TCY108分体式潜孔钻机液压系统改进

2020-10-10王晓辉

凿岩机械气动工具 2020年3期

关键词：凿岩换向阀手柄

王晓辉

我公司研发生产的TCY108型分体式液压潜孔钻机是一种新型高效、节能且适用性广的露天液压凿岩设备，用于钻凿各种爆破孔、预裂孔、锚索（杆）孔等。该钻机爬坡能力强，移位方便、凿岩效率高，可极大地改善工人劳动强度。

1 钻机的凿岩范围

该钻机以柴油发动机为原动力带动液压系统实现凿岩推进、凿岩回转、凿岩定位、捕尘和钻机行走等功能，钻机外接压缩空气管路供给凿岩冲击，采用气液联动的方式完成凿岩作业。该钻机适用范围

岩石硬度f=6～20

钻孔直径φ105～φ130mm

钻孔深度 45m

2 改进前存在的问题

近几年国家环保法规定施工现场要有效控制粉尘污染。钻机加装集尘器是实现钻孔无粉尘排放的最简便、最有效的方法。为保证操作人员安全，钻机需加装夹钎器。钻机的原液压系统由一个液压泵输出，经过“凿岩-定位”功能选择阀把行走、进给、转钎动作布置在凿岩位置；把各机构变幅功能布置在定位位置（参见图1）。由于凿岩回路的工作流量较大，在不增加发动机功率的情况下，集尘系统和夹钎器系统最好加装在定位回路，但该钻机液压系统两个回路不能同时工作，也就是定位回路在钻孔时不工作，从而造成该系统无法加装集尘器和夹钎器。

原系统经过分流阀后的两支分路先经过行走换向阀再到进给和转钎换向阀，这样就存在一个问题，在钻机凿孔过程中，操作人员不小心碰了行走换向阀手柄后会造成钻机移位，可能造成钻机损坏，危及操作人员的人身安全。且“凿岩-定位”功能选择阀操作复杂，不熟练的操作人员时常会出现误操作。

3 改进前液压系统的工作原理

改进前液压系统原理如图1所示。工作时，柴油机带动液压泵工作，液压油流经“凿岩-定位”功能选择阀，当“凿岩-定位”功能选择阀置于定位位时，可通过操纵六联换向阀控制钻机的钻臂、导轨俯仰、左右摆动；当“凿岩-定位”功能选择阀置于凿岩位时，可通过操纵换向阀实现钻车移位和钻孔。为使履带式钻机行进、转向灵活，两条履带由单独的两个马达驱动，由于整个系统只有一个液压泵，为防止钻机行走时跑偏，在功能选择阀后安装了等量分流阀，油液经分流阀后分成两支到达行走马达。钻孔时行走换向阀不工作，但油液仍流经行走换向阀才到达进给和转钎换向阀，钻机凿岩过程中操作人员不小心触碰了行走换向阀，会导致钻机移位，轻则钻杆被卡住，重则损坏钻杆。

该型钻机的操作步骤是：

（1）“凿岩-定位”功能选择阀手柄切换到凿岩位置，推动行走换向阀手柄，驱动钻机行走到到凿岩位置；

（2）功能选择阀手柄切换到定位位置，操纵六联换向阀将钻头移动到凿孔点；

（3）功能选择阀手柄再切换到凿岩位置，依次打开冲击、进给、转钎换向阀，开始钻凿岩孔；

（4）钻孔至预定深度后，退回钻杆，钻头从岩孔中退出；

图1 改进前的液压系统原理图

（5）功能选择阀手柄再切换到定位位置，收回导轨和钻臂，再次切换到凿岩位置，才能驱动钻机移位。

在钻机的使用过程中发现存在这些问题：（1）钻机无法拓展使用功能，如加装集尘器、夹钎器等；（2）操作步骤复杂，容易造成误操作；（3）独立阀组较多，造成管路和接头繁杂，易发生漏油，不利于维修保养。

4 改进后的液压系统

为了解决使用中存在的问题，对该型钻机的液压系统进行了如下改进。

图2中，原先的一个泵由一组三联泵替换，第一联泵驱动左行走马达，第二联泵驱动右行走马达。第一联泵与第二联泵的排量相同，可保证钻机行进不跑偏。第三联泵的排量较小，驱动定位机构变幅油缸。在凿岩过程中定位变幅油缸不工作，第三联泵可以为加装的集尘系统和夹钎器提供动力。去掉了原液压系统中的“凿岩-定位”功能选择阀和分流阀，简化了操作过程，从而避免了误操作的发生。

改进后的液压回路中，由于进给换向阀与左行走换向阀串联、转钎换向阀与右行走换向阀串联，进给换向阀工作时左行走换向阀的油液是切断的，转钎换向阀工作时右行走换向阀的油液也是切断的，凿孔时即使发生误操作，扳动了行走换向阀的手柄，换向阀也没有油液通过，钻机不会移位，消除了安全隐患。改进后的钻机见图3，改进后液压系统内部的连接管路大为减少，接头漏油的几率减小，便于维修保养。改进前后的阀组及管路的比较，见图4。