ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机.docx

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ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机

产品执行标准：

MT/T790《煤矿坑道勘探用钻机》

Q/MKYX16213—2005《煤矿用全液压坑道钻机技术条件》

ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机

使用说明书

（安装、使用本产品时请详细阅读本说明书）

煤炭科学研究总院西安分院

二00五年三月

前　　　言

ZDY3200S（MKD-5S）型钻机是一种低转速、大扭矩、能够钻进大口径孔的全液压坑道钻机。

该钻机为煤矿井下钻进大口径瓦斯抽放孔及其它工程孔提供了必要的钻探设备。

该机具有结构合理，技术性能先进、工艺适应性强、操作省力、安全可靠、解体性好、搬迁方便等优点。

采用全液压传动，对于使用和维修提出了更高的要求，为了使机器的优点得到充分发挥，本说明书对钻机的结构，传动原理、使用与维修方法均作了较详细的介绍。

希望用户在使用钻机以前认真阅读并严格按有关规定执行。

并对使用过程中出现的问题及建议及时反馈给我们，以便改进我们的工作，更好的为用户服务。

本产品执行Q/MKYX16213—2005标准。

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安全警示说明:

煤矿井下使用时，必须选用YBK2-225S-4矿用隔爆型三相异步电动机；隔爆型三相异步电机；隔爆型三相异步电动机、液压支架胶管总成应有安全标志。

钻机出厂之前，系统工作压力已调定。

用户在使用过程中，系统压力不得超调。

否则，出现任何责任

1.适用范围

ZDY3200S型钻机是动力头式全液压钻机，转速范围宽、扭矩大，能满足煤矿井下钻进各种用途的钻孔，如抽放瓦斯孔、注水孔及其它工程用孔，也可用于地表工程施工。

主要用于大口径牙轮钻进，也适用于大口径硬质合金钻进和冲击回转钻进。

2.型号含义

3.主要技术参数

a.回转装置：

额定转矩3200

额定转速r/min220

油马达型号A6V160MA

油马达排量ml/r46～160

钻杆直径mm73

主轴通孔直径mm75

b.给进装置：

主轴倾角0～±90°

最大给进力kN112

给进速度m/s0～

最大起拔力kN77

起拔速度m/s0～

给进/起拔行程mm600

c.泵站：

电动机型号YBK2-225S-4

额定功率kW37

额定电压V380/660

额定转速r/min1480

主油泵型号A7V78MA（限量63ml/r）

额定压力MPa35

主油泵排量ml/r0～63

主油泵流量l/min0～89

副油泵型号10SCY14-1B

额定压力MPa

副油泵排量ml/r0～10

副油泵流量l/min0～13

液压系统额定压力MPa主油泵22

副油泵22

油箱有效容积L180

d.整机：

适用钻孔深度m350/100

终孔直径mm150/200

主机外形尺寸（长×宽×高）mm2300×1100×1560

钻机质量kg　　　2040

4.钻机结构简介

采用分组式布置，全机分主机、泵站、操纵台三大部分，各部分之间用软管连接，摆布灵活，解体性好，便于搬迁运输，在运输条件较差的地区，主机还可以进一步解体。

主机

主机由回转器、夹持器、给进装置、机架组成。

各部分之间装拆方便。

1.回转器2.给进装置3.机架4.夹持器

图1主机

4.1.1回转器

回转器由斜轴式变量马达、齿轮减速器和胶筒式液压卡盘组成。

马达经两级齿轮减速，驱动主轴及液压卡盘实现钻具的回转。

调节马达排量可以改变回转器的输出速度。

主轴为通孔结构，通孔直径75mm，回转器安装在给进机身的拖板上，借助给进油缸沿机身导轨往复运动，实现钻具的给进或起拔。

回转器具有侧向开合装置。

液压卡盘采用液压夹紧、弹簧松开常开式结构，具有自动对中，安全可靠、卡紧力大等特点，它不但能保证正常钻进，还可用来升降钻具、强力起拔等（卡盘可配用不同规格的钻杆、更换卡瓦时，用专用工具压缩卡瓦组的弹簧并将其放入胶筒内）。

