潜孔钻机卸杆机构方案的设计与研究.doc

潜孔钻机卸杆机构方案的设计与研究赵宏强1,2谢武装1蒋海华1何清华1,2(,,湖南长沙星沙开发区410100)【摘要】本文全面分析了目前国内外各种钻杆接卸装置的发展趋势及其工作性能的优缺点,在此基础上提出了基于全液压接卸钻杆装置的改进方案。并根据潜孔钻机的钻孔过程的功能要求及其工作性能对凿岩品质的影响,研究确定了潜孔钻机的接卸钻杆装置的液压控制系统。实践表明,该卸杆机构在目前潜孔凿岩矿山中作业方便,卸杆效率高,安全性好,同时也有效地提高了钻杆的使用寿命。【关键词】潜孔钻机卸杆装置卡杆油缸液压控制1概述接卸钻杆作为潜孔钻机钻孔的主要工序之一,经历了靠人工或半机械化接卸钻杆发展到机械化、机械——液压综合方式以及全液压化接卸钻杆。潜孔钻机接卸钻杆装置的性能不仅关系到工人的劳动强度和生产的安全性,而且直接影响钻杆的使用寿命和钻机的效率。:人工垫叉—卸杆油缸式的钻杆接卸装置瑞典AtlasCopco公司早期生产的Roc306潜孔钻机和国产DQ150J潜孔钻机接卸钻杆装置就是采用的人工垫叉—卸杆油缸式的钻杆接卸装置。该类型的钻杆接卸装置在国内露天潜孔钻机中应用广泛,它的不足之处就在于需要人工操作来参与卸杆,危险系数大,工作效率也较低。液压垫叉—卸杆活塞式钻杆接卸装置美国TWR米申公司600—U型潜孔钻机就是采用液压垫叉—卸杆活塞式钻杆接卸装置来接卸钻杆的。该钻杆接卸装置与人工垫叉式—卸杆油缸式的钻杆接卸装置相比就是采用了液压垫叉,免去了人工的劳动降低了危险性,卸杆效率有所提高。液压垫叉—卡杆油缸——活塞卡套式接卸钻杆装置这种接卸钻杆装置的回转头上配有气动卡杆装置。在液压垫叉—卸杆活塞式钻杆接卸装置的基础上做了进一步的改进同时采取的卸杆方式也有所不同。连杆—油缸型接卸钻杆装置宣化风动机械研究所研制的连杆—油缸型接卸钻杆装置,主要由上下卡杆器和一个卸杆油缸组成,每个卡杆器由一卡杆油缸、卡爪、连杆机构等组成。驱动卡杆油缸通过连杆机构可实现对钻杆的夹紧和松夹。每个卡杆器可单独或同时控制,实现对钻杆的夹紧和松夹。当两对卡杆器分别卡住相邻两根钻杆时,驱动卸杆油缸使上下卡杆器相对转动,即实现对钻杆间螺纹的拧松。全液压型钻杆接卸装置瑞典AtlasCopo公司生产的M177、Simba261潜孔钻机采用的就是全液压型钻杆接卸装置。这种装置不仅可以接卸钻杆,而且对钻杆起开孔导向的作用。—卸杆油缸式的接卸钻杆装置需要人工垫叉、人工移动和拆装卡杆叉,工人的劳动强度较大,卸杆时间长。液压垫叉的卸杆装置比人工垫叉方式的卸杆装置卸杆方便,节省卸杆时间,但这两种装置在卸杆时采用回转头内的卸杆活塞或卸杆卡套配合卸杆,使回转头结构较复杂,增加了压力密封点;而且在卸杆时必须提供压气。对于钻杆还必须加工出花键或止动平键,使钻杆结构复杂,提高了钻杆成本。对于液压垫叉—活塞卡套式卸杆装置,最后松开回转头与钻杆连接还需要人工完成,降低了卸杆效率。而且该装置还存在一个隐患,即首先回转头与钻杆连接螺纹拧松后上提钻杆,此时如果连接螺纹有一定磨损,就容易出现脱扣落杆的危险。从这一点来说,其钻杆的使用寿命较低。上述分析的三种利用垫叉结构的卸