1、采礦鉆車液壓系統(tǒng)分析

　　鉆車的液壓系統(tǒng)根據(jù)其功能和作用可分為三大部分，即鉆車的定位系統(tǒng)、鑿巖工作系統(tǒng)、行走系統(tǒng)。下面對這三部分的作用、工作原理、特點進行詳細分析說明。

　　鉆車的定位系統(tǒng)主要是在鉆車工作時，起到穩(wěn)定整車和固定鉆臂兩大作用。整個系統(tǒng)的執(zhí)行元件由1個馬達和11個油缸組成。馬達可以使鉆臂做360°旋轉(zhuǎn)動作，其中4個地腳油缸起穩(wěn)定鉆車的作用，2個上下支柱油缸在鉆車鑿巖時起到固定鉆臂的作用，其他5個油缸使鉆臂作俯仰、側(cè)擺、上下移動的動作。

　　鉆車的定位系統(tǒng)比較簡單，由液壓泵泵出的壓力油經(jīng)高壓過濾器、換向閥5和減壓閥6，壓力降為12mpa后，經(jīng)換向閥組，作用于各個定位執(zhí)行元件。各執(zhí)行元件的回油經(jīng)換向閥組流回油箱。

　　定位系統(tǒng)中的11個油缸均有閉鎖功能，壓力油通過液控單向閥作用到油缸一側(cè)，控制油打開液控單向閥，油液流動，油缸動作到達要求位置后，停止給油；由于液控單向閥的作用，油缸內(nèi)的油不因外力作用而產(chǎn)生流動，起到自鎖功能。其中上、下支柱油缸的伸出動作時，壓力油均經(jīng)單向減壓閥減壓至2mpa和7mpa后作用到活塞底部，保證活塞運行平穩(wěn)，定位準確，不至于因壓力過高造成定位不準和破壞鉆車的機械結(jié)構(gòu)；活塞桿收回時，回油經(jīng)單向閥和換向閥7回油箱，實現(xiàn)快速收回。由于定位系統(tǒng)的執(zhí)行元件基本上是雙作用柱塞缸，其特點是反應靈敏、動作迅速準確。為保證鉆車工作或停車時的穩(wěn)定性，各油缸內(nèi)裝有自鎖閥，其中兩根俯仰油缸和兩根小側(cè)擺油缸的進出口處都裝有單向節(jié)流閥，保證油缸雙向運行都能夠平穩(wěn)無脈動，回油經(jīng)單向閥阻力小。

　　行走系統(tǒng)也稱牽引系統(tǒng)，由液壓馬達、轉(zhuǎn)向油缸、制動油缸和液壓閥組成，整車的行走、轉(zhuǎn)向、制動由行走系統(tǒng)完成。由于泵站是電機帶動，行走的距離不能超過所接電纜的長度，遠距離的行走只有靠其他機動車輛拖動。壓力油手動換向閥10經(jīng)旁通型調(diào)速閥9和順序閥8到達閥組5.由換向閥7將控制油送達閥組5的換向閥一側(cè)，主油管內(nèi)的壓力油構(gòu)成回路，使馬達轉(zhuǎn)向或油缸動作，完成行走或轉(zhuǎn)向。截止閥3和截止閥4在泵站帶動行走時必須打到關(guān)的位置，成截止狀態(tài)，轉(zhuǎn)向油缸與液壓馬達才能動作，完成轉(zhuǎn)向和行走任務；在拖車時截止閥3和截止閥4接通，轉(zhuǎn)向油缸和液壓馬達與截止閥形成閉合回路，拖車時完成隨動動作，鑿巖過程中應把截止閥3和截止閥4接通，以免誤操作，造成設備故障。

　　調(diào)速閥9使轉(zhuǎn)向油缸的運行速度具有可調(diào)性，閥組5由液動換向閥與單向順序閥組成，單向順序閥起到過載保護作用，保護系統(tǒng)不因負載過大引起損壞，負載壓力超過順序閥調(diào)定值28mpa時，壓力油經(jīng)順序閥卸荷，達到保護執(zhí)行元件的目的。

　　定差減壓閥11的作用是使控制油壓力保持在3mpa.單向順序閥8有外控和內(nèi)控兩種方式，保證順序閥在任何情況下都能夠接通。調(diào)速閥6安裝在換向閥7的兩端控制油路上，使控制油流量穩(wěn)定無波動，保證換向閥7的換向平穩(wěn)沒有沖擊，從而使鉆車起速穩(wěn)定，沒有跳動。

