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ZY-2300型矿用全液压坑道钻机
标签:矿用全液压钻机    发布时间:2019-03-20 14:29:01    来源:矿用全液压钻机

用途及使用范围

ZY-2300型煤矿用全液压坑道钻机主要用于煤矿井下钻进瓦斯抽(排)放孔、注浆防灭火孔、煤层注水孔、防突卸压孔、地质勘探孔及其它工程孔。适用于岩石坚固性系数f10的各种煤层、岩层。要求巷道或钻场断面大于6.5m2,高度大于2.5m,宽度大于2.8m 。

主要结构和工作原理

2.1钻机整体结构如图1所示,液压系统见图9,主要由泵站、操纵台、动力头、座架、夹持器、立柱、钻具等7大部分组成。

2.2泵站(3ZY01)

泵站(图2)主要由电动机、双联齿轮泵、油箱、溢流阀、精粗滤油器、冷却器、空气过滤器及底座等部件组成。泵站是通过电动机驱动油泵转动,将电能转换成液压能(压力油),电动机通过弹性柱销联轴器带动油泵工作,油泵从油箱吸油并输出压力油。油箱内装46#抗磨液压油至油位计上标位为避免在井下加油时脏物进入油箱,须通过空气滤清器加油。

2.3操纵台(3ZY02)

    操作台(图3)主要由台架、多路换向阀组、节流阀、压力表、胶管、快换接头等组成。操纵台是将泵站提供的压力油通过多路换向阀组分配到各液压执行元件,实现钻机的各种功能。多路换向阀组由五片阀组成,分别控制动力头的正、反转、进给油缸的正常进退和快速进退、液压卡盘和夹持器的夹紧或松开,将正常进退阀片上的一组油管接到升降油缸上,即可调定钻机倾角等动作。钻机工作时,可通过调节节流阀(微调)的手柄,改变进给油缸的流量,从而改变钻机给进速度。

2.4动力头(3ZY03)

    动力头(图4)主要由液压马达、减速箱、卡盘、水辫等组成。主要是将液压能转化为机械能的机构。压力油驱动液压马达,经减速箱减速后带动中空主轴、液压卡盘、水辫和钻具旋转,输出转速和转矩。减速箱为两级齿轮传动机构,采用牙嵌离合器变速。减速箱前端面设有调速手轮,旋转调速手轮可实现高速、空位、低速三个档位变换。卡盘采用碟簧夹紧钻杆,油缸完成松开钻杆动作,该卡盘可直接夹紧钻杆或前置水辫。

2.5底架(3ZY04)

    底架(图5)用来支承动力头和实现动力头的前进与后退。主要由机架、推进油缸、底座、升降油缸、拖板、支撑柱、拉杆等组成。 动力头用螺栓固定在拖板上,推进油缸带动拖板及动力头在机架上做往返运动;升降油缸可调整机架的倾角,使钻机的开孔高度和开孔倾角符合要求。支撑杆和拉杆将机架和底座连接为一个整体。底座前后有四个脚窝,用于立柱锚固钻机。

2.6夹持器(3ZY05)

     夹持器(图6)用于钻杆导向和上下钻杆时夹持钻杆,安装在机架前端。夹持器由活塞、壳体、卡瓦等组成,

2.7立柱(3ZY07)

立柱(图7)由液压支柱、内外导管、柱帽等组成,立柱锚固在巷道或钻场顶底板之间,用于锚固钻机座架。由于采用了内注式单体液压支柱,提高了立柱的整体锚固力,增加了钻机的稳定性。

2.8钻具(3ZY06)

钻具(图8)包括钻杆、钻头、前置水辫或后置水辫。

钻头直径为φ94mm中心钻头,根据用户需要配置复合片、金刚石或牙轮钻头,满足硬岩钻孔需要。

钻杆直径为φ63mm,长度为800mm。采用梯形锥螺纹连接,具有强度高、拆装容易、对中性好等优点。

前置水辫或后置水辫是向钻杆传递动力和通水(或压风),以便排渣和冷却、润滑钻头,可根据需要选用。

主要技术参数

3.1 型号含义

 Z  Y --- 2300

 

