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ZY-2300型礦用全液壓坑道鉆機
標簽:礦用全液壓鉆機    發布時間:2019-03-20 14:29:01    來源:礦用全液壓鉆機

用途及使用范圍

ZY-2300型煤礦用全液壓坑道鉆機主要用于煤礦井下鉆進瓦斯抽(排)放孔、注漿防滅火孔、煤層注水孔、防突卸壓孔、地質勘探孔及其它工程孔。適用于巖石堅固性系數f10的各種煤層、巖層。要求巷道或鉆場斷面大于6.5m2,高度大于2.5m,寬度大于2.8m 。

主要結構和工作原理

2.1鉆機整體結構如圖1所示,液壓系統見圖9,主要由泵站、操縱臺、動力頭、座架、夾持器、立柱、鉆具等7大部分組成。

2.2泵站(3ZY01)

泵站(圖2)主要由電動機、雙聯齒輪泵、油箱、溢流閥、精粗濾油器、冷卻器、空氣過濾器及底座等部件組成。泵站是通過電動機驅動油泵轉動,將電能轉換成液壓能(壓力油),電動機通過彈性柱銷聯軸器帶動油泵工作,油泵從油箱吸油并輸出壓力油。油箱內裝46#抗磨液壓油至油位計上標位為避免在井下加油時臟物進入油箱,須通過空氣濾清器加油。

2.3操縱臺(3ZY02)

    操作臺(圖3)主要由臺架、多路換向閥組、節流閥、壓力表、膠管、快換接頭等組成。操縱臺是將泵站提供的壓力油通過多路換向閥組分配到各液壓執行元件,實現鉆機的各種功能。多路換向閥組由五片閥組成,分別控制動力頭的正、反轉、進給油缸的正常進退和快速進退、液壓卡盤和夾持器的夾緊或松開,將正常進退閥片上的一組油管接到升降油缸上,即可調定鉆機傾角等動作。鉆機工作時,可通過調節節流閥(微調)的手柄,改變進給油缸的流量,從而改變鉆機給進速度。

2.4動力頭(3ZY03)

    動力頭(圖4)主要由液壓馬達、減速箱、卡盤、水辮等組成。主要是將液壓能轉化為機械能的機構。壓力油驅動液壓馬達,經減速箱減速后帶動中空主軸、液壓卡盤、水辮和鉆具旋轉,輸出轉速和轉矩。減速箱為兩級齒輪傳動機構,采用牙嵌離合器變速。減速箱前端面設有調速手輪,旋轉調速手輪可實現高速、空位、低速三個檔位變換。卡盤采用碟簧夾緊鉆桿,油缸完成松開鉆桿動作,該卡盤可直接夾緊鉆桿或前置水辮。

2.5底架(3ZY04)

    底架(圖5)用來支承動力頭和實現動力頭的前進與后退。主要由機架、推進油缸、底座、升降油缸、拖板、支撐柱、拉桿等組成。 動力頭用螺栓固定在拖板上,推進油缸帶動拖板及動力頭在機架上做往返運動;升降油缸可調整機架的傾角,使鉆機的開孔高度和開孔傾角符合要求。支撐桿和拉桿將機架和底座連接為一個整體。底座前后有四個腳窩,用于立柱錨固鉆機。

2.6夾持器(3ZY05)

     夾持器(圖6)用于鉆桿導向和上下鉆桿時夾持鉆桿,安裝在機架前端。夾持器由活塞、殼體、卡瓦等組成,

2.7立柱(3ZY07)

立柱(圖7)由液壓支柱、內外導管、柱帽等組成,立柱錨固在巷道或鉆場頂底板之間,用于錨固鉆機座架。由于采用了內注式單體液壓支柱,提高了立柱的整體錨固力,增加了鉆機的穩定性。

2.8鉆具(3ZY06)

鉆具(圖8)包括鉆桿、鉆頭、前置水辮或后置水辮。

鉆頭直徑為φ94mm中心鉆頭,根據用戶需要配置復合片、金剛石或牙輪鉆頭,滿足硬巖鉆孔需要。

鉆桿直徑為φ63mm,長度為800mm。采用梯形錐螺紋連接,具有強度高、拆裝容易、對中性好等優點。

前置水辮或后置水辮是向鉆桿傳遞動力和通水(或壓風),以便排渣和冷卻、潤滑鉆頭,可根據需要選用。

主要技術參數

3.1 型號含義

 Z  Y --- 2300

 

