ZDY1200S(MK-4)型鉆機(jī)全液壓鉆機(jī)介紹

鉆機(jī)用途及主要參數(shù)

鉆機(jī)主要用于瓦斯抽放、地質(zhì)勘探、探放水、形尺寸、重量等都有特殊要求。注漿、滅火等，因而對(duì)鉆機(jī)的防爆、外西安分院研制的MK系列鉆機(jī)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(jìn)能力、給進(jìn)行程、電機(jī)功率、外形尺寸及整機(jī)重量作為鉆機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)。鑒于鉆機(jī)標(biāo)定的鉆孔深度受鉆進(jìn)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(jī)能力，ZDY系列鉆機(jī)以功率等級(jí)作為主參數(shù)。

新修訂的煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)鉆機(jī)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(jìn)力、起拔力、給進(jìn)行程、鉆桿直徑、主軸傾角、調(diào)整范圍、電動(dòng)機(jī)等共10項(xiàng)，

ZDY系列全液壓鉆機(jī)命名方法

ZDY1200S型，其中Z代表鉆機(jī)(漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母)，D表示鉆機(jī)為動(dòng)力頭式，Y是液壓鉆機(jī)的特殊表示，1200是鉆機(jī)的參數(shù)，鉆機(jī)的主參數(shù)為鉆機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩，主參數(shù)后是鉆機(jī)的特征說(shuō)明，也用相應(yīng)的字母表示。例如：ZDY1200S型鉆機(jī)，S是鉆機(jī)的特征說(shuō)明，表示該鉆機(jī)采用雙泵系統(tǒng)。

工程實(shí)例：ZDY1200S型鉆機(jī)

ZDY1200S型鉆機(jī)由主機(jī)、泵站、操縱臺(tái)三大部分組成，各部分之間用膠管連接。與MK-3型鉆機(jī)相比較，該機(jī)型鉆機(jī)油路采用雙泵系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)與給進(jìn)兩個(gè)回路在鉆進(jìn)時(shí)分別是兩個(gè)泵供油，互不干擾；卡盤(pán)和夾持器的結(jié)構(gòu)也有了較大的變化，從而提高了鉆機(jī)的整體性能。

ZDY1200S主機(jī)

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

(1)回轉(zhuǎn)器。回轉(zhuǎn)器由斜軸式變量柱塞馬達(dá)、齒輪減速器和膠筒式液壓卡盤(pán)組成。馬達(dá)經(jīng)兩級(jí)齒輪減速，帶動(dòng)主軸及液壓卡盤(pán)實(shí)現(xiàn)鉆具的回轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)馬達(dá)排量可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速?；剞D(zhuǎn)器主軸為通孔式結(jié)構(gòu)，通孑L直徑為75mm，更換不同直徑的卡瓦組可使用Φ50mm、Φ42mm的常規(guī)鉆桿和48mm繩索取心鉆桿，鉆桿的長(zhǎng)度不受鉆機(jī)本身結(jié)構(gòu)尺寸的限制，回轉(zhuǎn)器安裝在給進(jìn)機(jī)身的拖板上，借助給進(jìn)油缸沿機(jī)身導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆具的給進(jìn)與起拔，機(jī)身剛度好，起下鉆運(yùn)行平穩(wěn)?；剞D(zhuǎn)器具有側(cè)向開(kāi)合裝置。液壓卡盤(pán)采用液壓夾緊、彈簧松開(kāi)常開(kāi)式結(jié)構(gòu)，具有自動(dòng)對(duì)中、安全可靠、夾緊力大等特點(diǎn)，它不但能保證正常鉆進(jìn)，還可以用來(lái)升降鉆具、強(qiáng)力起拔等(卡盤(pán)可通過(guò)更換卡瓦滿(mǎn)足鉆機(jī)配用不規(guī)格鉆桿的要求，更換卡瓦時(shí)，需要專(zhuān)用工具將卡瓦組的彈簧壓縮放人橡膠筒內(nèi))。

(2)夾持器。夾持器采用碟形彈簧夾緊、油壓松開(kāi)的常閉式結(jié)構(gòu)?？梢苑乐蛊鹣裸@具時(shí)因突然停電引起的跑鉆事故。夾持器固定在給進(jìn)裝置機(jī)身的前端，用于夾持孔內(nèi)鉆具并可配合回轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)機(jī)械擰卸鉆桿。夾持器卡瓦靠左右兩根銷(xiāo)軸與卡瓦座軸向固定，圓周方向的固定靠卡瓦座上的平鍵。只要將左右兩根銷(xiāo)軸抽出。卡瓦就可以取出，夾持器通孔即可通過(guò)108mm巖心管。

