蔡源

（內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古包頭 014000）

YZ-55B型牙輪鉆機(jī)斷鏈抱閘控制方式的改進(jìn)

蔡源

（內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古包頭 014000）

牙輪鉆機(jī)即一種鉆孔設(shè)備，多用于大型露天礦山。在生產(chǎn)過程中，機(jī)械的故障可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)及安全有著重要的影響，本文首先介紹了牙輪鉆機(jī)的工作原理，然后介紹了牙輪鉆機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特征，接著介紹了改進(jìn)前斷鏈抱閘控制原理和存在的問題，最后介紹了改進(jìn)方案和改進(jìn)后斷鏈抱閘控制原理，就YZ-55B型牙輪鉆機(jī)斷鏈抱閘控制方式的改進(jìn)進(jìn)行了介紹。

YZ-55B型牙輪鉆機(jī) 斷鏈抱閘 控制方式

1 牙輪鉆機(jī)的工作原理

牙輪鉆機(jī)鉆孔時(shí)，依靠加壓、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過鉆桿，對(duì)牙輪鉆頭提供足夠大的軸壓力和回轉(zhuǎn)扭矩，牙輪鉆頭在巖石上同時(shí)鉆進(jìn)和回轉(zhuǎn)，對(duì)巖石產(chǎn)生靜壓力和沖擊動(dòng)壓力作用。牙輪在孔底滾動(dòng)中連續(xù)地?cái)D壓、切削沖擊破碎巖石；有一定壓力和流量流速的壓縮空氣，經(jīng)鉆桿內(nèi)腔從鉆頭噴嘴噴出，將巖渣從孔底沿鉆桿和孔壁的環(huán)形空間不斷地吹至孔外，直至形成所需孔深的鉆孔。

2 牙輪鉆機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特征

2.1 鉆具

（1）牙輪鉆頭。牙輪鉆具工作原理：鉆機(jī)通過鉆桿給鉆頭施加足夠大的軸壓力和回轉(zhuǎn)扭矩，牙輪鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各牙輪又繞自身軸滾動(dòng)，滾動(dòng)的方向與鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。（2）鉆桿和穩(wěn)桿器。和牙輪鉆頭配套的鉆桿（又稱鉆管）。

2.2 鉆架

鉆架橫截面多為敞口“Π”形結(jié)構(gòu)件，4根方鋼管組成4個(gè)立柱，前立柱內(nèi)面上焊有齒條，供回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提升和加壓，外面為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滾輪滑道。

2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)，由主傳動(dòng)通過封閉鏈條——齒輪齒條實(shí)現(xiàn)提升和加壓。采用偏心滾輪裝置，使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沿鉆架的運(yùn)動(dòng)為無間隙滾動(dòng)，且使齒輪與鉆架齒條正常嚙合。為防止因鏈條斷裂引起小車墜落設(shè)有防墜裝置，防墜裝置有氣缸閘帶型和氣液增壓盤式制動(dòng)型。

2.4 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用是驅(qū)動(dòng)鉆具的提升-加壓及鉆機(jī)行走，提升與行走由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，加壓有液壓馬達(dá)和直流或交流電動(dòng)機(jī)兩種方式，各動(dòng)作間實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖。主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝有固定和懸掛式，如YZ-55型牙輪鉆機(jī)主傳動(dòng)減速機(jī)懸掛在主平臺(tái)A型架上，懸掛中心與鉆架起落轉(zhuǎn)動(dòng)中心在同一軸線上。

3 改進(jìn)前斷鏈抱閘控制原理

如圖1所示，輔助空壓機(jī)的壓縮空氣經(jīng)管路分別進(jìn)入1、2杠桿式換向閥的進(jìn)氣腔。發(fā)生斷鏈條故障時(shí)，均衡鏈輪下沉，與鏈輪軸同步運(yùn)動(dòng)的撞鐵把杠桿式換向閥的杠桿壓入。壓縮空氣隨之進(jìn)入梭閥3，將梭閥3的另一端進(jìn)氣封堵，在封堵梭閥另一端的同時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入到壓力繼電器，繼電器得到壓力信號(hào)后，迅速切斷控制回路的電源，設(shè)備停止運(yùn)行。另外一路壓縮空氣經(jīng)手動(dòng)換向閥7，進(jìn)入梭閥5，在壓縮空氣的作用下，梭閥的閥芯打開，壓縮空氣進(jìn)入風(fēng)油增壓器6，增壓器內(nèi)的油液通過管路進(jìn)入制動(dòng)器兩側(cè)的通道，將制動(dòng)片緊緊壓在制動(dòng)盤上，達(dá)到制動(dòng)的目的。斷開手動(dòng)換向閥，管路失去壓縮空氣，制動(dòng)片復(fù)位，實(shí)現(xiàn)松閘的動(dòng)作。