 Z代表钻机

Y代表液压

2300代表钻机的扭矩    

3.2 主要技术参数

钻孔深度(m)         300

开孔直径(mm)        94、133、153

终孔直径(mm)        94 

钻杆直径(mm)        63

钻孔倾角(° )        -90~+90

输出转速(r/min)     70/160

输出转矩(N.m)       2300/1000

给进力(kN)         110

起拔力(kN)          80

正常推进速度(m/min) 0~1.5

给进行程(mm)        850

         主机外形尺寸(mm)     2240×1000×1478 (××高)

         主机重量(kg)         约1435(不包含钻杆)

泵站:

小泵出油调定工作压力(MPa) 16

大泵出油调定工作压力(MPa) 16

工作介质:                  46#抗磨液压油

油箱有效容积(L)          110

外型尺寸(mm)             1685×800×840(长×宽×高)

重量(kg)                   616

操纵台:

旋转压力(MPa)            15(反转)

旋转压力(MPa)            14(正转)

推进压力(MPa)            13

外型尺寸(mm)             1145×613×1135(长×宽×高)

重量(kg)                   175

电动机:

型号                        YBK2-225S-4

功率(kW)                  37

电压(V)                   380/660

电流(A)                   69.8

转速(r/min)               1480

油泵:

型号                         CBY3080/2010

最高压力(MPa)              25

排量(mL/r)                 80.4/10.18

4   地面调压试车

4.1 所有操作人员须经培训合格,并持有上岗证,方可进行操作。

4.2 将泵站、主机(出厂时已将动力头安装在机架上)放在适当位置,按液压系统图(图9)连接各油管。连接油管时应检查快换接头的动作灵活性和清洁度,连接应正确、牢固可靠。

4.3 经空气滤清器油网加入46#抗磨液压油至油位计上标位,开机试车后油位会下降,应及时补油至上标位。

4.4 连接电源,电动机接线电压等级应与电源电压等级相符合,电动机的旋转方向应与油泵标注的箭头方向一致。

4.5 调定工作压力:将动力头马达进出油管和推进油缸进出油管2对快换接头拔下,松开泵站上的大、小泵溢流阀,旋紧多路换向阀组上的各过载阀(3个)。开机后将旋转手把向前推至正转位置(见图10),缓慢调节泵站上大泵的溢流阀,使油压逐渐上升,当操纵台右边压力表指示为16MPa时,锁紧该溢流阀,此压力为旋转油路总压力;调节该阀片上方过载阀压力,当操纵台右边压力表指示为14MPa时,锁紧该过载阀,此压力为动力头正转工作压力;将旋转手把向后拉至反转位置,调节总回油阀片下方过载阀压力,当操纵台右边压力表指示为15MPa时,锁紧该过载阀,此压力为动力头反转工作压力;将旋转手把打回中位,此时旋转油路上各工作压力调定完毕。将正常进退手把向后拉至正常后退位置(注意最后为浮动位置,即卸钻杆螺纹位置),缓慢调节泵站上小泵的溢流阀,使油压逐渐上升,当操纵台左边压力表指示为16MPa时,锁紧该溢流阀,此压力为推进油路总压力,即夹持器夹紧和松开压力、卡盘松开压力、给进油缸的后退(起拔)压力将推进手把向前推至正常前进位置,调节正常进退阀片上方过载阀压力,当操纵台左边压力表指示为13MPa时,锁紧该溢流阀,此压力为推进压力和升降油缸升起压力。将推进手把置于中位,各工作压力调定完毕。

4.6 转速调定  打开图4动力头中窥视孔盖(序号75),转动手轮(序号47),使离合器(序号12)合上高速大齿轮时(序号10),输出转速为高速,合上低高速小齿轮时(序号14),输出转速为低速。必要时可用卡盘夹住钻杆,用管钳搬动钻杆,方便离合。(注:转速调定时应停止旋转)

