凿岩设备的发展趋势是使用液压凿岩机

凿岩设备的发展趋势是使用液压凿岩机。高效率的凿岩机，现代化的凿岩台车和先进的爆破工艺，是缩短掘进循环中凿岩工序时间的关键。实践证明，液压凿岩机性能优于气动凿岩机，不但节能显著，且能改善作业环境。simbah252液压采矿钻车，主要用于井下矿山崩落法采矿钻凿垂直扇形或环形炮孔，并在垂直方向可钻凿1.5m间距的平行炮孔，钻车配备先进的液压凿岩机，最适宜于中深孔接杆凿岩，孔深可达30m.

1、采矿钻车液压系统分析

钻车的液压系统根据其功能和作用可分为三大部分，即钻车的定位系统、凿岩工作系统、行走系统。下面对这三部分的作用、工作原理、特点进行详细分析说明。

钻车的定位系统主要是在钻车工作时，起到稳定整车和固定钻臂两大作用。整个系统的执行元件由1个马达和11个油缸组成。马达可以使钻臂做360°旋转动作，其中4个地脚油缸起稳定钻车的作用，2个上下支柱油缸在钻车凿岩时起到固定钻臂的作用，其他5个油缸使钻臂作俯仰、侧摆、上下移动的动作。

钻车的定位系统比较简单，由液压泵泵出的压力油经高压过滤器、换向阀5和减压阀6，压力降为12mpa后，经换向阀组，作用于各个定位执行元件。各执行元件的回油经换向阀组流回油箱。

定位系统中的11个油缸均有闭锁功能，压力油通过液控单向阀作用到油缸一侧，控制油打开液控单向阀，油液流动，油缸动作到达要求位置后，停止给油；由于液控单向阀的作用，油缸内的油不因外力作用而产生流动，起到自锁功能。其中上、下支柱油缸的伸出动作时，压力油均经单向减压阀减压至2mpa和7mpa后作用到活塞底部，保证活塞运行平稳，定位准确，不至于因压力过高造成定位不准和破坏钻车的机械结构；活塞杆收回时，回油经单向阀和换向阀7回油箱，实现快速收回。由于定位系统的执行元件基本上是双作用柱塞缸，其特点是反应灵敏、动作迅速准确。为保证钻车工作或停车时的稳定性，各油缸内装有自锁阀，其中两根俯仰油缸和两根小侧摆油缸的进出口处都装有单向节流阀，保证油缸双向运行都能够平稳无脉动，回油经单向阀阻力小。

行走系统也称牵引系统，由液压马达、转向油缸、制动油缸和液压阀组成，整车的行走、转向、制动由行走系统完成。由于泵站是电机带动，行走的距离不能超过所接电缆的长度，远距离的行走只有靠其他机动车辆拖动。压力油手动换向阀10经旁通型调速阀9和顺序阀8到达阀组5.由换向阀7将控制油送达阀组5的换向阀一侧，主油管内的压力油构成回路，使马达转向或油缸动作，完成行走或转向。截止阀3和截止阀4在泵站带动行走时必须打到关的位置，成截止状态，转向油缸与液压马达才能动作，完成转向和行走任务；在拖车时截止阀3和截止阀4接通，转向油缸和液压马达与截止阀形成闭合回路，拖车时完成随动动作，凿岩过程中应把截止阀3和截止阀4接通，以免误操作，造成设备故障。

调速阀9使转向油缸的运行速度具有可调性，阀组5由液动换向阀与单向顺序阀组成，单向顺序阀起到过载保护作用，保护系统不因负载过大引起损坏，负载压力超过顺序阀调定值28mpa时，压力油经顺序阀卸荷，达到保护执行元件的目的。

定差减压阀11的作用是使控制油压力保持在3mpa.单向顺序阀8有外控和内控两种方式，保证顺序阀在任何情况下都能够接通。调速阀6安装在换向阀7的两端控制油路上，使控制油流量稳定无波动，保证换向阀7的换向平稳没有冲击，从而使钻车起速稳定，没有跳动。

凿岩系统支持钻车的凿岩机完成旋转、冲击、推进动作，满足实际凿岩工况的需求。

旋转泵2提供的压力油通过旋转回路的换向阀17，将油流引至凿岩机的旋转马达，通过冷却器和过滤器回到油箱，形成回路。

冲击泵3用于冲击、定位、推进和牵引回路，该泵具有压力补偿性能并用安全阀7预调到28mpa，保护回路。从冲击泵3出来的油部分流到减压阀20，部分流到冲击换向阀15，还有一个出口通过减压阀20到推进器、定位装置和钻杆座。

冲击油通过换向阀15流到冲击机械。当阀移到r位置时可得到高的冲击压力。梭阀8防止油通过换向阀15流回油箱；当换向阀15移到l位置时，由于油通过节流器11故获得低冲击压力。压力在压力表9上表示。冲击回路的回油通过冷却器和过滤器转回油箱，形成回路。

为了开眼、接杆和凿岩时可获得不同的预定速度，本系统装有溢流阀及一个换向阀21，这些溢流阀控制减压阀20获得三种推进压力.

