ZDY1900S(MKD-5S)型全液壓鉆機介紹

鉆機用途及主要參數(shù)

鉆機主要用于瓦斯抽放、地質(zhì)勘探、探放水、注漿、滅火等。因而對鉆機的外形尺寸、重量、防爆、等都有特殊要求，西安分院研制的MK系列鉆機以鉆孔深度、鉆孔直徑、鉆桿直徑、鉆孔傾角、回轉(zhuǎn)速度、輸出扭矩、起拔能力、給進能力、給進行程、電機功率、外形尺寸及整機重量作為鉆機的技術(shù)性能參數(shù)。鑒于鉆機標(biāo)定的鉆孔深度受鉆進工藝、施工要求、地層狀況影響較大，很多情況下不能體現(xiàn)出鉆機能力，ZDY系列鉆機以功率等級作為主參數(shù)。

新修訂的煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已對鉆機的基本參數(shù)作出明確規(guī)定，包括主軸轉(zhuǎn)矩、主軸轉(zhuǎn)速、給進力、起拔力、給進行程、鉆桿直徑、主軸傾角、調(diào)整范圍、電動機等共10項，

ZDY系列全液壓鉆機命名方法

ZDY1900S型，其中Z代表鉆機(漢語拼音的第一個字母)，D表示鉆機為動力頭式，Y是液壓鉆機的特殊表示，1900是鉆機的參數(shù)，鉆機的主參數(shù)為鉆機額定輸出轉(zhuǎn)矩，主參數(shù)后是鉆機的特征說明，也用相應(yīng)的字母表示。例如：ZDY1900S型鉆機，S是鉆機的特征說明，表示該鉆機采用雙泵系統(tǒng)。

工程實例：ZDY1900S型鉆機

該型鉆機同其他MK系列鉆機相同，采用分組式布局，全機由主機、操縱臺和泵站三大部分組成。該型鉆機液壓系統(tǒng)使用了雙泵系統(tǒng)，與MK-4鉆機相比較，改進了油路，自動化程度進一步提高。

ZDY1900S主機

主機由回轉(zhuǎn)器、夾持器、給進裝置及機架組成。各部分之間裝拆方便。

(1)回轉(zhuǎn)器?；剞D(zhuǎn)器由斜軸式變量馬達(dá)、齒輪減速器和膠筒式液壓卡盤組成。馬達(dá)經(jīng)兩級齒輪減速，驅(qū)動主軸及液壓卡盤實現(xiàn)鉆具的回轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)馬達(dá)排量可以改變回轉(zhuǎn)器的輸出速度。主軸為通孔結(jié)構(gòu)，通孔直徑75mm，回轉(zhuǎn)器安裝在給進機身的托板上，借助給進油缸沿機身導(dǎo)軌往復(fù)運動，實現(xiàn)鉆具的給進或起拔?；剞D(zhuǎn)器具有側(cè)向開合裝置。液壓卡盤采用液壓夾緊、彈簧松開常開式結(jié)構(gòu)，具有自動對中，安全可靠、卡緊力大等特點。它不但能保證正常鉆進，還可用來升降鉆具、強力起拔等(卡盤可配用不規(guī)格的鉆桿，更換卡瓦時，用專用工具將卡瓦的彈簧壓縮放入橡膠筒內(nèi))。

(2)夾持器。夾持器固定在給進裝置機身的前端，用于夾持孔內(nèi)鉆具，還可配合回轉(zhuǎn)器實現(xiàn)機械擰卸鉆桿。夾持器為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，采用碟形彈簧夾緊、油壓松開的常閉式工作方式，為增大加緊能力，同時外形尺寸又不致太大，增加一個副油缸，利用其活塞推力和碟形彈簧張力的共同作用來夾緊鉆桿，因此兼有常開式夾緊器的特點。卡瓦由螺釘固定在卡瓦座上，使夾緊器通孔擴大，以便通過粗徑鉆具。在夾持器與給進機身的連接處設(shè)有兩組調(diào)整墊片，用于調(diào)整夾持器卡瓦組的中心高，使之與回轉(zhuǎn)器主軸中心高度一致。

