹钎尾（DF430S）

图4 DF550G液压凿岩机

多福低中心高液压凿岩机有6个型号：DF530L，DF538L，DF540L，DF550L，DF560L，DF580L。

中心高就是钎尾中心轴线到凿岩机机身最高点的距离，低中心高凿岩机的中心高一般不大于85 mm。低中心高凿岩机适用于地下巷道和隧道掘进凿岩，当然也可以用于露天凿岩。而露天使用的凿岩机不一定适用于巷道和隧道掘进凿岩。

DF550L的高度尺寸很小，最大高度只有84 mm，旁侧供水或供气，可以采用空气和水冲洗，冲洗零部件采用塑料和青铜材料，以利于防锈，外形见图5。图6是DF560L液压凿岩机

4.4 标准型号的多福凿岩机

多福凿岩机标准型号共有7种：DF430S、DF500S、DF530S、DF538S、DF600S、DF700S、DF800S，是基本型号中数量最多的类型，标准型号的冲击功率范围是5-25 kW，孔径范围是36-127 mm。

标准型号采用外螺纹钎尾连接钎杆，钎杆与钎尾采用螺纹连接，可接多根钎杆，打深孔。一般采用旁侧供水或供气结构，采用空气或水排渣。

图5 DF550L液压凿岩机

图6 DF560L液压凿岩机

图7 DF500S液压凿岩机

S型（标准型）凿岩机可能是凿岩机最初的型号，F型（阴螺纹型）及L型（低中心型），为S型的变形。

孔径45 mm 以下的凿岩机中心高比较小，可用于露天凿岩，也可用于巷道掘进凿岩等工况。DF500S外形见图7，DF530S外形见图8。

图8 DF530S液压凿岩机

孔径45 mm 以上的凿岩机的中心高很大，主要用于露天凿岩钻孔，DF550S外形见图9，DF600S外形见图10，DF800S外形见图11，DF800S是2016年推出的，设计上有不少创新。

4.5 采用内六角夹钎器的多福凿岩机

图9 DF550S液压凿岩机

图10 DF600S液压凿岩机

图11 DF800S液压凿岩机

采用内六角夹钎器的多福凿岩机共有3种型号：DF430X、DF500X、DF530X。

内六角钎杆夹持方式和手持式、支腿式气动凿岩机是一样的，直接用内六角夹头固定钎杆，凿岩孔径不大于45 mm，钎杆规格为108×22或108×25，只能用一根六角钎杆作业，适合于浅孔凿岩，采用中心供水或供气方式排渣，主要应用于采石打炮眼、锚杆支护钻孔。

图12是DF430X液压凿岩机，图13是DF530X液压凿岩机。

图12 DF430X液压凿岩机

图13 DF530X液压凿岩机

5 一级可选代码的多福凿岩机

5.1 BLT（冲洗头变体）选项

多福凿岩机除了标准冲洗头之外，还有三种变体：应用于打锚杆孔的短冲洗头，带额外冲洗密封的长冲洗头，注浆用的特殊冲洗头。多福低中心凿岩机DF540L、DF550L、DF560L 可以选配变体冲洗头，BLT代码并不能表示是哪一种变体，还要用文字说明。

当然不同长度冲洗头，需要配用不同长度的钎尾，短冲洗头也可以采用阴螺纹钎尾。图14是标准冲洗头，图15是短冲洗头（配阴螺纹钎尾）。

5.2 EXT（拔钎器）选项

图14 标准冲洗头

图15 短冲洗头（配阴螺纹钎尾）

EXT选项是在凿岩机上加装拔钎器(反锤)。拔钎器将钎尾拉回冲击位置，使凿岩机卡钎时能更有效地把钎杆从岩石中拔出来。标准冲洗头的DF540L、DF550L和DF560L 凿岩机，可以选配EXT 拔钎器。

6 二级可选代码的多福凿岩机

标准凿岩机回转机构都是单马达驱动，如果需要更大回转扭矩，可以选择二级可选代码2M。2M 凿岩机的齿轮箱总成中采用两个马达驱动。DF540L、DF550L和DF560L 凿岩机均可选配双马达（2M）。双马达（2M）也可以与BLT 冲洗头或EXT 拔钎器一起作为组合使用。图16是双马达的液压凿岩机。

7 多福液压凿岩机的性能特点

7.1 低压大流量

多福凿岩机冲击压力范围是100-140 bar，明显低于安百拓公司液压凿岩机的200-250 bar，也低于山特维克凿岩机的冲击压力。多福公司认为低压大流量设计，有许多优点，诸如元件工艺精度要求较低，内泄露少，效率高，元件寿命长等。

