多功能全液压钻机系统及工作原理

罗明述

【摘要】本文介绍了一种全液压钻机的液压系统及工作原理。

【关键词】全液压钻机；液压系统；工作原理

【Abstract】This paper introduces a kind of hydraulic system and working principle of fully hydraulic drill.

【Key words】Hydraulic drilling rig；Hydraulic system；Principle of work多功能全液压钻机系统及工作原理

0引言

钻机一般是在矿洞或露天等地点进行钻孔作业，工作时噪声大，钻机附近粉尘较大，尤其是在无除尘设备、工作场地相对封闭情况时，整个工作环境相当恶劣。为了保证操作者的安全，使其远离噪声、粉尘，同时又能使操作人员始终处于最佳观察控制位置进行操作。我们设计了一种全液压系统钻机，其钻杆的旋转、推进、退出以及钻杆倾角的调整、固定等都是由液压传动实现的。该钻机液压油源、控制台和主机三部分采用了分体结构，各部分之间用高压橡胶软管进行连接。所以，控制台可灵活地放置在较远的地方。

1结构原理简介

图1所示为主机部分的结构简图，钻头(图中未画出)装夹在回转头上，支撑液压缸1用于支撑工作滑台并调节其倾角，使其在0°(水平)~90° (向上)范围内可调。工作时，液压马达2、3共同驱动工作滑台上的回转头带动钻杆旋转，同时推进液压缸4推动工作滑台前进，使钻杆钻进。反之，推进液压缸退回，同时钻杆反向旋转，退出钻杆。

图1主机部分的结构简图

1.支撑液压缸；2、3.液压马达；4.推进液压缸.

2液压系统及其工作原理

全液压钻机的液压系统原理图如图2所示。液压系统的液压执行器有支撑液压缸1、液压马达2、3和液压缸4，其功用见2所述。

液压系统的高压油源部分由油箱19、吸油过滤器17、电动机16、单向变量液压泵15、溢流阀14、高压过滤器13、压力表及其开关P1和回油过滤器18等元件组成。油箱为封闭式结构，其上装有油温计20、液位计21和空气过滤器(图中未画出)等。

油源的核心是液压泵15，由电动机16驱动为各执行机构提供压力油。溢流阀14对液压系统起安全保护作用，液压系统最高压力由该阀设定。压力表及其开关P1用于观测液压系统的压力。高压精过滤器13对压力油进行精过滤，以保证油液淸洁度，不致因油液杂质拉伤液压缸或损坏其他液压系统元件。

控制部分由调速阀12、三联多路换向阀10、液控单向阀5及6、分流阀7、单向调速阀8及9、压力表及其开关P2~P5等组成，起着控制各液压缸的压力、流量、方向和观测其工作压力的功用。其中三联三位四通手动阀10-1、10-2和10-3用于控制各液压缸的运动方向。

图2全液压钻机的液压系统原理图

1.支撑缸；2、3.液压马达；4.推进缸；5-6.液控单向阀；7.分流阀；8-9.单向调速阀；10.多路换向阀；11-14.溢流閥；12.调速阀；13.高压过滤器；15.单向变量泵；16.电动机；17.吸油过滤器；18.回油过滤器；19.油箱；20.油温计；21.油位计

当支撑液压缸1伸缩时，其他液压缸不工作，此时调速阀12控制支撑液压缸活塞杆的伸缩速度，以改变钻杆倾角。当支撑液压缸调节完成后，多路换向阀10中的阀10-1置于中位，钻杆的倾角固定，支撑液压缸由液控单向阀5和6构成的双向液压锁加以锁紧。

当钻杆钻进或退出时，多路换向阀10中的阀10-2、10-3各自切换至相应位置，推进速度或退出速度由单向调速阀8、9调整，压力表P4、P5分别显示推进液压缸进给压力或退出压力。液压马达2和3的同步运动由分流阀7控制，马达转速用调速阀12调整，从而控制钻杆的转速，通过压力表P2、 P3可观测到马达2和3的进、出口压力，进而得知钻杆的转矩。

3结语

我矿自2011年使用该钻机后，工人反映劳动强度降低了，噪声粉尘减少了，机器操作简单方便了，掘进进度也提高了。

［责任编辑：薛俊歌］