开眼时的推进：开眼时必须限制推进速度和压力，通过换向阀21使溢流阀23控制减压阀20提供2mpa的推进压力，通过换向阀14使油流过调速阀12a，从而使推进器低速推进，换向阀10是用来控制推进器动作方向。

凿岩时的推进：凿岩时，通过换向阀21使溢流阀24控制减压阀20提供7mpa的推进压力，此时阀14不动作，于是油通过流量控制阀12b，该控制阀是全开的，油连续流到推进器，推进器接受实际穿孔速度所需的油量。在凿岩时如钻入空穴，调速阀5通过限制推进器出来的回油量可起限制速度的作用。

接、卸、操作钻杆时的推进：钻杆接杆、卸杆操作时前和后的快速推进是通过换向阀16来控制的，换向阀21使溢流阀25控制减压阀20提供14mpa的推进压力，气阀的c给出气压信号使换向阀16动作，来实现推进油缸前后运动；在接杆和卸杆时，向前和向后的推进速度与旋转速度及拧螺纹速度相适应。阀14不作用，阀10在接杆时到f位置，卸杆时在b位置。四个单向阀4起整流器作用，流量调速阀12将推进速度调得与钻杆螺纹相匹配。

防卡钻装置：具有减少钻杆和钻头在有裂隙或有空穴的岩石凿岩时卡钻的危险的作用。当钻头或钻杆在孔内卡住时，旋转回路的压力增加，当压力超过压力开关7的预调值时，压力开关就动作，使换向阀10在b位置，此时推进油缸返回，推进回路的压力下降，压力开关6动作，它给冲击换向阀15一个电脉冲，阀15就转为低压冲击。

当旋转回路的压力降到压力开关的调定值以下时，开关不动作，换向阀10和换向阀15又一次反向动作，继续向前推进并继续转为高压冲击。

带压力补偿的a8v58dd2r101f1双轴向柱塞变量泵3，用于冲击、推进、钻杆座、定位、牵引回路.其以55kw电动机为动力，泵的最大排量为58cm3r-1，电动机的定额转速为1480rmin-1，该泵的齿轮传动比为1.24，泵的转速为1830rmin-1，最大流量为106lmin-1。当系统压力比阀5上的压力调定值低，阀的定位就由弹簧控制，阀被关闭，作用在调节活塞的活塞杆侧的系统压力使泵保持最大排量.当系统压力升高到调定压力时，阀5被打开，系统压力传到调节活塞的活塞侧，然后重新调节泵，减少排量到平衡位置，即在阀5的压力调定值处油流量与系统的要求相匹配。阀5和调节活塞4a之间的节流器4b是用来防止压力变化在调节系统中产生波动，调节活塞是弹簧承载，启动时给以全排量。

当用此泵的油量凿岩时，减压阀8通过换向阀9动作；减压阀给活塞侧或调节活塞一个外压力，然后重新调节泵，调至比牵引用的内装阀5的压力低一点。

泵2是手动调动流量的，用于旋转回路，其流量可以人工调节，调节范围为0～106lmin-1.

凿岩时，旋转回路的工作压力与抵抗旋转阻力所需压力相适应，并取决于转速、使用的钻具型号和所钻凿的岩石性质，正常值通常在4～5mpa之间。旋转回路的安全阀预调到11.5mpa，保护旋转回路。

2、系统故障现象及其维修

液压凿岩机的冲击器是一种高频运动的冲击机构，冲击频率为40～60hz，其运动过程中流量在系统中变化是剧烈的非定常流动，产生高压冲击，对泵阀和胶管等元件损害较大。此外由于凿岩机的密封失效，油液中进入少量矿粉、水分，对凿岩机、阀块和油缸等元件的磨损加大，系统污染较大，增加系统出现故障的概率，常见的故障现象和解决办法如下。

2.1、系统冲击压力下降

凿岩台车在工作过程中冲击压力逐渐下降，产生掉压现象，这主要是由于凿岩机的冲击器导向活塞泄漏，系统各元件的磨损，间隙增大，泄漏量自身超量，高压泵容积效率下降等因素。解决办法：为了延长工作期可在冲击系统设置一适当蓄能装置，补充泄漏量，同时吸收高压冲击波，从而能有效地保护系统保持冲击压力稳定。

凿岩机是一种高频剧烈运动的冲击机构，其冲击频率为40～60hz，形成的高压冲击波产生几倍于工作压力，尽管回路有安全阀，凿岩机蓄能器吸收部分冲击波，但大部分压力波直接作用在泵上，一般来说恒压阀的换向时间为50～60ms，但泵的反应能力为3～5hz，这样泵的变量远滞后于泵冲击波的作用。

在凿岩工况时，泵的排量一般调到最大角也就是易产生死角的位置，这样尽管有很高的流量输出，但是这时柱塞铰接球套承受很大的作用力，磨损加剧，发生球头断裂纹脱落，从而使柱塞与缸体表面划伤，容积效率下降；配油盘对容积效率的影响最为关键，如果油液杂质的