(3)給進(jìn)裝置。采用油缸直接推、拉帶動(dòng)拖板及回轉(zhuǎn)器沿給進(jìn)機(jī)身導(dǎo)軌前后啟動(dòng)?；剞D(zhuǎn)器與拖板之間采用類(lèi)似于立軸鉆具開(kāi)箱式結(jié)構(gòu)和連接方式。一邊用銷(xiāo)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(shí)，將螺栓松開(kāi)，即可把回轉(zhuǎn)器扳向銷(xiāo)軸一側(cè)，讓開(kāi)孔口。給進(jìn)機(jī)身通過(guò)鎖緊卡瓦固定在機(jī)架的前后立柱及支撐桿的橫梁上。

(4)機(jī)架。鉆機(jī)的機(jī)架用于安裝固定給進(jìn)裝置。機(jī)架由爬履式底座、立柱、支撐油缸及支撐桿等部件組成，給進(jìn)裝置在機(jī)架上可以調(diào)頭安裝，并可以利用支撐油缸調(diào)整傾角，以滿(mǎn)足各種傾角鉆孔的需要。支撐桿采用二節(jié)式結(jié)構(gòu)，鉆進(jìn)較大傾角鉆孔時(shí)，須接上加長(zhǎng)桿，鉆進(jìn)較小傾角鉆孔時(shí)，取下上面一節(jié)加長(zhǎng)桿。利用爬履式底座可將鉆機(jī)安裝在基臺(tái)木上。

ZDY1200S操縱臺(tái)

操縱臺(tái)是鉆機(jī)的操縱裝置，由各種控制閥、壓力表及管件等組成。鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)、給進(jìn)、起拔與卡盤(pán)、夾持器的聯(lián)動(dòng)功能是靠操縱臺(tái)上的閥類(lèi)元件組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在操縱臺(tái)上有馬達(dá)回轉(zhuǎn)、支撐油缸、給進(jìn)起拔、起下鉆轉(zhuǎn)換及截止閥五個(gè)操縱手把，增壓、調(diào)壓、背壓三個(gè)調(diào)節(jié)手輪及指示系統(tǒng)壓力、給進(jìn)起拔、起拔壓力、回油壓力的四塊壓力表。油管排列整齊，并有指示牌標(biāo)明連接方法。各種油路控制閥安裝在操縱臺(tái)框架內(nèi)。高壓膠管采用扣壓式接頭，拆卸油管時(shí)用自帶的堵頭將油管兩端接頭出口堵住，以免油管中的油液漏失及臟物進(jìn)入管中。

ZDY1200S泵站

泵站是鉆機(jī)的動(dòng)力源。它由防爆電動(dòng)機(jī)(易燃易爆環(huán)境中使用隔爆電動(dòng)機(jī)，非易燃易爆環(huán)境中使用普通型電動(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)油泵工作，從油箱吸油并排出高壓油，經(jīng)操縱臺(tái)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。調(diào)節(jié)油泵端頭的手輪即可改變油泵的排量，實(shí)現(xiàn)主機(jī)回轉(zhuǎn)和給進(jìn)速度的無(wú)級(jí)調(diào)整。

油箱是容納液壓油的容器，它置于油泵的上方。為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，在油箱上設(shè)有多種保護(hù)裝置，如吸油濾油器、回油濾油器、冷卻器、空氣濾清器、油溫器、油溫計(jì)、油溫指示計(jì)、磁鐵等，為避免在井下加油時(shí)臟物進(jìn)入油箱，可通過(guò)空氣濾清器加油。

ZDY1200S液壓系統(tǒng)工作原理

鉆機(jī)采用回轉(zhuǎn)和給進(jìn)分別供油的雙泵開(kāi)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，主泵經(jīng)濾油器、截止閥吸油，副泵經(jīng)濾油器吸油，輸出的高壓油進(jìn)入操縱臺(tái)的三位六通手動(dòng)多路換向閥。多路換向閥由三聯(lián)組成：左邊一聯(lián)F1稱(chēng)回轉(zhuǎn)閥，控制液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止；中間一聯(lián)F2：稱(chēng)起落閥，控制支撐油缸的伸出、回轉(zhuǎn)和停止；右邊一聯(lián)F3。稱(chēng)給進(jìn)起拔閥，控制給進(jìn)油缸的前進(jìn)、后退和停止，同時(shí)和起下鉆功能轉(zhuǎn)換閥聯(lián)合控制液壓卡盤(pán)和夾持器的夾緊、松開(kāi)。三聯(lián)閥都處于中位時(shí)，主、副油泵均卸荷，液壓馬達(dá)和油缸處于浮動(dòng)狀態(tài)。操作回轉(zhuǎn)閥，主泵高壓油全部進(jìn)入回轉(zhuǎn)油路。副泵的高壓油單獨(dú)控制給進(jìn)。停止回轉(zhuǎn)，操作起落閥或給進(jìn)起拔閥時(shí)，主、副泵油液合流。

