新型多功能锚杆钻机液压系统的设计

新型多功能锚杆钻机液压系统的设计

贺立军1，刘银2，鲍亮2

（中国地质大学（武汉）工程学院，湖北武汉 430074）

摘要：本文研究的新型多功能锚杆钻机中包含三大油路，即回转油路、履带行走油路、给进油路，本文针对此三大油路逐一分析，并画出其液压回路图。最后，本文通过分析各油路的功能需要，计算选择液压系统中的主要液压元件，包括：液压缸的选择和液压泵的选择。

关键词：多功能锚杆钻机；液压油路；液压元件

Design of the New Multi-functional Roofbolter Hydraulic

System

HE Li-jun1，LIU Yin2，BAO Liang2

(1. Faculty of Engineering，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China；

2. Faculty of Mechanical & Electronic Information，China University of Geosciences，Wuhan 430074

China)

Abstract：The New Multi-functional Roofbolter researched in this article includes three asphalts. They are rotary asphalt, crawler asphalt and feed asphalt. This article analysises these asphalts one by one, and draws the figures of hydraulic circuits. Finally, this article calculates and chooses the main hydraulic components through analysising the function of the hydraulic asphalts. The main hydraulic components include cylinders and pumps.

Key words：multi-functional roofbolter；Hydraulic asphalt；Hydraulic Components

引言

本钻机主要动力源为柴油发动机，钻机液压传动系统采用三联泵和二联泵形式的双泵供油方案，每个系统又是单泵多液动机并联，液压泵分别为每个相应回路提供压力油，每个回路工作压力不同,系统主要由开式五大回路组成，发动机带动油泵从油箱中吸油并排出压力油，经换向阀向马达或者油缸供油，回油经过换向阀直接流回油箱。本钻机设计性能参数要求为（1）行走牵引力：73kN，行走速度：0～4.6km/h（2）底盘履带摆动：± 15度，总宽：2300mm，履带宽度：450mm，履带节距：154mm（3）钻杆进给力： 51.5kN，提拔力：110kN，进给速度：3.7m/min、12.7 m/min，回拔速度：1.7m/min 、6.0m/min ，进给距离：3500mm （4）钻杆动力头输出最大扭矩：12.2kN·m，输出最大转速：800rpm，最大供油压力：16MPa。

1油路设计1.1回转油路

（1）性能要求、功能实现和工作原理本机回转油路采用定量泵和定量马达构成开式调压-限压回路，在油泵出口处安装调压溢流阀7和15，起调节压力的作用。调节系统的压力，便可调节回转器的转矩以满足负载的变化要求。回转油路采用一个换向阀实现回转器具有正反转能力；另外在进油口利用节流溢流阀阀12形成进油节流调速回路，安装液控单向阀形成锁紧回路；双泵系统供油构成双泵并联有级调速回路，实现动力头不同速度的自动换档[1]。

图1 动力头回转油路

1、泵；

2、球阀；3和6、过滤器； 4、空气冷却器；5、电液换向阀；7和15、先导溢流阀；8、先导控制阀；9和14、换向阀；10、压力表；11、液压马达；12、溢流节流阀；1

3、液控单向阀；16、先导控制阀；17、电磁换向阀；

（2）主要回路与主要元件

主要回路：主油路、调压-限压回路、进油节流调速回路、浮动锁紧回路、换向回路、先导控制油路、双泵并联有级调速回路。

主要元件：泵1、电液换向阀5、空气冷却器4、益流阀7、液压马达11、溢流节流阀12、液控单向阀、单向阀13、先导控制阀16和电磁换向阀17。

1.2履带行走油路

（1）性能要求、功能实现和工作原理采用左右履带行走油路，左右两套行走装置互不干扰，相互配合，完成履带行走运动。双向制动平衡阀使左右油路压力相同，发动机自动保持水平状态，这样保证钻机在凸凹不平的地面及允许的坡道上方便行走。梭阀、制动油缸构成全液压缓冲制动回路，用于停车制动。行走装置具有操作方便，工作安全可靠等特点。

（2）主要回路与主要元件

主要回路：主油路、左右履带行走油路、全液压缓冲制动回路，先导控制回路。

主要元件：泵1、梭阀2、履带行走马达13、制动油缸12、先导控制阀，电液换向阀6、电磁换向阀、空气冷却器4、双向平衡阀8。

图2 履带行走油路

1、泵；

2、球阀；3过滤器；4、空气冷却器；5、溢流阀；6、电液换向阀；7、换向阀；8、双向平衡阀；9、梭阀；10、压力表；11、先导控制阀；

12、制动油缸；13、履带行走马达；

1.3给进油路

（1）性能要求、功能实现和工作原理

图3 给进油路

1、球阀；

2、过滤器；

3、空气冷却器；

4、电液换向阀；5和6、溢流阀；7和10、换向阀；8、液压缸；9、双向制动平衡阀； 11、压力表；12、先导

控制阀

岩芯钻机在给进过程中给进力的大小与孔底压力、钻具重量、钻具对孔壁的摩擦、泥浆的浮力等因素有关。钻具对孔壁的摩擦和泥浆的浮力较小，可以忽略不计[2]。

在钻进过程中力的平衡方程式为:

P=G+F （1）