　　鑿巖系統(tǒng)支持鉆車的鑿巖機完成旋轉(zhuǎn)、沖擊、推進動作，滿足實際鑿巖工況的需求。

　　旋轉(zhuǎn)泵2提供的壓力油通過旋轉(zhuǎn)回路的換向閥17，將油流引至鑿巖機的旋轉(zhuǎn)馬達，通過冷卻器和過濾器回到油箱，形成回路。

　　沖擊泵3用于沖擊、定位、推進和牽引回路，該泵具有壓力補償性能并用安全閥7預調(diào)到28mpa，保護回路。從沖擊泵3出來的油部分流到減壓閥20，部分流到?jīng)_擊換向閥15，還有一個出口通過減壓閥20到推進器、定位裝置和鉆桿座。

　　沖擊油通過換向閥15流到?jīng)_擊機械。當閥移到r位置時可得到高的沖擊壓力。梭閥8防止油通過換向閥15流回油箱；當換向閥15移到l位置時，由于油通過節(jié)流器11故獲得低沖擊壓力。壓力在壓力表9上表示。沖擊回路的回油通過冷卻器和過濾器轉(zhuǎn)回油箱，形成回路。

　　為了開眼、接桿和鑿巖時可獲得不同的預定速度，本系統(tǒng)裝有溢流閥及一個換向閥21，這些溢流閥控制減壓閥20獲得三種推進壓力.

　　開眼時的推進：開眼時必須限制推進速度和壓力，通過換向閥21使溢流閥23控制減壓閥20提供2mpa的推進壓力，通過換向閥14使油流過調(diào)速閥12a，從而使推進器低速推進，換向閥10是用來控制推進器動作方向。

　　鑿巖時的推進：鑿巖時，通過換向閥21使溢流閥24控制減壓閥20提供7mpa的推進壓力，此時閥14不動作，于是油通過流量控制閥12b，該控制閥是全開的，油連續(xù)流到推進器，推進器接受實際穿孔速度所需的油量。在鑿巖時如鉆入空穴，調(diào)速閥5通過限制推進器出來的回油量可起限制速度的作用。

　　接、卸、操作鉆桿時的推進：鉆桿接桿、卸桿操作時前和后的快速推進是通過換向閥16來控制的，換向閥21使溢流閥25控制減壓閥20提供14mpa的推進壓力，氣閥的c給出氣壓信號使換向閥16動作，來實現(xiàn)推進油缸前后運動；在接桿和卸桿時，向前和向后的推進速度與旋轉(zhuǎn)速度及擰螺紋速度相適應。閥14不作用，閥10在接桿時到f位置，卸桿時在b位置。四個單向閥4起整流器作用，流量調(diào)速閥12將推進速度調(diào)得與鉆桿螺紋相匹配。

　　防卡鉆裝置：具有減少鉆桿和鉆頭在有裂隙或有空穴的巖石鑿巖時卡鉆的危險的作用。當鉆頭或鉆桿在孔內(nèi)卡住時，旋轉(zhuǎn)回路的壓力增加，當壓力超過壓力開關(guān)7的預調(diào)值時，壓力開關(guān)就動作，使換向閥10在b位置，此時推進油缸返回，推進回路的壓力下降，壓力開關(guān)6動作，它給沖擊換向閥15一個電脈沖，閥15就轉(zhuǎn)為低壓沖擊。

　　當旋轉(zhuǎn)回路的壓力降到壓力開關(guān)的調(diào)定值以下時，開關(guān)不動作，換向閥10和換向閥15又一次反向動作，繼續(xù)向前推進并繼續(xù)轉(zhuǎn)為高壓沖擊。

　　帶壓力補償?shù)腶8v58dd2r101f1雙軸向柱塞變量泵3，用于沖擊、推進、鉆桿座、定位、牽引回路.其以55kw電動機為動力，泵的最大排量為58cm3r-1，電動機的定額轉(zhuǎn)速為1480rmin-1，該泵的齒輪傳動比為1.24，泵的轉(zhuǎn)速為1830rmin-1，最大流量為106lmin-1。當系統(tǒng)壓力比閥5上的壓力調(diào)定值低，閥的定位就由彈簧控制，閥被關(guān)閉，作用在調(diào)節(jié)活塞的活塞桿側(cè)的系統(tǒng)壓力使泵保持最大排量.當系統(tǒng)壓力升高到調(diào)定壓力時，閥5被打開，系統(tǒng)壓力傳到調(diào)節(jié)活塞的活塞側(cè)，然后重新調(diào)節(jié)泵，減少排量到平衡位置，即在閥5的壓力調(diào)定值處油流量與系統(tǒng)的要求相匹配。閥5和調(diào)節(jié)活塞4a之間的節(jié)流器4b是用來防止壓力變化在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中產(chǎn)生波動，調(diào)節(jié)活塞是彈簧承載，啟動時給以全排量。

　　當用此泵的油量鑿巖時，減壓閥8通過換向閥9動作；減壓閥給活塞側(cè)或調(diào)節(jié)活塞一個外壓力，然后重新調(diào)節(jié)泵，調(diào)至比牽引用的內(nèi)裝閥5的壓力低一點。

　　泵2是手動調(diào)動流量的，用于旋轉(zhuǎn)回路，其流量可以人工調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0～106lmin-1.

