試論車載鉆機液壓卸扣機的設計

明宏林

摘 要：傳統集成式的卸扣機，存在著總質量大、鉆場內移動不方便等問題。為此，創新設計出車載鉆機的液壓卸扣機，其優勢為，分體設計、質量小、使用方便、適用范圍更廣和場景更多，大大提升了卸扣效率，為提高煤炭開采效率奠定基礎。

關鍵詞：車載鉆機;液壓卸扣機;設計

我國的煤炭生產率比較高，煤炭消費率也很高，對于煤炭挖掘和生產的人員而言，怎樣能保證煤炭生產安全和實現有效環境保護是非常重要的課題。尤其最近幾年，煤炭行業進入到高效綠色開發的重要階段，地面鉆井的采煤應用的車載鉆機以集成度高和搬遷方便的優勢，得到采煤工作者的認可。但是受到一個長期存在問題的困擾，那就是當前使用的車載鉆機的卸扣機，卸扣的扭矩比較小、夾持范圍比較窄，這樣就不能滿足較大直徑鉆頭、鉆具、套管的卸扣要求，不可以一邊鉆孔，一邊卸扣，不利于采煤工作效率的提升。針對此，必須重新設計一種高效率的卸扣機，以降低勞動的強度，提升采煤效率。

1、設計液壓式卸扣機的總體方案

分析了現有卸扣機的缺點，提出了多功能的液壓卸扣機，不但能擴大卸扣的扭矩，還擴大卸扣機的適用范圍，大大提高了設備易用性。運用了分體式的設計，整個設備動力源是一個獨立的液壓泵站，分別布置了兩個卸扣器，在工作的時候，可以通過接頭，實現快速地連接，這就不會出現集成式的卸扣機的總質量大、鉆場內移動不方便的問題。針對卸扣機的卸扣器使用次數、場景、便捷性等分析，提出三體合一的設計理念，將設備分成三個部分，主卸扣器、液壓泵站、鉆桿上部絲扣專用的卸扣器，詳細構成見圖1。其中主卸扣器可以針對地面鉆具卸扣，而鉆桿上部的絲扣專用卸扣器針對鉆桿上部和動力頭銜接部分絲扣進行拆卸。詳細參數為，鉆桿上部絲扣專用的卸扣器、主卸扣器的卸扣扭矩分別是0-50kNm、0-130kNm;卸扣范圍分別是125-235φ/mm、73-400φ/mm。

2、液壓卸扣機的總體結構

2.1液壓泵站

液壓泵站主要作用就是給卸扣器供給動力，也是一個操作臺，構成部分有操作臺、運輸底盤、泵站主機。泵站主機上的電機，保持上置立式結構，使用了立式的定量泵作為油泵，將其放在油箱之內，其優點是占用的空間小、壽命比較長、泄漏小、整體結構緊湊。泵站的主機主要布置在輪式的底盤上，以人體工程學的原理進行優化，主要優化部位是泵站的重心位置和運輸底盤部分的拉桿結構，使用大尺寸的車輪，可以由單人進行運輸，有著更強的地面適應性。并且，在鉆桿的上部絲扣專用的卸扣器部分，其操作臺設計在了泵站之上，該部分運輸底盤中部快速接頭可以連接多路換向閥和卸扣器，并可以隨時地拆解，就能達到高空作業的標準，可進行一定遠距離范圍的操控操作。

2.2主卸扣器

此部位的構成部分包含運輸底盤、操作臺、卸扣鉗、夾緊鉗，主要可以進行的卸扣操作為，將潛孔錘、鉆桿、鉆頭等鉆具上連接的絲扣進行卸扣。這個主卸扣器中夾緊鉗需要固定到運輸底盤之上，才能發揮出夾緊和固定鉆具的功能。夾緊鏈條的兩端連接到夾緊油缸及調整螺柱，當需要夾緊鉆具的時候，就能依據鉆具大小選擇合適夾緊鏈條的節數，進而調整螺柱，適當地微調鏈條范圍，使其滿足夾緊的需求，大大增強了夾緊的適應性。這樣夾緊油缸就可以在鉆具放好之后，有縮回操作，從而夾緊鉆具。卸扣鉗的功能：可以夾緊鉆具以及使得鉆具能圍繞著軸心進行運動，從而進行卸扣，這部分的夾緊結構原理類似夾緊鉗。但是，卸扣鉗的上部分設置了調整油缸，這就能調整夾緊卡瓦位置，以確保卸扣鉗可以準確地夾緊鉆具。另外，卸扣油缸可以在夾緊了鉆具后，進行油缸的伸長，進而可以在鉆具卸扣的時候提供一個扭矩。當一次卸扣的動作完成之后，可以縮回油缸，然后接著卸扣，此步驟操作，需要實施兩次到三次，才可完整地結束卸扣。

2.3鉆桿上部分絲扣專用的卸扣器

鉆桿上部的絲扣和動力頭通常需要借助機身中部液壓口的大鉗進行卸扣，可是如果出現孔內事故時，絲扣則不能用這種方法進行卸扣，因為其超出了大鉗的卸扣范圍，為解決此問題，想出在鉆桿上部分設計絲扣專用的卸扣器的方法。此部分構成包括卸扣油缸、夾緊鉗、卸扣鉗。此部分的體積非常小，并且質量也不是很大，在夾緊部分的兩側設計出V形的卡瓦座，用來提高夾緊度，保持夾緊動作的穩定性。在進行卸扣的時候，整個車載鉆機可以把卸扣器的夾緊部分設置到鉆桿的底部位置，借助車載鉆機的吊臂把卸扣器沿著鉆桿提高到鉆桿上部和動力頭的中間絲扣位置，然后開始卸扣的操作。這里面的卸扣器操作同主卸扣器操作大致相同，始終要保持夾緊鉗的夾緊，借助卸扣油缸伸縮與卸扣鉗配合，實施夾緊和松開的操作，以進行卸扣。

結束語：

綜上所述，為解決傳統卸扣機不能全方位卸扣和移動不便的問題，重新設計了車載鉆機液壓卸扣機，主要構成部分包括主卸扣器、液壓泵站、鉆桿上部絲扣專用的卸扣器，分體式的設計，移動方便，擴大了卸扣扭矩和范圍，大大提升了卸扣的工作效率。

參考文獻：

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