4.7 试车  接上全部油管,开机空载运转。

4.7.1操作卡盘手把,松开卡盘,放入一根钻杆,卡盘夹紧钻杆后再操作旋转手把,动力头在卡盘夹紧钻杆下分别在高速(低速)、正反转状态下分别各运转5 min。

4.7.2操作正常进退手把,推进油缸往复运动10次;操作节流阀,调节推进油缸往复运动速度;操作快速进退手把,油缸快速往复运动5次。

4.7.3操作卡盘手把,卡瓦在中孔轴内伸缩运行5次,运行应平稳均匀。放入钻杆后卡盘应能夹紧钻杆,夹痕应均匀,卡盘松开时,能轻松放入或取出钻杆。

4.7.4操作夹持器手把,卡瓦伸缩5次,运行应平稳、均匀。放入钻杆后夹持器应能夹紧钻杆,夹痕应均匀,夹持器松开时,能轻松放入或取出钻杆。

4.7.5将推进油缸上的一对快换接头拔下,接到升降油缸上,松开拉杆抱箍,操作正常进退手把,上机架绕旋转轴升降运动5次,与此同时,可操纵节流阀手柄,调节上机架的升降速度。

4.7.6 试车时观察操作台上压力表压力情况,动力头正反转压力应小于4 MPa,油缸往复运动压力小于2 MPa,总回油压力小于0.4 MPa,各油管连接处不得有泄漏现象;卡盘和夹持器卡瓦伸缩平直,钻杆上的夹痕均匀;各部运转应平稳,不得有异常声响和异常现象,否则应停机检查。

4.8 将立柱竖立,加载手把内四方端插入三用阀一端上下摇动,立柱逐渐上升;将加载手把扁方端插入三用阀另一端,上下搬动,立柱慢慢下降。立柱上下运动应平稳

5   下井运输

5.1 钻机下井前可根据使用单位井巷和运输设备大小将钻机解体成若干部件。为了正确完成钻机的拆卸和井下安装,从事该项工作的人员应根据技术文件,熟悉本机结构,详细了解并掌握各连接部位的连接和拆卸方法。

5.2 钻机可解体成泵站、操纵台、动力头、钻机机架、立柱和钻具等部件,泵站油箱内的液压油放置于干净的容器内,单独运输。

5.3 解体时各胶管应卷成圈,固定在相应的部件上,弯曲不要过大,所有外露孔要包裹或加帽罩,防止脏物进入元件和胶管内。拆下的各紧固件和连接件应带在相应的零部件上,以免丢失或混淆。

5.4 解体后的各部应牢固地固定在运输设备上(内),运输过程中应避免各部件碰撞和跌落。

6   井下安装试车

6.1 钻机安装前,首先清理好钻场,钻场周围的岩层应安全可靠,且具有足够的空间,通风良好。

6.2 配有与钻机相适应的水源(供水量Q>200L/min,供水压力>1 MPa)或压风(需压风排渣风压>0.6 MPa),电源及相应的配套设备。

6.3 将泵站和操纵台安放在既安全又利于操作和观察钻机工作情况的地方,泵站电机一侧应置于进风侧。按4.3,4.4的要求加油,接上电源。

6.4 将动力头安装在上机架上。

6.5 根据钻孔的方位角按照图1用4根立柱将钻机座架牢固地锚固。为适应不同的钻场高度,可初定立柱伸缩套管长度,立柱下端可用内注式单体液压支柱加载锚固。在锚固钻机座架时,立柱与顶板之间加木垫。

6.6 确定钻孔高度、倾角操作:底架上的上机架(图5中序号2)可以在抱箍松开时顺着支撑柱(图5中序号7)上下移动,以满足对不同开孔高度的需求。将进给油缸上的两支油管拔下,接到升降油缸上,操作操纵台上正常进给手把,并缓慢调节节流阀,使上机架绕着旋转轴转动,适应钻孔倾角的要求,如果需要更大的钻孔倾角,可将升降油缸的上方耳环换到上机架后端的升降油缸座上。若用户需要负的钻孔倾角,只需将上机架调换180º,按照上述步骤用户就可以得到理想的钻孔倾角。调整好开孔倾角后,用拉杆和抱箍将上机架固定。