 Z代表鉆機

Y代表液壓

2300代表鉆機的扭矩    

3.2 主要技術參數

鉆孔深度(m)         300

開孔直徑(mm)        94、133、153

終孔直徑(mm)        94 

鉆桿直徑(mm)        63

鉆孔傾角(° )        -90~+90

輸出轉速(r/min)     70/160

輸出轉矩(N.m)       2300/1000

給進力(kN)         110

起拔力(kN)          80

正常推進速度(m/min) 0~1.5

給進行程(mm)        850

         主機外形尺寸(mm)     2240×1000×1478 (××高)

         主機重量(kg)         約1435(不包含鉆桿)

泵站:

小泵出油調定工作壓力(MPa) 16

大泵出油調定工作壓力(MPa) 16

工作介質:                  46#抗磨液壓油

油箱有效容積(L)          110

外型尺寸(mm)             1685×800×840(長×寬×高)

重量(kg)                   616

操縱臺:

旋轉壓力(MPa)            15(反轉)

旋轉壓力(MPa)            14(正轉)

推進壓力(MPa)            13

外型尺寸(mm)             1145×613×1135(長×寬×高)

重量(kg)                   175

電動機:

型號                        YBK2-225S-4

功率(kW)                  37

電壓(V)                   380/660

電流(A)                   69.8

轉速(r/min)               1480

油泵:

型號                         CBY3080/2010

*高壓力(MPa)              25

排量(mL/r)                 80.4/10.18

4   地面調壓試車

4.1 所有操作人員須經培訓合格,并持有上崗證,方可進行操作。

4.2 將泵站、主機(出廠時已將動力頭安裝在機架上)放在適當位置,按液壓系統圖(圖9)連接各油管。連接油管時應檢查快換接頭的動作靈活性和清潔度,連接應正確、牢固可靠。

4.3 經空氣濾清器油網加入46#抗磨液壓油至油位計上標位,開機試車后油位會下降,應及時補油至上標位。

4.4 連接電源,電動機接線電壓等級應與電源電壓等級相符合,電動機的旋轉方向應與油泵標注的箭頭方向一致。

4.5 調定工作壓力:將動力頭馬達進出油管和推進油缸進出油管2對快換接頭拔下,松開泵站上的大、小泵溢流閥,旋緊多路換向閥組上的各過載閥(3個)。開機后將旋轉手把向前推至正轉位置(見圖10),緩慢調節泵站上大泵的溢流閥,使油壓逐漸上升,當操縱臺右邊壓力表指示為16MPa時,鎖緊該溢流閥,此壓力為旋轉油路總壓力;調節該閥片上方過載閥壓力,當操縱臺右邊壓力表指示為14MPa時,鎖緊該過載閥,此壓力為動力頭正轉工作壓力;將旋轉手把向后拉至反轉位置,調節總回油閥片下方過載閥壓力,當操縱臺右邊壓力表指示為15MPa時,鎖緊該過載閥,此壓力為動力頭反轉工作壓力;將旋轉手把打回中位,此時旋轉油路上各工作壓力調定完畢。將正常進退手把向后拉至正常后退位置(注意*后為浮動位置,即卸鉆桿螺紋位置),緩慢調節泵站上小泵的溢流閥,使油壓逐漸上升,當操縱臺左邊壓力表指示為16MPa時,鎖緊該溢流閥,此壓力為推進油路總壓力,即夾持器夾緊和松開壓力、卡盤松開壓力、給進油缸的后退(起拔)壓力將推進手把向前推至正常前進位置,調節正常進退閥片上方過載閥壓力,當操縱臺左邊壓力表指示為13MPa時,鎖緊該溢流閥,此壓力為推進壓力和升降油缸升起壓力。將推進手把置于中位,各工作壓力調定完畢。

4.6 轉速調定  打開圖4動力頭中窺視孔蓋(序號75),轉動手輪(序號47),使離合器(序號12)合上高速大齒輪時(序號10),輸出轉速為高速,合上低高速小齒輪時(序號14),輸出轉速為低速。必要時可用卡盤夾住鉆桿,用管鉗搬動鉆桿,方便離合。(注:轉速調定時應停止旋轉)