為防止系統(tǒng)過(guò)載，多路換向閥內(nèi)設(shè)有主泵溢流安全閥，由壓力表來(lái)監(jiān)視，溢流安全閥的開(kāi)啟壓力調(diào)定為21MPa。副泵也設(shè)有安全閥，其開(kāi)啟壓力調(diào)定為12MPa。起落閥兩端設(shè)有過(guò)載閥，開(kāi)啟壓力調(diào)定為16MPa。使用時(shí)不得再進(jìn)行調(diào)整，以防損壞機(jī)件。

總回油經(jīng)精濾油器和冷卻器回到油箱，壓力表可以反映出精濾油器的臟污程度。其他的泄漏回油直接回到油箱。

通過(guò)單向閥組(在油路板內(nèi))，可在液壓表馬達(dá)回轉(zhuǎn)時(shí)，持續(xù)向液壓卡盤(pán)供油，使卡盤(pán)夾緊。在回轉(zhuǎn)油路中串聯(lián)一個(gè)單向節(jié)流閥，可以在馬達(dá)正轉(zhuǎn)時(shí)人為地提高系統(tǒng)工作壓力，增加進(jìn)入卡盤(pán)的工作供油壓力，克服給進(jìn)力大時(shí)卡盤(pán)的打滑現(xiàn)象。在液壓卡盤(pán)的前方設(shè)有精濾油器，以保護(hù)主軸及配油套?；剞D(zhuǎn)速度通過(guò)操作馬達(dá)的變速手輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。

聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥為三位四通閥，通過(guò)此閥可以改變液壓卡盤(pán)l2和夾持器與油缸的聯(lián)動(dòng)方式。其聯(lián)動(dòng)方式為：起下鉆時(shí)先將聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥手把置于相應(yīng)位置(即起鉆或下鉆位置)，然后只需操作起下鉆手把即可完成起下鉆動(dòng)作。當(dāng)該閥處于中間位時(shí)，其聯(lián)動(dòng)功能失效。

夾持器油路中串聯(lián)一個(gè)截止閥，用于鉆進(jìn)或稱(chēng)重時(shí)關(guān)閉夾持器油路，使夾持器保持打開(kāi)狀態(tài)，不受其他動(dòng)作的影響。

給進(jìn)起拔回路串聯(lián)一個(gè)節(jié)流閥，節(jié)流閥與一對(duì)串聯(lián)的液控單向閥并聯(lián)連接。必要時(shí)可以利用節(jié)流閥產(chǎn)生的背壓使系統(tǒng)壓力提高，確保夾持器能夠完全打開(kāi)，避免起下鉆進(jìn)因系統(tǒng)壓力過(guò)低，夾持器不能完全打開(kāi)，造成鉆桿擦傷。當(dāng)回轉(zhuǎn)器不帶動(dòng)鉆桿移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)液控單向閥由控制油打開(kāi)，這樣就有部允油液從單向閥中流過(guò)，減少了壓力損失。

給進(jìn)回路中并聯(lián)一個(gè)溢流調(diào)壓閥、串聯(lián)節(jié)流閥，調(diào)節(jié)溢流調(diào)壓閥，可以控制給進(jìn)壓力，其壓力的大小由壓力表顯示，實(shí)現(xiàn)加壓鉆進(jìn)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，可以控制給進(jìn)速度，防止當(dāng)轉(zhuǎn)頭接觸孔底時(shí)因速度過(guò)快產(chǎn)生沖擊，損壞鉆頭，并可以產(chǎn)生一定的背壓實(shí)現(xiàn)減壓鉆進(jìn)。

內(nèi)閥為一個(gè)單向閥與可調(diào)節(jié)流閥串聯(lián)的復(fù)合閥(在油路板內(nèi))，稱(chēng)補(bǔ)油閥。其在減壓鉆進(jìn)時(shí)，為節(jié)流閥與油缸間油路補(bǔ)油，確保減壓鉆進(jìn)時(shí)背壓的有效控制。關(guān)死節(jié)流閥，還可以實(shí)現(xiàn)在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)微動(dòng)上提鉆具。

液壓卡盤(pán)的回油通過(guò)油路板內(nèi)閥控制，直接返回油箱。內(nèi)閥由一個(gè)單向閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成。當(dāng)卡盤(pán)夾緊時(shí)，單向閥關(guān)閉，避免壓力油泄漏；卡盤(pán)需要張開(kāi)時(shí)，控制油自動(dòng)打開(kāi)單向閥，卡盤(pán)內(nèi)的油直接回油箱，卡盤(pán)即刻張開(kāi)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥可控制卡盤(pán)張開(kāi)速度。