BM281鑿巖臺車液壓油冷卻系統性能優化

崔永峰

(山東黃金礦業(萊州)有限公司 三山島金礦，山東 萊州 261442)

BM281鑿巖臺車液壓油冷卻系統性能優化

崔永峰

(山東黃金礦業(萊州)有限公司 三山島金礦，山東 萊州 261442)

本文對BM281鑿巖臺車在實際使用過程中,由于環境溫度影響造成的液壓油溫度高問題進行了分析與闡述，通過提高液壓油的冷卻系統性能，解決了存在的問題，取得了顯著的經濟效益。

鑿巖臺車；冷卻系統；優化

0 引言

瑞典阿特拉斯公司的Rocket Boomer281鑿巖臺車，是隧道和礦山用全液壓鑿巖臺車，采用液壓控制方式，配備DCS18鉆進系統、BUT28鉆臂和COP1838ME鑿巖機，具有以下特點：

(1)BUT28重型鉆臂是雙三角懸浮支撐的鉆臂，能夠保證在各個方向上準確的液壓平行保持功能；

(2)COP1838ME鑿巖機帶有雙緩沖減震系統，確保鉆具最佳的使用壽命，壓力油膜保護和潤滑各結合界面，減少鑿巖機內部污染。

(3)采用直控式鉆進系統，擁有極佳的自動防卡釬功能RPCF，液壓泵組分別用于沖擊/定位、回轉和緩沖的各泵構成，獨立的控制回路，確保最大的功率輸出。

(4)BMH2800系列重型鋁合金推進梁，具有很高的抗彎、抗扭強度，使用壽命長，推進梁表面覆有不銹鋼皮，運動部件間采用聚四氟乙烯耐磨襯墊，耐磨損方便更換。

(5)結實的鉸接式重型底盤，四輪驅動，適合在狹窄隧道和礦山巷道中工作。采用液壓動力轉向，失效保險制動器，底盤集中潤滑系統。配備四個液壓支腿，定位穩固。Rocket Boomer281鑿巖臺車外形圖見圖1。

圖1 Rocket Boomer281鑿巖臺車

DCS18是帶有可手動控制的直接控制閥的鉆孔系統，適用于COP1638及COP1838鑿巖機，由液壓系統、電氣系統、水系統、空氣及潤滑系統四個子系統構成。其中液壓系統由主工作泵、組合控制閥組、油管、鑿巖機、液壓油冷卻器、過濾器等組成，水系統由過濾器、安全閥、水流量監測器、液壓油冷卻器、水泵、控制閥、鑿巖機機頭水套等組成。

鑿巖臺車鉆孔作業時，由主電機帶動主工作泵工作，產生液壓系統的液壓動力源，在工作過程中，液壓油產生的大量熱量通過液壓油冷卻器進行熱交換降溫處理，保證液壓油的溫度在系統允許的溫度范圍內，從而保證液壓系統能夠正常的運行。

液壓油冷卻器安裝在鑿巖臺車的供水系統中，工作原理是用流動的水流將經過冷卻器的液壓油中的溫度帶走，實現降低液壓油溫度的功能。液壓油冷卻器外形見圖2。

圖2 液壓油冷卻器

液壓油的工作溫度是否在允許范圍內，是影響Rocket Boomer281鑿巖臺車液壓系統正常工作的重要原因之一，尤其是設備在溫度比較高的環境中作業，液壓油的水冷卻系統的降溫效果必須滿足設備液壓系統的要求，因此在高溫環境條件下提高Rocket Boomer281鑿巖臺車液壓油的水冷卻系統的降溫效果是非常重要的。

1 現場工作狀況分析

三山島金礦西山采掘二車間的2臺Rocket Boomer281鑿巖臺車長期工作在井下-400 m以下的各個采場，設備所處的作業環境屬于井下的高溫區域，且巖壁淋水多、空氣潮濕度大。從2012年四季度以來，由于各種原因造成兩臺設備先后都出現了液壓系統的主工作泵頻繁損壞問題，主工作泵投入使用后基本都在2周左右就出現壓力下降現象，造成設備無法正常工作，每次更換主工作泵至少需要8～10 h，同時還要浪費大量的液壓油。兩臺設備由原來的主力采礦設備不得不改為替補設備，嚴重地降低了設備的可利用率。

經過拆檢損壞的舊泵，發現出現的部件及損壞情況基本都相同。為了解決這一問題，各部門技術人員與維修人員以及設備廠家技術服務人員從各方面對故障進行反復分析，先后多次檢測維修了設備的液壓系統各元件的泄漏情況、維修了鑿巖機、更換了液壓油并清洗了液壓油箱、清洗了液壓油冷卻器、更換了液壓油濾芯，取得了一定的效果，主工作泵的損壞周期延長到了1個月左右，但是還是沒有完全達到正常的工作狀態。

