潜孔钻机（共5篇）
潜孔钻机 篇1
摘要：通过对接卸钻杆机构的维护、钻架起落机构的维护、回转供气机构的维护这三种维护的分析, 简述其潜孔钻机的维护与调整。
关键词：接卸钻杆机构,钻架起落机构,回转供气机构
1 接卸钻杆机构的维护
1.1 送杆器的上下转臂必须保持结构同心, 运转同步, 发现变形应及时处理。
1.2 经常检查托杆器齿轮和齿条的啮合状态, 及时清理其上的污垢和灰尘;在托杆器安装时, 托轮架轴心位置可用地脚螺钉进行调节, 以确保托轮与副钻杆的正确接触。
1.3 在卡杆时, 卡杆器的卡板与钻杆的板口必须卡牢, 发现卡板或钻杆板口磨钝时应及时处理, 以防将钻具掉入孔中。
1.4 定心环轴承的滚珠或滚子应当转动灵活。发现滚动体失效拉伤钻杆时应及时处理。
1.5 检查各处连接螺钉、螺栓, 使它们紧固齐全。
1.6 减速机采用稀油润滑, 应注意油质是否达到要求, 并定期进行更换。
1.7 点控接卸钻杆机构的送入和退出, 操作时应注意观察, 防止过转。
1.8 卸杆时, 气接头的卡爪需紧紧卡住副钻杆, 故冲击器在卸杆时不能停止供气。
1.9 不能用锉刀、撬棍代替插板。
2 钻架起落机构的维护
2.1 钢绳式起落机构的放绳速度不可超过钻架自由下放速度, 否则, 将会出现搅绳现象。钻架举升到工作位置后, 必须用撑杆、拉绳或拉板等机械方法固定, 以免钻进时, 钻架角度发生变化。
2.2 齿条式起落机构的电磁抱闸装置必须稳妥可靠, 机械传动机构应设计成自锁的, 以确保钻架工作的稳定性及可靠性。
2.3 油缸式起落机构的活塞, 由于长期裸露在钻爆现场, 为避免灰尘泥沙附着, 应用护套加以保护。
2.4 各部位螺栓、键应紧固齐全。
2.5 钻架起落机构的减速机采用稀油润滑, 应经常注意其油量和油质, 并定期进行更换。
2.6 应注意检查轴承内的润滑情况, 使轴承处于良好的润滑状态下运转, 同时应注意其钢套的磨损情况。
3 回转供气机构的维护
3.1 经常检查、及时紧固各连接件的连接螺栓, 避免连接件在松动状态下工作。
3.2 严防电动机进水受潮, 以免绝缘失效, 发生短路。
3.3 经常注意减速机的供油状态, 保证油泵工作正常、油量供应充足, 否则, 应立即停车修理。
3.4 经常注意减速机中的齿轮或摆线轮的啮合状态, 如果发现异常噪声和转动不灵活等现象, 应及时停车, 检查内部机件是否有卡住和损坏现象, 并及时处理。齿轮的轴向窜动量不应大于0.5mm, 空心主轴的轴向窜动量不应大于lmm, 否则应及时调节与紧固。
3.5 发现供气回转器漏水漏气严重时, 应及时更换密封圈, 以防大量水气泄漏, 影响冲击效率和环境卫生。
4 钢丝绳、履带等的调整
4.1 卷扬机构钢丝绳的调整。
钻机在工作中, 操作人员要经常注意电动卷扬钢丝绳的松紧程度, 如发现钢丝绳太松应及时处理。调整时用扳手先将调整绳轮上螺母拧松, 然后再紧下螺母, 使调整绳轮移动。钢丝绳的松紧程度要适当, 不能调得过紧, 过紧会影响托杆器的使用;过松了钢丝绳容易在卷扬滚筒上跳槽, 造成钢丝绳压钢丝绳, 会加速钢丝绳的磨损, 降低其使用寿命。
4.2 履带松紧度的调整。
转动拉力螺栓 (即调整螺栓) 使光轮 (即行走从动轮) 轴承沿履带板面移动。履带调整的松紧度要适当, 不能太紧, 紧了容易折断销子, 太松时容易脱轨。