6.7 钻机安装好后,按照4.5~4.7(上机架升降除外)条顺序进行调压试车。试车后接上冷却器和水辫水管。

7   钻孔操作

7.1 根据需要安装前置水辫或后置水辫,应配置专用的水辫供水阀门。

7.2 根据需要选择旋转速度。

7.3 安装钻头操作

7.3.1使用前置水辫:动力头退至机架后端,松开卡盘,放入前置水辫(水辫壳体上的定位销放入拖板上的定位槽内),卡盘夹紧水辫轴,松开夹持器,将钻杆旋接在水辫轴上,动力头旋转并慢慢前进,当钻杆前端螺纹通过夹持器后停止旋转和推进,将钻头旋接在钻杆上,接上水辫供水管。

7.3.2 使用后置水辫:动力头退至机架后端,松开卡盘,放入1根钻杆在动力头内,钻杆外螺纹置于动力头前端,再旋接1根钻杆在动力头内,钻杆内螺纹露出动力头后端,卡盘夹紧钻杆,松开夹持器,动力头旋转并徐徐前进,当钻杆外螺纹通过夹持器后停止旋转和推进,将钻头旋接在钻杆上,在动力头后面钻杆旋接后置水辫,接上水辫供水管。

7.4开孔操作

修平开孔处的煤岩,保证钻头接触平稳。打开供水阀门给冷却器和水辫供水,动力头慢转,并慢慢推进,当钻进一定深度且钻机、钻具运转平稳后,用正常旋转和进给速度钻进。

7.5 加接钻杆操作(前置水辫)

7.5.1 在需加接钻杆时,先停止推进,再停止旋转,关闭排渣水;

7.5.2 操纵控制夹持器的换向手把,使夹持器夹紧钻杆;

7.5.3操作正常进退手把向后拉至最后位置即浮动位(见图10),动力头反转(特别注意:夹持器未夹紧钻杆时,动力头不能反转,防止钻杆丢在孔内),使水辫轴(使用后置水辫时为钻杆)与钻杆旋离时将正常进退手把向前向前推至正常后退位,使动力头正常后退;需快速后退时,旋转手把置于中位,停止旋转,将快速进退手把向后拉至快速后退位置,使动力头快速后退至机架的后端。

7.5.4 将要加接的钻杆旋接在前一根钻杆上,动力头边旋转边前进,当水辫轴(使用后置水辫时为钻杆)梯形锥螺纹与新加接钻杆锥螺纹旋接后,立即松开夹持器,完成钻杆加接;

7.5.5 打开水辫供水阀门向钻孔中供水,待水从钻孔中流出后,再进行正常钻进;

7.5.6 使用后置水辫时,其操作如下:

      a)先停止推进,再停止旋转,关闭供水阀门;

      b)人工用管钳卸下后置水辫;

      c)根据动力头后面空间大小,在动力头后面加接1根或几根钻杆;

      d)将后置水辫旋接在钻杆上;

      e)夹持器夹紧钻杆、松开卡盘,动力头后退或快速后退至机架后端;

      f)卡盘夹紧钻杆,松开夹持器,打开水辫供水阀门,向钻孔供水,待水从钻孔中流出后,再进行正常钻进。

7.6 拆卸钻杆操作

7.6.1 将动力头置于适当的位置(取下前置水辫或后置水辫和钻杆后,卡盘前进后能夹住要拆卸的钻杆),关闭水辫供水阀门;

7.6.2 夹持器夹紧钻杆, 操作正常进退手把至最后位置即浮动位(见图10),动力头反转,使水辫轴(使用后置水辫时为钻杆)与第一根钻杆分离一段距离,将正常进退手把向前推至正常后退位,使推进油缸正常后退;

7.6.3 松开卡盘,取下前置水辫或后置水辫和钻杆;

7.6.4 动力头前进至能夹住钻杆处停止前进;

7.6.5卡盘夹紧钻杆,松开夹持器,动力头正转(在起拔钻杆时需钻具旋转时)并后退至适当位置(即从卡盘取下第一根钻杆后,卡盘能夹住下一根钻杆),停止旋转和后退;