(3)給進裝置。給進裝置采用油缸直接推進。油缸體的尾部與機身固定，油缸的活塞桿與拖板相連接。借助油缸活塞桿的伸縮，帶動拖板和回轉(zhuǎn)器沿機身導(dǎo)軌作往復(fù)移動。回轉(zhuǎn)器與拖板之問采用翻箱式結(jié)構(gòu)連接。一邊用銷軸把拖板與回轉(zhuǎn)器穿在一起，另一邊用鉸式螺栓把回轉(zhuǎn)器壓在拖板上。起下粗徑鉆具時，將螺栓松開，即可把回轉(zhuǎn)器扳向銷軸一側(cè)，讓開孔口。給進機身通過鎖緊卡瓦固定在機架的立柱及支撐桿的橫梁上。

(4)機架。機架用于安裝給進裝置和固定鉆機。機架由爬履式底座、立柱、支撐油缸及支撐桿等組成。給進裝置在機架上可以掉頭安裝，利用支撐油缸可調(diào)整傾角，滿足各種傾角的鉆孔。支撐桿采用二節(jié)式結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要配合使用。利用爬履式底座以常規(guī)方法可將鉆機安裝在基臺木上。

ZDY1900S操縱臺

操縱臺是鉆機的控制臺，由各種控制閥、壓力表及管件組成。鉆機的回轉(zhuǎn)、給進、起拔與卡盤、夾持器的聯(lián)動功能是靠操縱臺上的閥類組合實現(xiàn)的。

操縱臺上設(shè)有馬達(dá)回轉(zhuǎn)、支撐油缸、給進起拔、起下鉆功能轉(zhuǎn)換、夾持器功能轉(zhuǎn)換、副泵功能轉(zhuǎn)換六個操作把手，調(diào)壓溢流、減壓鉆進、給進背壓、起拔背壓四個調(diào)節(jié)手輪及指示主泵系統(tǒng)壓力、給進壓力、起拔壓力、副泵系統(tǒng)壓力、回油壓力五塊壓力表。油管排列整齊，并有指示牌標(biāo)明連接方位?？刂崎y均安裝在操縱臺框架內(nèi)。油管安裝，采用A型扣壓式高壓膠管與自封式快速接頭組合，密封可靠，拆卸方便。各個把手的操縱方法也有標(biāo)明。

ZDY1900S泵站

泵站是鉆機的動力源，由防爆電動機(易燃易爆環(huán)境中使用隔爆型電動機，非易燃易爆環(huán)境中使用普通型電動機，產(chǎn)品銘牌中加“P”以示區(qū)別)、主泵、副泵、油箱、冷卻器、濾油器、底座等部件組成。電動機通過彈性聯(lián)軸器帶動油泵工作，從油箱吸油并排出高壓油，經(jīng)操縱臺驅(qū)動鉆機的各項執(zhí)行機構(gòu)工作。

油箱是容納液壓油的容器，置于油泵的上方。在油箱上設(shè)有多種保護裝置。如吸油濾油器、回油濾油器、冷卻器、空氣濾清器、油溫計、油位指示器、磁鐵等，為避免在井下加油時臟物進入油箱，可通過空氣濾清器加油。

綜上所述該鉆機有以下特點：

(1)鉆機由三大件組成，即主機、泵站、操縱臺?？梢愿鶕?jù)場地情況靈活擺布；解體性好，搬遷運輸方便；

(2)機械自動擰卸鉆具，夾持器卡瓦容易取出，擴大其通孔內(nèi)徑，便于取下粗徑鉆具，可減輕工人勞動強度，提高工作效率；

(3)單油缸直接給進與起拔鉆具，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，給進、起拔能力大，提高了鉆機處理事故的能力；

(4)采用雙泵系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)參數(shù)與給進工藝獨立調(diào)節(jié)。變量油泵和變量馬達(dá)組合進行無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速和扭矩可在大范圍內(nèi)調(diào)整，提高了鉆機對不同鉆進工藝的適應(yīng)能力；