4.3 长链条松紧度的调整。
用靠在机架下面支撑轴上的两个拉力调整螺栓来移动轴承位置, 以调整链条的松紧度。
短链条松紧度的调整是以移动在履带梁上的轴承座来实现。移动轴承座时, 转动拉力调整螺栓, 使其沿着履带梁纵向移动, 要注意松紧适当, 过紧了链条连接销容易折断, 过松容易发生跳链。
4.4 回转机构滑块的调整。
回转机构滑板的两边装有四个滑块, 由于滑块经常在滑架上滑动, 工作时间长了, 滑块就会磨损, 造成滑块与滑架间隙过大, 因而使回转机构滑行时的摆动也这样, 容易使减速机内的部件磨损或产生漏油。所以, 要经常注意调整或更换滑块。
4.5 行走机构离合器的调整。
在调整摩擦离合器时, 先拔出盘座里的销子, 顶住弹簧, 根据磨损程度, 拧动调整螺母来调摩擦盘问的压紧力。调整好后, 将销子插到压盘上最合适的一个孔中, 固定调整螺母, 再试一下调整的松紧程度, 看是否合适。
4.6 电磁抱闸的调整。
调整电磁抱闸时, 先拆掉安全罩, 用卷扬下降按钮, 使汽缸杆下降到末端后, 再继续下降一点, 使卷扬机离座, 下部用枕木或木板垫起来, 卸掉电磁闸的防护罩, 打开止退圈, 调节三个压簧螺母。然后调节三个电磁铁的调节螺母, 要求三个电磁铁与制动间隙的大小要相等。然后上好螺母, 安好防护罩, 取掉卷扬机下部的垫木, 装好安全罩, 吊起汽缸杆, 做试车检查。
5 潜孔钻机的常见故障及处理
潜孔钻机在钻进操作过程中, 由于经常冲击、振动、磨损、腐蚀以及检修质量和备件质量低劣等原因造成设备停车故障。潜孔钻机的故障, 大体上可分为两大方面:一是属于钻进操作时遇到的不正常现象, 另一方面是属于钻机机械、电气设备方面的不正常现象。我国露天矿山潜孔钻机常见故障及处理方法见下表。
潜孔钻机变幅机构液压系统研究 篇2
潜孔钻机是现代工程机械中广为人知的一种高效钻孔机械。由凿岩机和破碎锤等凿岩机器逐渐演化而来,是由冲击器潜入孔内,直接冲击钻头,而回转机构在孔外带动钻杆旋转,通过变幅机构变幅定位并向矿岩钻进的设备。主要用于露天矿山开采,同时也广泛应用于建筑基础开挖、水电、交通、冶金、建材、港湾及国防建设等施工作业中[1]。它是目前钻爆法作业中广泛使用的凿岩机械之一,具有钻孔直径大、钻孔深、钻孔效率高、适用范围广等优点,也是当前通用的大型凿岩钻孔设备。潜孔钻机变幅机构是从凿岩机器人钻臂中发展而来的,凿岩机器人钻臂的研究与凿岩机器人的发展紧密相关[2]。其变幅机构由支柱、动臂、翻转头、滑架、钻架、动臂偏转液压缸、动臂举升液压缸、钻架偏转液压缸、钻架举升液压缸、推进补偿液压缸、销轴等组成。随着凿岩机器人的发展,为适应不同的工作要求,变幅机构的功能特点逐渐多样化,可实现摆臂、转臂、伸缩、旋转、俯仰、摆角、补偿、平动等多种动作。 变幅机构的配置数量有单臂、双臂、三臂甚至四臂。变幅机构的结构形式有直角坐标式、极坐标式、复合坐标式和直接定位式。目前其变幅机构的变幅全部由液压驱动,因此,变幅机构液压系统是潜孔钻机的核心部件中的重要组成部分,很大程度上决定着钻机的工作平稳性和工作效率,对其进行研究和优化有着重要的现实意义[3]。
变幅机构能够实现钻机举升及偏转还有推进等功能, 因此其组成机构也较复杂。在研究分析运动机构的基础上对变幅机构动力源即液压系统进行详细研究,有利于钻机的进一步优化与升级,同时对实际施工有着一定的指导意义。