4 存在的問題

（1）作業(yè)產(chǎn)生的巖渣和灰塵影響杠桿式換向閥的正常工作，由于1、2杠桿式換向閥安裝部位的工作環(huán)境惡劣，閥桿及閥芯經(jīng)常動(dòng)作遲緩，有時(shí)閥桿縮回出不來，使壓縮空氣經(jīng)管路進(jìn)入增壓器制動(dòng)器動(dòng)作。（2）手動(dòng)換向閥7也能夠控制制動(dòng)器的動(dòng)作，實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)動(dòng)作遲緩，壓縮空氣通過時(shí)的壓力和風(fēng)量受到一定影響，也不能達(dá)到及時(shí)準(zhǔn)確控制的目的。（3）油壺及管路的泄露使制動(dòng)系統(tǒng)不能達(dá)到預(yù)定的壓力，造成制動(dòng)器兩側(cè)的摩擦塊打不開。出現(xiàn)這些問題，是因?yàn)楣苈返倪x用不符合強(qiáng)度要求，油壺的安裝位置及安裝方式不規(guī)范。

5 改進(jìn)方案

為解決回轉(zhuǎn)小車制動(dòng)裝置存在的問題，經(jīng)多次研究討論，對(duì)回轉(zhuǎn)小車斷鏈抱閘制動(dòng)系統(tǒng)加以改進(jìn)，防止了回轉(zhuǎn)小車墜落事故的發(fā)生。具體改進(jìn)措施如下：對(duì)杠桿式換向閥采取遮擋的措施，減少粉塵的進(jìn)入；將控制管路簡(jiǎn)化，改為雙重控制方式；在不影響原有動(dòng)作要求的情況下，采用強(qiáng)度高的連接管路；用電磁換向閥替代手動(dòng)換向閥，改變部分管路的位置。

6 改進(jìn)后斷鏈抱閘控制原理

如圖2所示，改進(jìn)后壓縮空氣經(jīng)管路進(jìn)入電磁換向閥7的進(jìn)氣端，電磁換向閥7為手動(dòng)鈕子開關(guān)控制，目的是為了防止杠桿式換向閥1、2及梭閥5無規(guī)律動(dòng)作，造成制動(dòng)器的制動(dòng)效果下降出現(xiàn)事故。操作鈕開關(guān)動(dòng)作時(shí)，電磁換向閥得電吸合，在電磁力的作用下，推動(dòng)氣閥閥桿動(dòng)作，使壓縮空氣通過。此時(shí)壓縮空氣分兩路，一路進(jìn)入杠桿式換向閥的進(jìn)氣端，當(dāng)某一端換向閥動(dòng)作時(shí)，壓縮空氣能夠快速進(jìn)入增壓器的無桿腔，使制動(dòng)器快速制動(dòng)，同時(shí)進(jìn)入壓力控制器4的壓縮空氣使其動(dòng)作切斷控制回路的電源。另一路進(jìn)入梭閥5將閥芯推開，使壓縮空氣進(jìn)入增壓器的有桿腔，在壓縮空氣的作用下，活塞桿縮回，使增壓腔和制動(dòng)器壓力泄壓，制動(dòng)器兩側(cè)的制動(dòng)塊收縮與制動(dòng)盤脫開，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)小車的松閘和制動(dòng)。

7 結(jié)語

牙輪鉆機(jī)是目前露天大中型礦山普遍使用的鉆孔設(shè)備，它是利用牙輪鉆頭破碎巖石并依靠壓縮空氣排出巖渣的自行式鉆機(jī)。而機(jī)械的安全對(duì)于生產(chǎn)來說是尤為重要的，因此對(duì)于YZ-55B型牙輪鉆機(jī)斷鏈抱閘控制方式的改進(jìn)是確保機(jī)械安全的一種方式。

［1］YZ-55B牙輪鉆機(jī)使用維護(hù)說明書.衡陽：中鋼集團(tuán)衡陽重機(jī)有限公司，2011.

蔡源（1986—），男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，本科，采礦工程，現(xiàn)在就職于內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司。