針對西山采掘二車間2臺Rocket Boomer281鑿巖臺車主工作泵使用壽命不穩定問題，首先從Rocket Boomer281鑿巖臺車的主工作泵需要的工作條件方面進行了分析。鑿巖臺車的主工作泵是1臺德國Rexroth公司的A10VO100型軸向柱塞泵，該泵節能高效，但是對工作環境條件要求比其它形式的液壓泵相對要高很多。通過前期的工作，認為液壓系統、油質等方面已經能夠滿足泵的運行要求，只有1個方面還沒有確定是否能夠滿足泵的運行要求，就是設備正常鉆孔作業時，液壓油的溫度及升溫速度是否在允許的范圍內。通過了解操作人員，得知設備正常鉆孔作業時，液壓油升溫比較快，溫度比較高。其次設備所處的作業環境溫度方面也是比較高的，不利于液壓油散熱。兩方面說明主泵長期在溫度比較高的條件下運行，有可能降低了主泵的使用壽命，造成了主泵內部磨損過快，故障率升高。

2 實施方案

如何降低液壓油的溫度，成為了解決Rocket Boomer281鑿巖臺車主泵能否正常運行的又一個重要問題。如果需要更好地降低液壓油的工作溫度，就必須從液壓油冷卻器部分想辦法解決。經過充分考慮，決定從加大液壓油冷卻器中的水流量方面做工作，利用增加通過液壓油冷卻器的水流量帶走更多的液壓油中的熱量，實現液壓油更好地降溫目的。在分析設備供水系統圖時，發現水泵的排量已經是不能改變的，液壓油冷卻器放置在水泵的吸水口水路上，決定在水泵和液壓油冷卻器之間的供水管路上加裝一個三通和一個放水閥門，在能夠滿足水泵為鑿巖機系統提供沖渣水的情況下，操作人員根據情況適當控制放水閥的開啟程度，使流出液壓油冷卻器出水口的一部分液壓油冷卻水水從放水閥中泄掉，從而增加了通過液壓油冷卻器的水流量。改造后的供水系統見圖3。

圖3 供水系統圖

供水系統圖中的水開關3所指示的就是增加的液壓油冷卻水放水閥，通過幾個月的試運行，經過水冷卻系統改造的2臺Rocket Boomer281鑿巖臺車的主泵運行良好，液壓系統工作狀態平穩，設備的故障率和成本費用明顯下降，兩臺設備又成為了車間的主力采礦設備，設備的產量平穩增長。杜絕了頻繁地更換主工作泵的不正常現象，明顯降低維修工作量，節省了大筆備件費用和人工費用。

3 技術創新點

通過對瑞典阿特拉斯公司Rocket Boomer281鑿巖臺車的液壓油冷卻系統實施改造，技術創新方面有以下幾點：

(1)解決了設備在溫度相對較高的作業環境中的液壓系統如何降低工作溫度的問題。

(2)工藝簡單，所用材料采購方便，耗用時間少。

(3)投用的資金少，單臺設備改造所用材料費和人工費在500元左右。

(4)效益非常可觀，達到了少投入而效益最大化的目的，投入產出比非常大。

4 經濟效益分析

該項技術改造應用后，解決了Rocket Boomer281鑿巖臺車在溫度相對較高的作業環境中的液壓系統如何降低工作溫度的問題，設備的可靠性提高，從而保證了井下重點采礦設備的正常運行。實現了改造的目的，使設備滿足了礦山增產增效需求，創造的經濟效益十分顯著。

4.1 直接經濟效益

(1)Rocket Boomer281鑿巖臺車的主工作泵是臺德國Rexroth公司的A10VO100型軸向柱塞泵，每臺原廠生產的泵每臺采購價為4.7萬元左右，正常使用每臺泵的壽命在10～12個月左右，沒有進行液壓油冷卻系統性能優化之前，每臺泵的壽命在1個月左右，通過該技術改造，延長泵的使用壽命10～12倍，按單臺Rocket Boomer281鑿巖臺車每年減少使用10個原裝泵計算，單臺設備每年可節約資金4.7×10=47萬元左右。

(2)每臺設備減少更換泵時所損失的液壓油70 kg左右，每公斤液壓油采購價為12元左右，按單臺Rocket Boomer281鑿巖臺車每年減少損失700 kg液壓油計算，單臺設備每年可節約資金700×12=8.4萬元左右。

(3)通過進行液壓油冷卻系統性能優化，單臺設備每年可直接節約資金合計47+8.4=55.4萬元左右。

4.2 間接經濟效益

設備正常運行后，降低了液壓系統的相關備件的故障率及減少了液壓油濾芯的使用量，設備產量得到大幅度提高，間接經濟效益是非常可觀的。

Performance Optimization of Hydraulic Oil Cooling System of BM281 Drilling Machine

CUI Yong-feng

(Sanshandao Gold Mine, Shandong Gold Mine Industry (Laizhou) Co., Ltd. Laizhou 261442, China)

This article analyses the problem of excessively high temperature caused by environment temperature of BM281 drilling machine hydraulic oil, solves this problem by improving performance of hydraulic oil cooling system, obtains remarkable economic benefits.

drilling machine； cooling system； optimization

2013-09-16

崔永峰(1970-)，男，山西朔州人，工程師，大學專科，主要從事進口、國產地下無軌采礦設備的采購選型論證、技術與商務洽談、交機驗收、技術培訓、日常使用的技術與維護管理等工作，現任山東黃金礦業(萊州)有限公司三山島金礦無軌設備主管。

TD421.2

B

1003-8884(2014)01-0061-03