1潜孔钻机变幅机构基本结构及其典型变幅运动
以最经典的直角坐标式变幅机构型的潜孔钻机为例进行分析和研究。基本结构如图1所示。钻臂由钻臂焊接件、摇杆、连杆、翻转头、立柱、铰座1、铰座2、钻臂举升液压缸、钻臂偏转液压缸、钻架举升液压缸和钻架翻转液压缸等零部件组成。钻架相对于滑架的运动由推进补偿液压缸完成,所以滑架与推进补偿液压缸同属于变幅机构基本组成部分。钻臂偏转液压缸缸筒与机架之间、 钻臂偏转液压缸活塞杆与钻臂焊接件之间采用十字铰联接,滑架与钻架通过导轨联接,其余各部件之间通过销轴联接[4]。
变幅机构变幅过程中一般不存在联合运动,即单个液压缸运动到位后另一液压缸再紧接着完成下一步就位动作。该过程中5个典型的变幅动作如图2所示。
1) 推进补偿。如图2( a) 所示,钻臂举升液压缸全伸出,钻臂焊接件处于偏转中心位置,钻架举升液压缸全伸出,钻架翻转液压缸伸长至钻架与地面垂直,推进补偿液压缸伸长或缩短,实现钻架的上下运动。
2) 钻架翻转。如图2( b) 所示,钻臂举升液压缸全伸出,钻臂焊接件处于偏转中心位置,钻架举升液压缸全伸出,推进补偿液压缸全伸出,钻架翻转液压缸伸长或缩短, 实现钻架的左右运动。
3) 钻臂举升。如图2( c) 所示,钻臂焊接件处于偏转中心位置,钻架举升液压缸全缩回,钻架翻转液压缸全伸出,推进补偿液压缸全伸出,钻臂举升液压缸伸长或缩短, 实现钻臂的上下运动。
4) 钻臂偏转。如图2 ( d) 所示,钻架处于铅垂状态, 钻头与地面距离约0. 05 m,推进补偿液压缸全伸出,钻臂偏转液压缸伸长或缩短,实现钻臂的左右运动。
5) 钻架举升。如图2( e) 所示,钻臂焊接件水平并处于偏转中心位置,钻架翻转液压缸全伸出,推进补偿液压缸全伸出,钻架举升液压缸缩短或伸长,实现钻架的上下运动。
2变幅机构液压系统
潜孔钻机变幅机构液压系统按液压变量泵供油方式可分为两部分,变量泵1提供钻臂举升和钻臂偏转所需压力油,变量泵2提供钻架举升和钻架翻转所需压力油。 两部分液压回路完全相同,其中钻臂举升和钻臂偏转液压原理图如图3所示。钻臂举升回路和钻臂偏转回路是相似的,以钻臂举升为例,系统工作时,打开调整开关, 插装阀3工作在左位,先导手柄操作钻臂举升阀5上移或下移,从液压泵1来的高压油液经平衡阀7进入臂举液压缸8大腔或小腔,推动液压缸活塞杆伸出或缩回,以驱动钻臂上升或下降。系统不工作时,平衡阀7关闭,液压缸锁死。
3变幅机构液压系统仿真分析
传统的变幅机构液压系统仿真研究方法包括解析法、状态空间法和功率键合图法等。法国IMAGINE公司推出AMESim软件,用于液压和机械系统建模、仿真分析,与传统方法相比,拥有界面友好、操作方便、可验证性和可视化较强等优点。利用液压仿真软件AMESim对变幅机构进行仿真建模 ,依据实际参数对液压系统各部件进行模型搭建,然后进行组装。组装总图如图4所示。
4变幅过程中压力冲击现象及其研究分析
用上述液压仿真模型对钻机变幅工作过程进行仿真模拟,通过仿真分析发现变幅液压缸在变幅启动和停止的瞬间均存在压力冲击现象,仿真图如图5所示。