4.7 試車  接上全部油管,開機空載運轉。

4.7.1操作卡盤手把,松開卡盤,放入一根鉆桿,卡盤夾緊鉆桿后再操作旋轉手把,動力頭在卡盤夾緊鉆桿下分別在高速(低速)、正反轉狀態下分別各運轉5 min。

4.7.2操作正常進退手把,推進油缸往復運動10次;操作節流閥,調節推進油缸往復運動速度;操作快速進退手把,油缸快速往復運動5次。

4.7.3操作卡盤手把,卡瓦在中孔軸內伸縮運行5次,運行應平穩均勻。放入鉆桿后卡盤應能夾緊鉆桿,夾痕應均勻,卡盤松開時,能輕松放入或取出鉆桿。

4.7.4操作夾持器手把,卡瓦伸縮5次,運行應平穩、均勻。放入鉆桿后夾持器應能夾緊鉆桿,夾痕應均勻,夾持器松開時,能輕松放入或取出鉆桿。

4.7.5將推進油缸上的一對快換接頭拔下,接到升降油缸上,松開拉桿抱箍,操作正常進退手把,上機架繞旋轉軸升降運動5次,與此同時,可操縱節流閥手柄,調節上機架的升降速度。

4.7.6 試車時觀察操作臺上壓力表壓力情況,動力頭正反轉壓力應小于4 MPa,油缸往復運動壓力小于2 MPa,總回油壓力小于0.4 MPa,各油管連接處不得有泄漏現象;卡盤和夾持器卡瓦伸縮平直,鉆桿上的夾痕均勻;各部運轉應平穩,不得有異常聲響和異常現象,否則應停機檢查。

4.8 將立柱豎立,加載手把內四方端插入三用閥一端上下搖動,立柱逐漸上升;將加載手把扁方端插入三用閥另一端,上下搬動,立柱慢慢下降。立柱上下運動應平穩

5   下井運輸

5.1 鉆機下井前可根據使用單位井巷和運輸設備大小將鉆機解體成若干部件。為了正確完成鉆機的拆卸和井下安裝,從事該項工作的人員應根據技術文件,熟悉本機結構,詳細了解并掌握各連接部位的連接和拆卸方法。

5.2 鉆機可解體成泵站、操縱臺、動力頭、鉆機機架、立柱和鉆具等部件,泵站油箱內的液壓油放置于干凈的容器內,單獨運輸。

5.3 解體時各膠管應卷成圈,固定在相應的部件上,彎曲不要過大,所有外露孔要包裹或加帽罩,防止臟物進入元件和膠管內。拆下的各緊固件和連接件應帶在相應的零部件上,以免丟失或混淆。

5.4 解體后的各部應牢固地固定在運輸設備上(內),運輸過程中應避免各部件碰撞和跌落。

6   井下安裝試車

6.1 鉆機安裝前,首先清理好鉆場,鉆場周圍的巖層應安全可靠,且具有足夠的空間,通風良好。

6.2 配有與鉆機相適應的水源(供水量Q>200L/min,供水壓力>1 MPa)或壓風(需壓風排渣風壓>0.6 MPa),電源及相應的配套設備。

6.3 將泵站和操縱臺安放在既安全又利于操作和觀察鉆機工作情況的地方,泵站電機一側應置于進風側。按4.3,4.4的要求加油,接上電源。

6.4 將動力頭安裝在上機架上。

6.5 根據鉆孔的方位角按照圖1用4根立柱將鉆機座架牢固地錨固。為適應不同的鉆場高度,可初定立柱伸縮套管長度,立柱下端可用內注式單體液壓支柱加載錨固。在錨固鉆機座架時,立柱與頂板之間加木墊。

6.6 確定鉆孔高度、傾角操作:底架上的上機架(圖5中序號2)可以在抱箍松開時順著支撐柱(圖5中序號7)上下移動,以滿足對不同開孔高度的需求。將進給油缸上的兩支油管拔下,接到升降油缸上,操作操縱臺上正常進給手把,并緩慢調節節流閥,使上機架繞著旋轉軸轉動,適應鉆孔傾角的要求,如果需要更大的鉆孔傾角,可將升降油缸的上方耳環換到上機架后端的升降油缸座上。若用戶需要負的鉆孔傾角,只需將上機架調換180o,按照上述步驟用戶就可以得到理想的鉆孔傾角。調整好開孔傾角后,用拉桿和抱箍將上機架固定。