4.1.2夹持器

夹持器采用碟形弹簧夹紧，油压松开的常闭式结构。

固定在给进装置机身的前端，用于夹持孔内钻具，还可配合回转器实现机械拧卸钻杆。

夹持器卡瓦座落在卡瓦座上,靠上下两根销杆限制卡瓦的退出。

圆周方向靠卡瓦座上的一对平键固定。

将两根销杆抽出，卡瓦就可以取出，夹持器通孔即可通过108mm的粗径钻具。

4.1.3给进装置

给进装置采用油缸直接推进。

油缸体的尾部与机身固定，油缸的活塞杆与拖板相联接。

借助油缸活塞杆的伸缩，带动拖板和回转器沿机身导轨作往复移动。

回转器与拖板之间采用翻箱式结构联接。

一边用销轴把拖板与回转器穿在一起，另一边用铰式螺栓把回转器压在拖板上。

起下粗径钻具时，将螺栓松开，即可把回转器搬向销轴一侧，让开孔口。

给进机身通过锁紧卡瓦固定在机架的立柱及支撑杆的横梁上。

4.1.4机架

机架用于安装给进装置和固定钻机。

机架由爬履式底座、立柱、支撑油缸及支撑杆等组成。

给进装置在机架上可以调头安装，利用支撑油缸可调整倾角，满足各种倾角的钻孔。

支撑杆采用二节式结构，根据需要配合使用。

利用爬履式底座以常规方法可将钻机安装在基台木上。

操纵台

操纵台是钻机的控制装置。

由各种控制阀、压力表及管件组成。

钻机的回转、给进、起拔与卡盘、夹持器的联动功能是

图2操纵台靠操纵台上的阀类组合实现的。

操纵台上设有马达回转、支撑油缸、给进起拔、起下钻功能转换、夹持器功能转换，副油泵功能转换六个操作手把。

调压溢流、减压钻进、给进背压、起拔背压四个调节手轮及指示主油泵系统压力、给进压力、起拔压力、副油泵系统压力、回油压力五块压力表。

油管排列整齐，并有指示牌标明连接方位。

控制阀均安装在操纵台框架内。

油管安装，采用A型扣压式高压胶管与自封式快速接头组合，密封可靠，拆卸方便。

各个手把的操纵方法也有标牌标明。

泵站

泵站是钻机的动力源。

由防爆电动机、主油泵、副油泵、油箱、冷却器、滤油器、底座等部件组成。

电动机通过弹性联轴器带动油泵工作，从油箱吸油并排出高压油，经操纵台驱动钻机的各执行机构工作。

油箱是容纳液压油的容器，它置于油泵的上方。

在油箱上设有多种保护装置。

如：

吸油滤油器、回油滤油器、冷却器、空气滤清器、油温计、油位指示计、磁铁等，为避免在井下加油时脏物进入油箱，可通过空气滤清器加油。

图3泵站

综上所述该钻机有以下特点：

a.钻机由三大件组成、即主机、泵站、操纵台。

可以根据场地情况灵活摆布；解体性好，搬迁运输方便。

b.机械自动拧卸钻具，夹持器卡瓦容易取出，扩大其通孔直径，便于起下粗径钻具，可减轻工人劳动强度，提高工作效率。

c.单油缸直接给进与起拔钻具，结构简单，安全可靠，给进、起拔能力大，提高了钻机处理事故的能力。

d.采用双泵系统，回转参数与给进工艺参数独立调节。

变量油泵和变量马达组合进行无级调速，转速和扭矩可在大范围内调整，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力。

e.回转器通孔直径大，更换不同直径的卡瓦组可夹持不同直径的钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结构尺寸的限制。

f.用支撑油缸调整机身倾角方便省力，安全可靠。

g.通过操纵台进行集中操作，人员可远离孔口一定距离，有利于人身安全。

h.液压系统保护装置完备，提高了钻机工作的可靠性，液压元件采用国产先进定型产品，性能稳定可靠，通用性强。

5.液压系统工作原理

　钻机采用回转和给进分别供油的双泵开式循环液压系统。

液压系统图如图4所示，工作原理如下：

　　电动机

（1）启动后，主油泵

（2）经滤油器（3）截止阀（4）吸入低压油，输出的高压油进入操纵台多路换向阀（8）。

副油泵（31）经吸油滤油器（29）截止阀（30）吸入低压油，输出的高压油先进入副油泵油路板，再进入多路换向阀（8）的中联。

多路换向阀（8）由三联阀组成，左边一联F1控制油马达（11）的正转、反转和停止；中间一联F2控制支撑油缸的起落；右边一联F3控制给进油缸（15）的前进、后退和停止。