由图5和图6可以轻易发现变幅机构中钻臂举升和钻臂偏转过程中当钻机变幅液压缸开始伸出、暂停运动、伸出转为收缩运动等过程时,液压缸中均存在显著的压力冲击现象。冲击值甚至超过了平稳运行时压力值的100% 。这种冲击对液压系统存在很大危害,如果单独为此而将系统的设计值提高,会大大提高生产成本。如果能够有效的将此种现象或者压力冲击值大大减小,对钻机运行及实际生产都会带来较大的收益,此项研究意义重大。
通过对系统的分析以及压力引起的原因进一步剖析, 不难发现液压系统在运动起始时及运动停止时均会产生惯性,而惯性又分为机构本身的惯性及液压油流动惯性两种。以钻臂举升液压缸伸出为例,当液压缸突然伸出时, 由于惯性,此时需要较大的加速度才能推动活塞杆伸出, 而此时液压缸内压力不足,主阀打开,压力油似刚开闸的洪水冲向液压缸,而液压缸由于惯性又处于刚要运动又未运动状态,由此引起蹩压现象,缸内压力陡然上升,出现压力冲击; 而停止时,同样由于机构已经停止,而压力油仍然在惯性作用下继续向缸内运动,致使压力再次迅速上升, 再次出现压力冲击。
经过上述分析发现,如果液压油在阀打开瞬间供油充足,而停止时供油能够快速切断供油量,从较大程度上可以减少压力冲击值的峰值现象。由此,进一步对主阀的阀芯过流面积研究发现,主阀阀芯过渡处开口为L型节流槽,如图7所示。需对该处结构形状依据与运动对应的函数曲线进行优化。
经优化阀芯过流面积,再对上述过程进行仿真分析研究,得到钻臂举升与钻臂偏转的压力曲线如图8和图9所示。由图可知,压力冲击依然存在,但是相比之前的冲击峰值有所大大改善,该现象得到明显减弱,证明了该优化方案的有效性。
5结语
对潜孔钻机重要工作机构的变幅机构的基本组成以及动力源液压系统进行了较为详细的阐述,并利用液压仿真软件对变幅机构液压系统进行建模分析。通过仿真研究,发现了变幅过程中存在压力冲击现象,通过研究发现了问题的部分原因,并相应进行了优化; 通过再次仿真研究,发现问题点得到了有效的改善,证明了优化的有效性。文中借助计算机虚拟样机进行优化分析,事半功倍,对潜孔钻机的设计研究和实际生产均有较大意义。
摘要：在总结潜孔钻机国内外发展现状的基础上,介绍了潜孔钻机重要的工作部件之一变幅机构,进一步分析了其结构组成及动力源液压系统。对其变幅机构在运动过程中的压力冲击现象进行仿真分析,利用液压仿真软件AMESim建立了仿真模型,经分析研究找到了引起压力冲击的原因,并根据仿真研究的结果提出了主阀阀芯过流面积的改进方案,为钻机进一步优化改善提供理论参考,对现实施工也有一定实际指导意义。
潜孔钻机 篇3
徐州铁矿是一座历史悠久的矿山, 位于秦岭东西构造带东延北分支南侧与新华夏系徐州弧形构造的复合位, 区内为次一级的复式短轴背斜, 轴向E~W, 向东侧伏, 是主要的铁矿集中产地。区域内断裂构造发育, 主要为NNE向与NW向、EW向与NE向断裂, 地层由一套海相沉积灰岩和白云岩组成, 岩浆岩为燕山期闪长斑岩和花岗斑岩等;主要金属矿物为磁铁矿, 其次为赤铁矿, 少量黄铁矿、黄铜矿褐铁矿等。该铁矿已开采多年, 属于中、后期老矿山, 随着开采深度的增加, 矿山的生产区域不同程度地受到地压活动的影响, 容易导致井下采场和巷道发生大面积冒顶片帮事故, 间接破坏地表生态环境。
采空区充填采用井下废渣与胶结尾砂交替充填的方法, 但充填溜井主要采用人工掘进, 存在危险性大、周期长、成本消耗高、劳动强度大及工作环境恶劣等缺点。通过使用潜孔钻机在井下施工废渣充填孔并成井爆破, 不仅能够提高金属矿山井下中短溜井掘进的安全性, 并能减员增效、减少劳动强度、改善工作环境。
