全液压凿岩台车凿岩系统调试原理及方法

李皓楠，李光朋，杨启伟

（中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450000）

近年来国家大力推动高铁及高速公路的建设和发展，山岭隧道的施工也越来越多。凿岩台车作为钻爆法隧道施工中的最重要的机械设备，正在被更多的工程业主和施工单位所采用。

作为最早进入中国市场的阿特拉斯全液压凿岩台车，因其凿岩效率高、人工成本低、施工安全、液压系统稳定可靠等优点被施工单位所青睐，并广泛地应用在钻爆法隧道施工中。但是由于凿岩台车凿岩液压系统复杂、阀块繁杂、管路多等特点，给台车调试人员造成很大的困难，尤其是对现场的台车操作人员，往往需要花费很大的时间和精力来处理凿岩系统出现的故障。

针对于此，对阿特拉斯全液压凿岩台车的凿岩系统调试原理进行了深入分析、对调试过程和方法进行了详细说明，以期为台车的操作和使用人员提供参考和帮助。

1 调试前准备

将凿岩台车（图1）的电缆与厂内380V的配电柜相连、水管与厂内水源相连，其中水管进水压力不得低于2bar、流量不得低于55L/min。公制内六角扳手一套，公制开口扳手一套，接触式转速表一套，10mm通径节流阀一个，各类规格堵头若干，20cm×20cm×50cm方木一根，压力表线和压力表各一个。若是厂内有条件还可备几块1m×1m×4m的岩石。

图1 阿特拉斯COP 1838HD+凿岩机

图3 凿岩系统液压原理图

图2 阿特拉斯凿岩台车操作台

图2所示为阿特拉斯全液压凿岩台车的一个操作台，而控制凿岩系统的全部阀组都安装在操作台下部，从图中可以看出阀块较多且安装杂乱，因此在调试之前必须将操作台上的阀块与图3液压原理图中的阀组能一一对应起来。凿岩机严禁空打，因此在调试冲击及跟冲击相关的阀组时必须在凿岩机打钻时调节；如果厂内不具有打钻的条件，可以将凿岩机上的冲击油管拆下来用堵头堵住来进行调节。以下调试默认为采用堵头堵住冲击油管进行调试。由于全液压三臂凿岩台车的3个钻臂的凿岩系统是一样的，因此以下调试都将默认以一号钻臂为例。

2 凿岩机回转速度调节

首先将钻杆和连接套从凿岩机上拆下来，启动电机，然后将转速表的接触头与凿岩机的钎尾接触，查看表中的读数。若低于190～200r/min这个范围，则将图3中凿岩机回转调节阀组中的节流阀逆时针调节；若高于190～200r/min这个范围，则将节流阀顺时针调节。反复调节直至转速表读数在190～200r/min范围内，则凿岩机回转速度调节完成。

3 缓冲压力调节

先将图3中凿岩机缓冲压力调节阀上面的锁紧螺钉旋松，将压力表连接到阀前的测压接头上，启动电机。在调节此阀的同时观察压力表的读数，反复调节使得压力表读数在35～40bar之间。调节此阀时对缓冲压力的变化幅度较大，所以要缓慢的调节，同时要等压力表读数稳定后再进行调整。缓冲压力调节完成后将锁紧螺钉旋紧。

4 凿岩机冲击顺序阀调节

凿岩机冲击顺序阀的作用是在泵压达不到此阀的设定压力时，凿岩机没有冲击油进入，对泵和凿岩机都起到一定的保护作用，一般将此压力设置为70bar。首先将图3中凿岩机冲击顺序阀中的液控换向阀的调节螺栓逆时针松到底，启动电机，将冲击手柄推至低冲位，同时调节低冲压力设置阀，观察冲击压力表读数到70bar时停止调节。扳回冲击手柄，将冲击顺序阀中液控换向阀的调节螺栓顺时针紧到底，将冲击手柄推至低冲位，同时缓慢的逆时针调节液控换向阀的调节螺栓，当冲击压力表读数为70bar时，停止调节。扳回冲击手柄，旋紧顺序阀锁紧螺母，停止电机。

5 凿岩机推进压力调节

将方木放置于推进梁上紧挨前扶钎器处，将推进压力调节阀组高冲推进压力调节阀顺时针紧到底。启动电机，扳动推进手柄使凿岩机向前运动直至顶住方木，保持推进手柄位置不动。顺时针调节推进减压阀直至推进压力表读数为120bar。扳回推进手柄，停止电机，将高冲推进压力调节阀逆时针调松。

6 凿岩机高低冲压力调节

凿岩机的冲击油直接由冲击泵供给，因此调节凿岩机的高低冲压力，也就是调节泵LS口的两个不同的压力值。

凿岩机低冲压力由低冲压力设置阀控制。启动电机，推动冲击手柄至低冲位置，顺时针调节低冲压力设置阀直至冲击压力表读数为130bar。扳回手柄，停止电机。

凿岩机高冲压力即为冲击泵的切断压力。启动电机，推动冲击手柄至高冲位置，顺时针调节压力切断阀直至冲击压力表读数为200bar，扳回手柄，停止电机。

7 防卡钎压力调节

拆下凿岩机回转的进回油管路，在两个管路中间串接10通径的节流阀，将大小孔切换阀手柄扳动至小孔位、小孔一级防卡钎阀顺时针紧死。启动电机，推动凿岩机回转手柄使凿岩机正转，调节节流阀使得回转压力表读数为70bar。扳动推进手柄使凿岩机前进，在凿岩机运动过程中逆时针调节小孔一级防卡钎阀，在凿岩机突然停止前进时停止调节。