6.7 鉆機安裝好后,按照4.5~4.7(上機架升降除外)條順序進行調壓試車。試車后接上冷卻器和水辮水管。

7   鉆孔操作

7.1 根據需要安裝前置水辮或后置水辮,應配置專用的水辮供水閥門。

7.2 根據需要選擇旋轉速度。

7.3 安裝鉆頭操作

7.3.1使用前置水辮:動力頭退至機架后端,松開卡盤,放入前置水辮(水辮殼體上的定位銷放入拖板上的定位槽內),卡盤夾緊水辮軸,松開夾持器,將鉆桿旋接在水辮軸上,動力頭旋轉并慢慢前進,當鉆桿前端螺紋通過夾持器后停止旋轉和推進,將鉆頭旋接在鉆桿上,接上水辮供水管。

7.3.2 使用后置水辮:動力頭退至機架后端,松開卡盤,放入1根鉆桿在動力頭內,鉆桿外螺紋置于動力頭前端,再旋接1根鉆桿在動力頭內,鉆桿內螺紋露出動力頭后端,卡盤夾緊鉆桿,松開夾持器,動力頭旋轉并徐徐前進,當鉆桿外螺紋通過夾持器后停止旋轉和推進,將鉆頭旋接在鉆桿上,在動力頭后面鉆桿旋接后置水辮,接上水辮供水管。

7.4開孔操作

修平開孔處的煤巖,保證鉆頭接觸平穩。打開供水閥門給冷卻器和水辮供水,動力頭慢轉,并慢慢推進,當鉆進一定深度且鉆機、鉆具運轉平穩后,用正常旋轉和進給速度鉆進。

7.5 加接鉆桿操作(前置水辮)

7.5.1 在需加接鉆桿時,先停止推進,再停止旋轉,關閉排渣水;

7.5.2 操縱控制夾持器的換向手把,使夾持器夾緊鉆桿;

7.5.3操作正常進退手把向后拉至*后位置即浮動位(見圖10),動力頭反轉(特別注意:夾持器未夾緊鉆桿時,動力頭不能反轉,防止鉆桿丟在孔內),使水辮軸(使用后置水辮時為鉆桿)與鉆桿旋離時將正常進退手把向前向前推至正常后退位,使動力頭正常后退;需快速后退時,旋轉手把置于中位,停止旋轉,將快速進退手把向后拉至快速后退位置,使動力頭快速后退至機架的后端。

7.5.4 將要加接的鉆桿旋接在前一根鉆桿上,動力頭邊旋轉邊前進,當水辮軸(使用后置水辮時為鉆桿)梯形錐螺紋與新加接鉆桿錐螺紋旋接后,立即松開夾持器,完成鉆桿加接;

7.5.5 打開水辮供水閥門向鉆孔中供水,待水從鉆孔中流出后,再進行正常鉆進;

7.5.6 使用后置水辮時,其操作如下:

      a)先停止推進,再停止旋轉,關閉供水閥門;

      b)人工用管鉗卸下后置水辮;

      c)根據動力頭后面空間大小,在動力頭后面加接1根或幾根鉆桿;

      d)將后置水辮旋接在鉆桿上;

      e)夾持器夾緊鉆桿、松開卡盤,動力頭后退或快速后退至機架后端;

      f)卡盤夾緊鉆桿,松開夾持器,打開水辮供水閥門,向鉆孔供水,待水從鉆孔中流出后,再進行正常鉆進。

7.6 拆卸鉆桿操作

7.6.1 將動力頭置于適當的位置(取下前置水辮或后置水辮和鉆桿后,卡盤前進后能夾住要拆卸的鉆桿),關閉水辮供水閥門;

7.6.2 夾持器夾緊鉆桿, 操作正常進退手把至*后位置即浮動位(見圖10),動力頭反轉,使水辮軸(使用后置水辮時為鉆桿)與**根鉆桿分離一段距離,將正常進退手把向前推至正常后退位,使推進油缸正常后退;

7.6.3 松開卡盤,取下前置水辮或后置水辮和鉆桿;

7.6.4 動力頭前進至能夾住鉆桿處停止前進;

7.6.5卡盤夾緊鉆桿,松開夾持器,動力頭正轉(在起拔鉆桿時需鉆具旋轉時)并后退至適當位置(即從卡盤取下**根鉆桿后,卡盤能夾住下一根鉆桿),停止旋轉和后退;