1 潜孔钻机技术特点及性能参数
1.1 潜孔钻机技术特点
采用张家口宜化长兴凿岩机械有限公司生产的单马达带动齿轮驱动、气缸推进、前冲击技术的QZT-100B型钻机, 具有钻进平稳、安装便捷、操作简单等优点。钻机主要分为四大部分:主机 (包括马达及齿轮箱) 、滑架、立柱 (包括横臂) 及操作台, 并配有钻杆、冲击器及其它辅助工具。
1.2 基本性能参数
QZT-100B型钻机基本性能参数如表1所示。
2 钻孔成井技术工艺方案
废渣充填井钻孔成井工艺, 即是在采空区顶部安全、合理的位置用潜孔钻机进行施工, 根据采空区高度、平距、角度、爆破后成孔大小进行精确、精准布孔, 然后爆破成井的技术。
施工顺序:施工钻机硐室→支钻→调整角度、布孔→回收钻机→装药分次爆破→形成充填溜井。
2.1 钻机硐室设计
根据技术要求, 在施工前必须在充填溜井上部做钻机硐室, 要求规格 (宽×高) 为3.0m×3.0m, 深度根据现场而定。
2.2 布孔角度
根据选点位置进行合理、精准地分布钻孔角度, 钻孔角度宜选择在50°~90°之间, 钻孔深度不宜大于30m。
2.3 钻孔布置
根据充填方案要求, 设计1.0 m×1.0 m井位中施工9个孔 (4个装药孔, 5个空孔) , 采用正方形断面平行孔或圆形断面平行孔, 利用立柱左右旋转及滑架左右调整进行钻孔施工, 爆破后形成2.0 m×2.0m的充填井, 炮孔布置图如图1所示。
3 施工工艺与方法
1) 施工前由测量技术人员根据设计中心点放线, 施工人员严格按照中心点施工中心孔。
2) 潜孔钻机安装时, 钻机立柱要垂直, 安装牢靠, 上、下脚爪必须用木料垫实, 下脚爪垫枕木高度不得大于0.5m, 机高位置不能低于1.50 m, 横臂必须水平, 滑架安放必须垂直。
3) 施工时严格按照设计角度施工, 开孔前、后必须反复测量冲击器角度, 保证施工孔的角度精准。施工过程中, 压力要小, 施工速度要慢, 保证成孔质量。
4) 施工过程中严格按照技术要求进行操作, 详细记录透孔位置及地质情况, 如岩性较差可考虑下塑料井壁管 (井壁管壁厚不宜过厚) 。
5) 废渣充填井钻孔施工结束后由采矿技术人员对该井进行多次分段装药、成井爆破。
4经济效益分析
以吴庄铁矿4342采场为例进行分析:潜孔钻机施工采用正方形断面平行孔, 角度为下90°, 施工孔深度为26.5 m, 预计投入工程量238.5 m;与人工掘进施工的工效对比如表2所示。
由表2可见, 潜孔钻机施工比人工掘进施工节省人员4名, 节省费用9.7万元。
4 结束语
实践证明, QZT-100B型钻机在井下施工废渣充填井钻孔成井技术与人工掘进施工相比, 具有安全性能高、成井质量高、节约成本、大幅减轻工人劳动强度等特点, 为今后金属矿山施工充填井提供了可靠依据。
摘要：通过潜孔钻机在金属矿山井下施工废渣充填井钻孔成井技术的实践应用, 打破人工掘进施工的常规操作, 提高了短溜井掘进的经济效益和安全性, 为其他金属矿山施工等类似工程提供了借鉴与参考。
关键词：潜孔钻机,钻孔成井,工艺方案
参考文献
[1]睢文武, 周欣.天井钻机在吴庄铁矿的应用[J].矿业工程, 2012, 10 (3) :41—43.