　　鑿巖時，旋轉(zhuǎn)回路的工作壓力與抵抗旋轉(zhuǎn)阻力所需壓力相適應，并取決于轉(zhuǎn)速、使用的鉆具型號和所鉆鑿的巖石性質(zhì)，正常值通常在4～5mpa之間。旋轉(zhuǎn)回路的安全閥預調(diào)到11.5mpa，保護旋轉(zhuǎn)回路。

　　2、系統(tǒng)故障現(xiàn)象及其維修

　　液壓鑿巖機的沖擊器是一種高頻運動的沖擊機構(gòu)，沖擊頻率為40～60hz，其運動過程中流量在系統(tǒng)中變化是劇烈的非定常流動，產(chǎn)生高壓沖擊，對泵閥和膠管等元件損害較大。此外由于鑿巖機的密封失效，油液中進入少量礦粉、水分，對鑿巖機、閥塊和油缸等元件的磨損加大，系統(tǒng)污染較大，增加系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率，常見的故障現(xiàn)象和解決辦法如下。

　　2.1、系統(tǒng)沖擊壓力下降

　　鑿巖臺車在工作過程中沖擊壓力逐漸下降，產(chǎn)生掉壓現(xiàn)象，這主要是由于鑿巖機的沖擊器導向活塞泄漏，系統(tǒng)各元件的磨損，間隙增大，泄漏量自身超量，高壓泵容積效率下降等因素。解決辦法：為了延長工作期可在沖擊系統(tǒng)設置一適當蓄能裝置，補充泄漏量，同時吸收高壓沖擊波，從而能有效地保護系統(tǒng)保持沖擊壓力穩(wěn)定。

　　鑿巖機是一種高頻劇烈運動的沖擊機構(gòu)，其沖擊頻率為40～60hz，形成的高壓沖擊波產(chǎn)生幾倍于工作壓力，盡管回路有安全閥，鑿巖機蓄能器吸收部分沖擊波，但大部分壓力波直接作用在泵上，一般來說恒壓閥的換向時間為50～60ms，但泵的反應能力為3～5hz，這樣泵的變量遠滯后于泵沖擊波的作用。

　　在鑿巖工況時，泵的排量一般調(diào)到最大角也就是易產(chǎn)生死角的位置，這樣盡管有很高的流量輸出，但是這時柱塞鉸接球套承受很大的作用力，磨損加劇，發(fā)生球頭斷裂紋脫落，從而使柱塞與缸體表面劃傷，容積效率下降；配油盤對容積效率的影響最為關(guān)鍵，如果油液雜質(zhì)的進入直接磨損配油表面、配油盤缸體和恒壓閥等元件，如果發(fā)生磨損會給修復工作帶來很大困難，從現(xiàn)場看a8v泵的損壞程度80由此引起。

　　a8v泵齒輪增速機構(gòu)，在齒輪的潤滑不到位或磨損間隙增大，或軸承間隙增大都會引起振動，泵的噪聲大，并且輸出流量脈沖加劇，對泵及系統(tǒng)元件都會產(chǎn)生一定影響。解決的辦法就是預防污染、修磨配流盤和更換新泵。

　　液壓鑿巖機是臺車系統(tǒng)的最主要的執(zhí)行元件，經(jīng)多次實驗分析，內(nèi)泄是影響其正常工作的主要因素，在實際使用時往往忽視其內(nèi)泄造成的影響。在試驗壓力為11mpa時，沖擊部分內(nèi)泄如果超過5lmin-1，則沖擊壓力及沖擊頻率就會下降，其泄漏途徑主要是沖擊活塞和油缸之間，芯與閥體之間，活塞導套或減振活塞，這時應予修復，并進行相應的檢測，使沖擊部分內(nèi)泄減為1～3lmin-1。在測試壓力為4mpa時，回轉(zhuǎn)馬達的內(nèi)泄量應控制在8lmin-1以內(nèi)，但由于回轉(zhuǎn)泵流量儲備大，因此調(diào)整回轉(zhuǎn)泵的流量能夠補償這方面泄漏所造成的影響，在實際使用時，如果回轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力超過10mpa，說明齒輪嚙合太緊，釬桿在鉆機內(nèi)被卡住，以及防卡釬閥不起作用等，瑞典阿拉斯公司要求對液壓鑿巖機應堅持定期大修，大修周期按不同機型而異，cop1038hd型的大修周期約為鉆鑿6000m巖孔的運轉(zhuǎn)時間。

