TCY108分體式潛孔鉆機液壓系統改進

王曉輝

我公司研發生產的TCY108型分體式液壓潛孔鉆機是一種新型高效、節能且適用性廣的露天液壓鑿巖設備，用于鉆鑿各種爆破孔、預裂孔、錨索（桿）孔等。該鉆機爬坡能力強，移位方便、鑿巖效率高，可極大地改善工人勞動強度。

1 鉆機的鑿巖范圍

該鉆機以柴油發動機為原動力帶動液壓系統實現鑿巖推進、鑿巖回轉、鑿巖定位、捕塵和鉆機行走等功能，鉆機外接壓縮空氣管路供給鑿巖沖擊，采用氣液聯動的方式完成鑿巖作業。該鉆機適用范圍

巖石硬度f=6～20

鉆孔直徑φ105～φ130mm

鉆孔深度 45m

2 改進前存在的問題

近幾年國家環保法規定施工現場要有效控制粉塵污染。鉆機加裝集塵器是實現鉆孔無粉塵排放的最簡便、最有效的方法。為保證操作人員安全，鉆機需加裝夾釬器。鉆機的原液壓系統由一個液壓泵輸出，經過“鑿巖-定位”功能選擇閥把行走、進給、轉釬動作布置在鑿巖位置；把各機構變幅功能布置在定位位置（參見圖1）。由于鑿巖回路的工作流量較大，在不增加發動機功率的情況下，集塵系統和夾釬器系統最好加裝在定位回路，但該鉆機液壓系統兩個回路不能同時工作，也就是定位回路在鉆孔時不工作，從而造成該系統無法加裝集塵器和夾釬器。

原系統經過分流閥后的兩支分路先經過行走換向閥再到進給和轉釬換向閥，這樣就存在一個問題，在鉆機鑿孔過程中，操作人員不小心碰了行走換向閥手柄后會造成鉆機移位，可能造成鉆機損壞，危及操作人員的人身安全。且“鑿巖-定位”功能選擇閥操作復雜，不熟練的操作人員時常會出現誤操作。

3 改進前液壓系統的工作原理

改進前液壓系統原理如圖1所示。工作時，柴油機帶動液壓泵工作，液壓油流經“鑿巖-定位”功能選擇閥，當“鑿巖-定位”功能選擇閥置于定位位時，可通過操縱六聯換向閥控制鉆機的鉆臂、導軌俯仰、左右擺動；當“鑿巖-定位”功能選擇閥置于鑿巖位時，可通過操縱換向閥實現鉆車移位和鉆孔。為使履帶式鉆機行進、轉向靈活，兩條履帶由單獨的兩個馬達驅動，由于整個系統只有一個液壓泵，為防止鉆機行走時跑偏，在功能選擇閥后安裝了等量分流閥，油液經分流閥后分成兩支到達行走馬達。鉆孔時行走換向閥不工作，但油液仍流經行走換向閥才到達進給和轉釬換向閥，鉆機鑿巖過程中操作人員不小心觸碰了行走換向閥，會導致鉆機移位，輕則鉆桿被卡住，重則損壞鉆桿。

該型鉆機的操作步驟是：

（1）“鑿巖-定位”功能選擇閥手柄切換到鑿巖位置，推動行走換向閥手柄，驅動鉆機行走到到鑿巖位置；

（2）功能選擇閥手柄切換到定位位置，操縱六聯換向閥將鉆頭移動到鑿孔點；

（3）功能選擇閥手柄再切換到鑿巖位置，依次打開沖擊、進給、轉釬換向閥，開始鉆鑿巖孔；

（4）鉆孔至預定深度后，退回鉆桿，鉆頭從巖孔中退出；

圖1 改進前的液壓系統原理圖

（5）功能選擇閥手柄再切換到定位位置，收回導軌和鉆臂，再次切換到鑿巖位置，才能驅動鉆機移位。

在鉆機的使用過程中發現存在這些問題：（1）鉆機無法拓展使用功能，如加裝集塵器、夾釬器等；（2）操作步驟復雜，容易造成誤操作；（3）獨立閥組較多，造成管路和接頭繁雜，易發生漏油，不利于維修保養。

4 改進后的液壓系統

為了解決使用中存在的問題，對該型鉆機的液壓系統進行了如下改進。

圖2中，原先的一個泵由一組三聯泵替換，第一聯泵驅動左行走馬達，第二聯泵驅動右行走馬達。第一聯泵與第二聯泵的排量相同，可保證鉆機行進不跑偏。第三聯泵的排量較小，驅動定位機構變幅油缸。在鑿巖過程中定位變幅油缸不工作，第三聯泵可以為加裝的集塵系統和夾釬器提供動力。去掉了原液壓系統中的“鑿巖-定位”功能選擇閥和分流閥，簡化了操作過程，從而避免了誤操作的發生。

改進后的液壓回路中，由于進給換向閥與左行走換向閥串聯、轉釬換向閥與右行走換向閥串聯，進給換向閥工作時左行走換向閥的油液是切斷的，轉釬換向閥工作時右行走換向閥的油液也是切斷的，鑿孔時即使發生誤操作，扳動了行走換向閥的手柄，換向閥也沒有油液通過，鉆機不會移位，消除了安全隱患。改進后的鉆機見圖3，改進后液壓系統內部的連接管路大為減少，接頭漏油的幾率減小，便于維修保養。改進前后的閥組及管路的比較，見圖4。

圖2 改進后的液壓系統原理圖

圖3 TCY108鉆機

5 結束語

該型鉆機改進后消除了安全隱患，拓展了鉆機的使用功能，簡化了操作流程，集成的液壓閥組維修保養便捷，提升了鉆機工作的可靠性，順應了市場的需求。

圖4 改進前后的閥組管路系統