潜孔钻机 篇4
1.存在问题
过渡接头原来的加工方法是先加工锥孔B,再依次加工其余各表面。车削锥孔B之前,先将车床小托板调整到所需角度,再进行车削。但是由于过渡接头还有其余4个锥面也需要加工,需要反复调整车床小托板的角度,由此造成工序繁琐、生产效率低下。
锥孔B加工后的检验也比较麻烦,先要测量锥孔大端、小端直径及锥体长度,再通过计算判断其孔径和角度是否合格。在大批量的生产中,这种检验方法很不方便。
2.改进方案
为了提高加工锥孔B的生产效率,我们设计了一套新的加工工序,制作了专用钻头、行程挡板和专用量具,以适应这种复杂零件的加工和检验。
(1)加工工序
改进后的加工工序为先加工除锥孔B之外的其余锥面,其余锥面加工精度要求较低,仍采用扳动车床小托板角度的方法加工。最后用精度较高专用钻头加工锥孔B,以保证锥孔B的精度、减少锥孔B与其余锥面的偏差。
(2)专用钻头
加工锥孔B需使用的专用钻头,其直径和锥度按照锥孔B制作。加工锥孔B时,将专用钻头装入车床尾座中,采用钻削的方法即可钻出锥孔,其结构如图2所示。
(3)行程挡板
采用钻削的方法加工锥孔B可有效地提高生产效率,但钻头钻入深度直接影响钻孔直径。用测量法判断钻孔直径时,需要边钻孔、边测量,这样反复测量,势必影响钻孔效率,难以保证钻孔精度。
为此,.我们制作了如图3所示的行程挡板。行程挡板1用螺栓2固定在车床尾座5上,C面与车床尾座5端面的距离为8mm。借助行程挡板1,可以控制钻削锥孔的深度,进而控制锥孔B直径。
借助行程挡板1控制钻孔尺寸的方法如下:首先,将车床尾座套筒4缩回至与尾座5端面齐平位置。其次,调整尾座5的位置(相当于工件钻孔的零位),使专用钻头3前端横刃与工件A面齐平,并将尾座5锁死在车床导轨7上。最后,转动尾座手轮6钻削锥孔B,直到尾座套筒4前端面靠平到行程挡板1的C面(此时钻孔深度即为8mm)。这样就非常方便的控制了钻孔深度,从而保证锥孔B的直径。
(4)专用量具
为了提高检验速度,方便进行测量,我们自制了专用检验量具,按照锥孔B的尺寸制作一个如图4所示的塞规,检验时,将塞规塞入锥孔B中,只要塞规大端直径处端面与工件A面平齐且不发生晃动,即可认为锥孔直径深度和锥度合格。
潜孔钻机 篇5
从国家科技部获悉,山河智能申报的一体化液压潜孔钻机产品被国家科学技术部、环境保护部等4部委联合授予“国家重点新产品”荣誉。一体化液压潜孔钻机设计中采用全新的设计理念,运用人性化、模块化设计和机电液一体化设计、人机与自然相融合的原则。同时参考国外先进同类机型,对各机型的优缺点进行取舍。集钻进系统、空压机、动力三位一体,方便、实用、高效;关键元器件采用国外最成熟、先进的液压系统技术、动力系统,稳定性与可靠性高。
本项目已获授权专利21项,其中发明专利1项,并且参编《履带式一体化潜孔钻机》国家标准,产品填补国内空白,经现场使用,技术性能达到国内领先、国际先进水平。