7.6.6 夾持器夾緊鉆桿,操作正常進退手把至*后位置(浮動位),動力頭反轉,松開鉆桿間連接螺紋,將正常進退手把向前推1位,使推進油缸正常后退;

7.6.7 松開卡盤,取下**根鉆桿;

7.6.8 再按7.6.5、7.6.6和7.6.7操作,即可卸下第二根,第三根直至卸下*后一根鉆桿。

7.7操作中的注意事項

7.7.1鉆機在鉆孔過程中,動力頭絕不能反轉。只有在加接或拆卸鉆桿時,夾持器夾住鉆桿后才可反轉。

7.7.2注意各運動部件的溫升情況。鉆機表面溫升和變速箱中的油液溫升≤40,外表面*高溫度≤75,泵站油箱出油口液壓油的*高溫度≤50,否則應停機檢查并加以處理。

7.7.3觀察各壓力表所提示的壓力,判斷鉆機是否過載。出現過載現象應調節節流閥,降低鉆進速度,減少負荷;當發現回油壓力超過0.8MPa時,應停機清洗或更換精過濾器濾芯。

7.7.4觀察鉆機在鉆進過程中的運動狀態,若發現有異常聲響、動力頭振動過大、機架有擺動、立柱框架有晃動,應停機檢查并加以處理。

7.7.5各操作手把應按規定的標識和規定的程序操作。換向不能過快,以免造成液壓沖擊,損壞機件。

7.7.6觀察油箱的油位,當油位下降到標定位以下時,應停機加油。

8   保養及維修

8.1 鉆機在使用期間,必須保持清潔、完好、功能齊全、靈活可靠、進行日常維護和定期檢修。

8.2 交接班時,檢查各操作手把是否靈活可靠、各壓力表指針是否能正確指示壓力、各油管連接是否完好、有無漏油現象、水辮是否漏水,發現問題及時處理。

8.3 鉆機正常運轉3個月后要對油質檢查一次。若不合格,應將油全部放出,并清洗油箱,注入新的液壓油。

8.4 定期對運動件結合處、潤滑點、導軌、軸加注潤滑油。潤滑部位見表1。

表1

零件名稱

潤滑點位置

潤滑操作

動力頭

減速箱

三個月換潤滑油一次

減速箱

前端軸承(2處)

每周加注黃油一次

卡盤

前端軸承

每周加注黃油一次

機架

導軌面

每班涂黃油一次

支撐桿

螺桿螺紋

每周涂黃油一次

9   常見故障分析與處理方法

鉆機常見故障及處理方法見表2。實際工作中應結合具體情況,綜合分析、準確判斷、及時處理。

                表2   常見故障及處理辦法

部件

故障

可能原因

處理辦法

 

油箱發熱

油量過少

加油

冷卻器通水量不足

增大冷卻水量

溢流閥長時溢流

檢查調整或更換溢流閥

油泵不排油或排油量不夠

電動機旋向錯誤

調換方向

吸油過濾器堵塞

清洗吸油過濾網

油泵內部損壞或磨損過度

檢修或更換新泵

油箱內油面過低

加油

 

 

 

馬達回轉

無力

供油壓力低

調整系統壓力

馬達磨損嚴重,內泄過多

更換馬達

操作手把不到位,供油不足

將手把打到正確位置上

動力頭發熱

軸承磨損嚴重或損壞

更換軸承

軸承未到位,中空主軸軸向竄動

調整軸承松緊度到要求范圍

 

卡盤打滑

卡瓦磨損嚴重

更換卡瓦

油缸內泄嚴重

更換油缸密封

工作壓力低

調整系統壓力

 

動力頭不能前進或后退

節流閥處于完全打開狀態

關閉節流閥

進給油缸活塞密封損壞內部竄油

檢查油缸

推進壓力太低

增大進給壓力

夾持器夾不緊鉆桿

卡瓦嚴重磨損

更換卡瓦

活塞密封損壞,內部竄油

更換密封圈

夾緊壓力不夠

增大夾緊壓力

10  貯存保管

    鉆機未使用或使用后需貯存(必須對整臺鉆機進行徹底清洗及維修),應貯存在通風良好、防潮、無腐蝕性氣體的倉庫內。


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