　　通過對臺車單臂系統(tǒng)中的四個減壓閥的測試發(fā)現(xiàn)平均外泄總和達13lmin-1，合理外泄總和應小于4lmin-1，此類調(diào)壓閥的在線測試方法為將閥的t口接出，用量杯測出泄漏量。沖擊回轉(zhuǎn)組合換向閥在壓力為15mpa時，平均泄漏總和為3.2lmin-1，該閥泄漏途徑一是換向閥芯磨損，二是安全閥的泄漏，三是單向閥的反向泄漏。低沖閥組在25mpa時，平均泄漏為0.025lmin-1，有30的閥組溢流閥的開啟壓力達不到15mpa，有些甚至2.5mpa就已開啟。對低沖閥組的在線測試方法，可以將液壓泵的通往低沖組的管路斷開，如系統(tǒng)壓力上升，則此閥組有內(nèi)泄。因此，可看出安全閥閥芯的沖擊損壞是比較嚴重的。其他液壓閥臂定位換向閥、apb閥、防卡釬換向閥等平均泄漏總和不超過1lmin-1，從上述測試結(jié)果看出在單臂系統(tǒng)中液壓閥的平均泄漏總和約為20lmin-1，另外，有30的單向閥反向?qū)?，液壓鎖失效為20，這就會影響工作系統(tǒng)的工作效率。液壓閥的修復主要采取加大閥芯的方法，然后與閥體配研。如果是錐閥閥芯，最好重新加工閥芯，并與閥座配研。

　　臺車系統(tǒng)液壓缸的數(shù)量是相當大的，從臺車油缸泄漏檢測結(jié)果可以看出，支腿缸、伸縮缸、頂棚缸、推進器延伸缸等缸的平均泄漏是很小的，擺動缸的平均泄漏量是10lmin-1，吊籃缸的平均泄漏量是12lmin-1，推進缸的平均泄漏量是8lmin-1，在測試中發(fā)現(xiàn)油缸的泄漏部位主要集中在油缸行程的經(jīng)常工作段；把檢測的所有油缸泄漏量作以平均統(tǒng)計，那么單臂所有油缸平均泄漏總和為18lmin-1。油缸泄漏的解決途徑主要有兩個，第一種方法是更換油缸活塞油封，但對于在經(jīng)常工作段泄漏的油缸，其作用不大，這是因為油缸的經(jīng)常工作段的缸內(nèi)徑磨損加大。這時采用耐磨修補膠的方法，使油缸內(nèi)徑恢復到原尺寸，經(jīng)長期使用效果很理想，特別是缸內(nèi)徑拉毛的細長油缸更顯其優(yōu)越性。

　　3建立專業(yè)維護隊伍的必要性現(xiàn)代的地下礦采掘設備已趨于無軌化、液壓化、連續(xù)化、動力源多樣化、輔助作業(yè)綜合機械化和生產(chǎn)設備局部自動化。進入20世紀90年代后，電子計算機已逐步應用于鑿巖臺車，機器人和光纖通訊技術(shù)也開始在國外一些礦山得到應用，電子傳感器、智能芯片等已經(jīng)引入鑿巖機械；操縱控制輕便化、自動化，采用液壓伺服機構(gòu)，遠距離跟蹤和局部自動化的設備日漸增多，現(xiàn)在的鑿巖機還可以實現(xiàn)電子監(jiān)控與遙控作業(yè)。伴隨著技術(shù)水平的提高也增加了系統(tǒng)的復雜性，而且現(xiàn)在國內(nèi)礦山企業(yè)普遍存在人員素質(zhì)差，管理水平低的問題，致使好的設備發(fā)揮不了最大效能，因此，建立完善的技術(shù)服務體系和專業(yè)維修隊伍，對職工進行必要的技術(shù)培訓十分必要。對減少故障發(fā)生，提高機器的使用壽命，增加產(chǎn)量具有重要的意義。

　　從現(xiàn)場使用的實際情況出發(fā)，參考了大量的資料，系統(tǒng)地詳細地分析了simbah252臺車液壓系統(tǒng)的工作原理。

　　分析和總結(jié)了simbah252鑿巖臺車的液壓系統(tǒng)的常見故障，以及發(fā)生故障的原因，處理方法。

　　較詳細全面論述液壓鑿巖臺車的液壓系統(tǒng)、工作原理和結(jié)構(gòu)特點，值得同類礦山借鑒和參考，推廣和應用。