7.6.6 夹持器夹紧钻杆,操作正常进退手把至最后位置(浮动位),动力头反转,松开钻杆间连接螺纹,将正常进退手把向前推1位,使推进油缸正常后退;

7.6.7 松开卡盘,取下第一根钻杆;

7.6.8 再按7.6.5、7.6.6和7.6.7操作,即可卸下第二根,第三根直至卸下最后一根钻杆。

7.7操作中的注意事项

7.7.1钻机在钻孔过程中,动力头绝不能反转。只有在加接或拆卸钻杆时,夹持器夹住钻杆后才可反转。

7.7.2注意各运动部件的温升情况。钻机表面温升和变速箱中的油液温升≤40,外表面最高温度≤75,泵站油箱出油口液压油的最高温度≤50,否则应停机检查并加以处理。

7.7.3观察各压力表所提示的压力,判断钻机是否过载。出现过载现象应调节节流阀,降低钻进速度,减少负荷;当发现回油压力超过0.8MPa时,应停机清洗或更换精过滤器滤芯。

7.7.4观察钻机在钻进过程中的运动状态,若发现有异常声响、动力头振动过大、机架有摆动、立柱框架有晃动,应停机检查并加以处理。

7.7.5各操作手把应按规定的标识和规定的程序操作。换向不能过快,以免造成液压冲击,损坏机件。

7.7.6观察油箱的油位,当油位下降到标定位以下时,应停机加油。

8   保养及维修

8.1 钻机在使用期间,必须保持清洁、完好、功能齐全、灵活可靠、进行日常维护和定期检修。

8.2 交接班时,检查各操作手把是否灵活可靠、各压力表指针是否能正确指示压力、各油管连接是否完好、有无漏油现象、水辫是否漏水,发现问题及时处理。

8.3 钻机正常运转3个月后要对油质检查一次。若不合格,应将油全部放出,并清洗油箱,注入新的液压油。

8.4 定期对运动件结合处、润滑点、导轨、轴加注润滑油。润滑部位见表1。

表1

零件名称

润滑点位置

润滑操作

动力头

减速箱

三个月换润滑油一次

减速箱

前端轴承(2处)

每周加注黄油一次

卡盘

前端轴承

每周加注黄油一次

机架

导轨面

每班涂黄油一次

支撑杆

螺杆螺纹

每周涂黄油一次

9   常见故障分析与处理方法

钻机常见故障及处理方法见表2。实际工作中应结合具体情况,综合分析、准确判断、及时处理。

                表2   常见故障及处理办法

部件

故障

可能原因

处理办法

 

油箱发热

油量过少

加油

冷却器通水量不足

增大冷却水量

溢流阀长时溢流

检查调整或更换溢流阀

油泵不排油或排油量不够

电动机旋向错误

调换方向

吸油过滤器堵塞

清洗吸油过滤网

油泵内部损坏或磨损过度

检修或更换新泵

油箱内油面过低

加油

 

 

 

马达回转

无力

供油压力低

调整系统压力

马达磨损严重,内泄过多

更换马达

操作手把不到位,供油不足

将手把打到正确位置上

动力头发热

轴承磨损严重或损坏

更换轴承

轴承未到位,中空主轴轴向窜动

调整轴承松紧度到要求范围

 

卡盘打滑

卡瓦磨损严重

更换卡瓦

油缸内泄严重

更换油缸密封

工作压力低

调整系统压力

 

动力头不能前进或后退

节流阀处于完全打开状态

关闭节流阀

进给油缸活塞密封损坏内部窜油

检查油缸

推进压力太低

增大进给压力

夹持器夹不紧钻杆

卡瓦严重磨损

更换卡瓦

活塞密封损坏,内部窜油

更换密封圈

夹紧压力不够

增大夹紧压力

10  贮存保管

    钻机未使用或使用后需贮存(必须对整台钻机进行彻底清洗及维修),应贮存在通风良好、防潮、无腐蚀性气体的仓库内。


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