图16 双马达的液压凿岩机

与多福公司的设计理念不同，笔者认为最好尽可能提高凿岩机工作压力。与凿岩机配套的露天钻机，地下台车，液压挖掘机，系统压力范围普遍为250-350 bar，也有高达350-450 bar的，如果凿岩机压力过低，可能要加减压阀，增加了系统复杂性。

如果降低系统压力，以适应凿岩机的低压，势必要增大系统流量，液压泵、液压阀和油缸的规格尺寸都要随之加大，整个系统的重量体积都要加大，成本也要加大。

液压技术的发展是一个不断提高系统工作压力的过程。挖掘机压力在1970年代只有63 bar，现在普遍达到300 bar 以上。高压小流量可以提高元件的功率密度（输出功率与元件重量之比），也减少了液流流动阻力，提高了系统效率。

7.2 高频冲击

为了提高凿岩机的冲击功率和凿孔速度，而又保持钻具足够的使用寿命，只能提高冲击频率。有些安百拓液压凿岩机冲击频率已经达到100-140 Hz。不断提高冲击频率，是凿岩机技术发展的趋势。

据称多福是全球最早采用高频冲击技术的厂家，据说多福凿岩机最高冲击频率已经达到100-120 Hz。

冲击频率与冲击能量是实测参数，是反映凿岩机性能高低的主要指标。冲击能量的测试比较困难，但是冲击频率的测试是比较容易的，其他公司的凿岩机产品大都公布其冲击频率数据。多福凿岩机特别声称以高频冲击为其特点，但遗憾的是在多福公司网站的资料中，很难查到冲击频率的数据，更难查到冲击能的数据。

多福凿岩机只标注了冲击功率数据，冲击频率与冲击能都不标注，冲击功率数据是冲击频率与冲击能量的乘积，是一个计算参数，而非实测参数。不知道凿岩机的冲击功率数据是如何得到的。

8 多福液压凿岩机冲击机构结构特点

8.1 DF550S冲击机构的结构

图17是DF550S冲击机构的结构图，由图可见，活塞零件号为1727808，活塞外形呈梯形。配流阀零件号为2932045，配流阀为套阀，套在活塞上，与活塞同轴线。DF550S冲击机构带壳体内装有缸套，壳体零件号为2443065，缸套零件号为2586010。

8.2 梯形活塞形状

活塞零件号为1727808，可见活塞外形呈梯形。梯形活塞设计，使活塞对力的传递更加有效，多福凿岩机活塞能够在每一个冲程的最后时刻产生最大冲击力。图18是多福液压凿岩机活塞的形状与冲击力示意图。

8.3 三通套阀

配流阀零件号为2932045，配流阀为套阀，可以推论凿岩机是前腔常高压，后腔配流的工作原理。套阀为三通阀，结构简单。阀的直径大，阀与活塞的液流通道距离最短，减少液压流动功率损失。

图17 DF550S冲击机构的结构

图18 多福液压凿岩机活塞的形状与冲击力

8.4 铸钢壳体

壳体零件号为2443065，缸套零件号为2586010。因为采用了缸套，壳体可以采用铸造成形，使得壳体结构形状的合理均衡设计成为可能，凿岩机的壳体既轻又小，最大程度地利用材料，但强度却很大。

9 多福液压凿岩机回转机构结构特点

9.1 液压马达灵活布置

回转机构模块化设计，简单可靠，布置紧凑。可以选择左侧安装液压马达，也可以选择右侧安装，方便凿岩钻车的设计。还可以选择双侧同时安装液压马达，以提供更大扭矩。

9.2 低中心高

中心高就是钎尾中心轴线到齿轮箱最高点的距离，据称，世界上同功率凿岩机相比，多福凿岩机中心高最小。有利于减少隧道和巷道的欠挖或超挖。遗憾的是，中心高这个重要外形参数，在低中心高型号凿岩机参数表中没有明确标注。对于隧道和巷道掘进的断面边孔布置来说，凿岩机中心高参数是不可缺少的。

10 小结

（1）多福凿岩机冲洗头除了标准型之外，还有三种变体可供选择，有利于用户使用。

（2）用于地质钻机的液压冲击器，可能是多福公司独有的产品。

（3）低压大流量设计理念是否符合液压凿岩机发展趋势，值得讨论。

（4）多福公司没有公开标注凿岩机性能参数（冲击频率与冲击能），是需要改进的。

（5）多福液压凿岩机是多福公司独立开发的原创产品，遗传芬兰基因，秉承了北欧斯堪的纳维亚国家严谨认真、注重细节的传统，值得中国企业虚心学习。

多福是在中国市场排名第四的液压凿岩机品牌，为中国用户提供了更多的选择。