(5)回轉(zhuǎn)器通孔直徑大，更換不同直徑的卡瓦組可夾持不同直徑的鉆桿，鉆桿的長度不受鉆機本身結(jié)構(gòu)尺寸的限制；

(6)用支撐油缸調(diào)整機身傾角方便省力，安全可靠；

(7)通過操縱臺進行集中操作，人員可遠(yuǎn)離孔口二定距離，有利于人身安全；

(8)液壓系統(tǒng)保護裝置完備，提高了鉆機工作的可靠性，液壓元件采用國產(chǎn)先進定型產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠，通用性強。

ZDY1900S液壓系統(tǒng)工作原理

鉆機采用回轉(zhuǎn)和給進分別供油的雙泵開式循環(huán)液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)如圖2-33所示。其工作原理如下：

液壓系統(tǒng) 圖2-33

電動機啟動后，主變量泵經(jīng)濾油器、截止閥吸人低壓油，輸出的高壓油進入操縱臺多路換向閥8。副泵經(jīng)吸油濾油器、截止閥吸人低壓油，輸出的高壓油先進入副泵油路板，再進入多路換向閥的中聯(lián)。多路換向閥8由三聯(lián)閥組成：左邊一聯(lián)，控制液壓馬達(dá)ll的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止；中間一聯(lián)：控制支撐油缸的起落；右邊一聯(lián)控制給進起拔油缸的前進、后退和停止。三聯(lián)閥都處于中位時主、副油泵均卸荷，液壓馬達(dá)ll和油缸處于浮動狀態(tài)；為防止系統(tǒng)過載，主泵的工作壓力由多路換向閥內(nèi)設(shè)的；主泵回油經(jīng)回油濾油器和冷卻器回到油箱，壓力表；在回轉(zhuǎn)油路中設(shè)有單向閥組，液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)(正在給進、起拔回路中各串聯(lián)一個單向節(jié)流閥；給進回路中設(shè)置了調(diào)壓溢流閥、單向減壓閥、注意：副泵的流量在滿足使用要求的情況下，應(yīng)盡量調(diào)；起下鉆功能轉(zhuǎn)換閥為三位四通閥，通過操縱該閥可；

浮動狀態(tài)。操作閥，主泵輸出的高壓油全部進入回轉(zhuǎn)油路。副泵的壓力油可根據(jù)鉆進工況選擇有兩種方式：一種是油液全部進入給進回路由調(diào)壓溢流閥控制給進壓力；另一種是油液分兩路，一路進入卡盤(或卡盤和夾持器)對卡盤實行高壓輸入，強力卡緊鉆桿，另一路經(jīng)減壓閥進入給進回路，由減壓閥控制給進壓力。當(dāng)減壓閥，處于中位時，操作閥F：或主、副泵油液合流，實現(xiàn)快速提升。

為防止系統(tǒng)過載，主泵的工作壓力由多路換向閥內(nèi)設(shè)的安全溢流閥限定，調(diào)定壓力為21MPa，其值由壓力表7來監(jiān)視。副泵的工作壓力由副泵油路板上的安全溢流閥32控制，調(diào)定壓力表為21MPa，其值由壓力表監(jiān)視，使用時不得超調(diào)。

主泵回油經(jīng)回油濾油器5和冷卻器6回到油箱，壓力表指示回油的壓力大小，反映出回油濾油器的臟污程度。副泵回油可進入主泵回油路，也可經(jīng)油路板上的泄油路直接回到油箱。