三联阀都处于中位时主、副油泵均卸荷，油马达（11）和油缸（15）处于浮动状态。

操作阀F1，主油泵输出的高压油全部进入回转油路。

副油泵的压力油可根据钻进工况选择有两种方式：

一种是油液全部进入给进回路由调压溢流阀控制给进压力；另一种是油液分两路一路进入卡盘（或卡盘和夹持器）对卡盘实行高压输入，强力卡紧钻杆。

另一路经减压阀进入给进回路，由减压阀控制给进压力。

当阀F1处于中位时，操作阀F2或F3，主、副油泵油液合流，实现快速提升。

为防止系统过载，主油泵的工作压力由多路换向阀内设的安全溢流阀限定，调定压力为22MPa，其值由压力表（7）来监视。

副油泵的工作压力由副油泵油路板上的安全溢流阀（32）控制，调定压力为22MPa，其值由压力表（9）监视，使用时不得超调。

主油泵回油经回油滤油器（5）和冷却器（6）回到油箱，压力表（25）指示回油的压力大小，反映出回油滤油器的脏污程度。

副油泵回油可进入主油泵回油路，也可以经油路板上的泄油路直接回到油箱。

1.电动机2.主变量泵.吸油滤油器4.30.35.截止阀5.回油滤油器6.冷却器7.主油泵系统压力表8.多路换向阀9.副油泵系统压力表10.单向阀组11.油马达12.液压卡盘13.精滤油器14.夹持器15.给进起拔油缸16.18.36单向节流阀17.起拔压力表19.给进压力表20.夹持器功能转换阀21.起下钻功能转换阀22.空气滤清器23.支撑油缸24.液压锁25.回油压力表26.油箱27.卡盘回油阀28.副油泵功能转换阀31.副变量泵32.安全溢流阀33.调压溢流阀34.单向减压阀

图4液压系统图

在回转油路中设有单向阀组（10），油马达回转（正、反转）时向液压卡盘（12）供油，（其压力值与回转系统的压力相同）使卡盘夹紧。

当夹持器功能转换手把置于联动位时，油马达的压力油液还可以进入夹持器，使其松开，此刻可实现回转、卡盘与夹持器三者之间的联动功能，有利于扫孔作业。

液压卡盘的回油（即松开）是由阀（27）来控制的。

该阀是由一个液控单向阀和节流阀串联组成，当卡盘夹紧时单向阀关闭，避免压力油泄漏,卡盘需要松开时，来自给进或起拔的压力控制油自动打开单向阀，卡盘快速松开。

调节节流阀可控制卡盘回油速度，可协调卡盘与夹持器的匹配关系。

当夹持器与卡盘联动时其回油也经阀（27）流回油箱。

一般情况下，应在回次结束前，将夹持器与回转器的联动分离，以利于夹持器能快速地夹持孔内钻具。

油马达的回转速度（即回转器的回转速度）可以通过操纵马达上的变量手轮来实现。

　　在给进、起拔回路中各串联一个单向节流阀（16）、（18），其作用是人为地调节给进、起拔时的回路背压，确保夹持器能够完全打开，避免因系统压力过低夹持器不能完全打开而造成钻杆擦伤的现象。

调节单向节流阀（18）可控制钻进速度，防止钻头接触孔底时因速度过快产生冲击，损坏钻头；调节该阀还可实现减压钻进。

一般情况下节流阀（18）不得关死，以防因油缸面积差而引起的局部回路超压现象。

给进回路中设置了调压溢流阀（33），单向减压阀（34），副油泵功能转换阀（28），根据钻进工艺的要求，可进行不同形式的组合。

当钻机的回转扭矩大而给进力相对小时（也就是硬质合金钻进工艺），此时，副油泵功能手把前推（即标牌上溢流给进位），副油泵的压力油全部进入给进回路，调节调压溢流阀（33）可控制给进压力的大小，其值由压力表（17）指示。

当钻机的回转扭矩和给进力都比较大时，发现卡盘不能很可靠的卡紧钻杆，应将副油泵功能转