将大小孔切换阀手柄扳动至大孔位，大孔一级防卡钎调节方式与小孔类似。

将压力表连接二级防卡钎阀组的测压接头上，启动电机，调节阀组中溢流阀使得压力表读数为80bar。

以上为防卡钎在厂内的初步调节。凿岩台车工作在不同的围岩等级时,防卡钎设置的压力也是不同的，因此防卡钎要在凿岩台车具体使用过程中再进一步的调节。

8 其他阀组的调节

8.1 高低冲切换阀调节

高低冲切换阀的原理是，在打高冲时当推进压力超过阀的设定压力（通常为55bar），此阀切换使得冲击压力直接为泵的切断压力。但由于强制高冲阀也能使得凿岩机在推进压力不到55bar时也能达到高冲，因此在调节高低冲切换阀前要先把强制高冲阀屏蔽掉，具体操作方式为将强制高冲阀的调节螺杆逆时针松到底。

将方木放置于推进梁上紧挨前扶钎器处，将高低冲切换阀顺时针紧到底。启动电机，扳动凿岩机回转手柄使凿岩机正转，同时扳动推进手柄使凿岩机顶住方木，调节推进压力旋钮使得推进压力为55bar。将冲击手柄扳到高冲位，此时凿岩机实际为低冲，逆时针缓慢的调节高低冲切换阀，在凿岩机由低冲变为高冲时停止调节。拧紧锁紧螺母，停止电机。

8.2 强制高冲阀调节

强制高冲阀的原理是，在凿岩机没有回转和推进时，冲击手柄扳到高冲位凿岩机也能实现高冲。但如果凿岩机在正常工作时，回转压力将会把此阀切换，屏蔽强制高冲的作用，从而不影响正常的打钻工作。一般将此阀的调节压力设定为30bar，小于凿岩机正常打钻时的回转压力。

拆下凿岩机回转的进回油管路，在两个管路中间串接10通径的节流阀，将方木放置于推进梁上紧挨前扶钎器处，强制高冲阀的调节螺杆逆时针松到底。启动电机，扳动凿岩机回转手柄使凿岩机正转，调节10通径的节流阀使回转压力为30bar,同时扳动推进手柄使凿岩机顶住方木，调节推进压力旋钮使得推进压力为30bar。将冲击手柄扳到高冲位，此时凿岩机实际为低冲，逆时针缓慢的调节强制高冲阀，在凿岩机由低冲变为高冲时停止调节。拧紧锁紧螺母，停止电机。

9 结论与讨论

1）通过对阿特拉斯全液压凿岩台车凿岩系统的调试，确定了一种简单便捷实用的调试方法，方便了工程师对凿岩台车的调试，对其具有较强的实用意义。

2）使现场工作人员能够准确的判断凿岩台车出现故障的原因所在，从而及时处理问题，缩短维修时间，节省施工成本。

3）调试参数标准为：凿岩机转速190～200r/min；高冲压力200bar，低冲压力130bar；一、二级防卡钎70bar，三级防卡钎80bar；推进最高压力120bar；凿岩机缓冲压力35～40bar。

[1]王梦恕.中国铁路、隧道与地下空间发展概况[J].隧道建设，2010，30(4)：351-364.

[2]洪开荣.我国隧道及地下工程发展现状与展望[J].隧道建设，2015，(2)：95-107.

[3]阙维中.高铁建设对国民经济发展的促进作用[J].中国集体经济，2017，(8)：5-6.

[4]郭陕云.隧道掘进钻爆法施工技术的进步和发展[J].铁道工程学报，2007，24(9)：67-74.

[5]郭孝先.液压凿岩机及钻车发展[J].凿岩机械气动工具，2017，(1)：17-26.

[6]李强华.钻爆法施工在隧道施工中的应用[J].科技与生活，2012，(9)：116-117.

[7]侯志恩，高学径.阿特拉斯各型钻车性能参数介绍[J].凿岩机械气动工具，2007，(2)：33-39.

[8]梁 彪，徐莉萍，李文民.瑞典阿特拉斯凿岩台车液压系统故障原因及解决方法[J].矿山机械，1997，(5)：10-11.

[9]赵 燕.全液压凿岩台车液压系统的分析[D].秦皇岛：燕山大学，2010.

[10] 赵福成.三臂液压凿岩台车的应用[J].水利科技与经济，2013，19(3)：102-104.

[11] 高澜庆，刘庭楷，王保申，等.液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究[J].凿岩机械气动工具，1996，(4)：52-54.

[12] 席汝凯，李东明，张永玺.液压凿岩机回转速度控制系统[J].金属矿山，2017，(3)：153-156.

[13] 傅斯龙，赵宏强，张立斌，等.液压凿岩机回弹缓冲装置设计与实验研究[J].工程设计学报，2016，23(5)：513-520.

[14] 刘 忠，刘卫萍.液压凿岩机推进系统建模与控制及仿真研究[J].湖南科技大学学报(自然科学版 )，2008，23(4)：23-27.