在回轉(zhuǎn)油路中設(shè)有單向閥組，液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)(正、反轉(zhuǎn))時向液壓卡盤l2供油(其壓力值與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的壓力相同)使卡盤夾緊。當(dāng)夾持器功能轉(zhuǎn)換手把位置于聯(lián)動位時，壓力馬達(dá)的壓力油液可以進入夾持器，使其松開，此刻可實現(xiàn)回轉(zhuǎn)、卡盤與夾持器三者之問的聯(lián)動功能，有利于掃孔作業(yè)。液壓卡盤的回油(即松開)是由閥27來控制的。該閥由一個液控單向閥和節(jié)流閥串聯(lián)組成。當(dāng)卡盤夾緊時單向閥關(guān)閉，避免液壓油泄漏；卡盤需要松開時，來自給進或起拔的壓力控制油自動打開單向閥，卡盤快速松開。調(diào)節(jié)節(jié)流閥可控制卡盤回油速度，可協(xié)調(diào)卡盤與夾持器的匹配關(guān)系。當(dāng)夾持器與卡盤聯(lián)動時其回油也經(jīng)閥27流回油箱。一般情況下，應(yīng)在回油結(jié)束前，將夾持器與回轉(zhuǎn)器聯(lián)動分離，以利于夾持器能快速地夾持孔內(nèi)轉(zhuǎn)具。液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)速度(即回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)速度)可以通過坑道用鉆機縱馬達(dá)上的變量手輪來實現(xiàn)。

在給進、起拔回路中各串聯(lián)一個單向節(jié)流閥，其作用是人為地調(diào)節(jié)給進、起拔時的回路背壓，確保夾持器能夠完全打開，避免因系統(tǒng)壓力過低夾持器不能夠完全打開而造成鉆桿擦傷的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥可控制鉆進速度，防止鉆頭接觸孔底時因速度過快產(chǎn)生沖擊，損壞鉆頭。調(diào)節(jié)該閥還可以實現(xiàn)減壓鉆進。一般情況下節(jié)流閥l8不得關(guān)死，以防因油缸面積差而引起的局部回路超壓現(xiàn)象。

給進回路中設(shè)置了調(diào)壓溢流閥、單向減壓閥、副泵功能轉(zhuǎn)換閥，根據(jù)鉆進工藝的要求，可進行不同形式的組合。當(dāng)鉆機的回轉(zhuǎn)扭矩大而給進力相對小時(也就是硬質(zhì)合金鉆進工藝)，副泵功能手把前推(即標(biāo)牌上溢流給進位)，副泵的壓力油全部進入給進回路，調(diào)節(jié)調(diào)壓溢流閥可控制給進壓力的大小，其值由壓力表指示。當(dāng)鉆機的回轉(zhuǎn)扭矩和給進力都比較大時，發(fā)現(xiàn)卡盤不能很可靠地卡緊鉆桿，應(yīng)將副泵功能轉(zhuǎn)換手把后拉(即卡盤增壓位)，同時關(guān)死調(diào)壓溢流閥，此時副泵通過的壓力油分為兩路：一路直接進入液壓卡盤，保證卡盤在工作時可靠地卡緊鉆桿(壓力為副泵的系統(tǒng)壓力由壓力表指示)；另一路經(jīng)減壓閥進入給進回路，給進壓力的大小由減壓閥調(diào)節(jié)，其壓力值由壓力表指示。

注意：副泵的流量在滿足使用要求的情況下，應(yīng)盡量調(diào)小，以減低系統(tǒng)的發(fā)熱量，提高效率。

起下鉆功能轉(zhuǎn)換閥為三位四通閥，通過操縱該閥可以改變液壓卡盤和夾持器與油缸的聯(lián)動，其聯(lián)動方式為：起下鉆時先將聯(lián)動轉(zhuǎn)換閥把手置于相應(yīng)位置(即起鉆或下鉆位)，然后只需操作給進、起拔手把，即可完成起下鉆動作。當(dāng)該閥處于中位時，其聯(lián)動功能失效。

夾持器油路中串聯(lián)一個三位三通功能轉(zhuǎn)換閥，該閥可以改變液壓馬達(dá)和夾持器的聯(lián)動方式，操縱該閥可使夾持器與液壓馬達(dá)聯(lián)動或分離。手把置于中位相當(dāng)于一個截止閥，用于鉆進或稱重時關(guān)閉夾持器油路，使夾持器保持打開狀態(tài)，不受其他動作的影響。