潜孔钻机卸杆器的联合控制系统

【匠客工程机械】潜孔钻机是一种大孔径深孔钻孔设备，目前在国内外矿山开采应用很多。卸杆器用于潜孔钻机钻杆的拆卸和安装，是潜孔钻机的关键部件。大孔径深孔钻孔作业所用钻杆质量大、数量多，需频繁拆、装，因此卸杆器控制系统至关重要。

1.卸杆器工作原理

卸杆器主要由前夹紧装置、后夹紧装置、前夹紧缸、后夹紧缸、夹钳及卸杆缸组成，如图1所示。潜孔钻机拆卸钻杆顺序如下：首先，后夹紧缸推动后夹紧装置的夹钳将下钻杆卡牢，前夹紧缸推动前夹紧装置的夹钳将上钻杆卡牢；其次，卸杆缸（卸杆缸安装位置根据卸杆器与推进梁相对位置确定，图1未画出）动作，使前、后夹紧装置发生相对转动，将上、下钻杆连接螺纹松开；再次，通过回转机构的反转和推、退动作，使上、下钻杆分离；然后，使用后夹紧装置卡牢下钻杆，通过回转机构的反转和推、退动作，使下钻杆与回转机构分离；最后，松开后夹紧装置，取下下钻杆，完成1根钻杆的拆卸工作。

图1  卸杆器原理图

2.改进前的控制系统

卸杆器改进前的控制系统如图2所示。前、后夹紧缸的动作由双联手动换向阀控制，双联手动换向阀设有溢流阀，用于控制前、后夹紧缸的夹紧力，既能使夹钳卡牢钻杆，又可防止因液压系统压力过高、夹紧力过大造成钻杆被卡伤。液压锁在双联手动换向阀不做动作时，将前、后夹紧缸油路锁死，以保持卸杆动作时夹钳的夹紧力。

实际拆卸钻杆过程中，卸杆器液压系统存在容易发生误操作的弊端。当拆卸完1根钻杆时，若无意识碰触双联手动换向阀的前夹紧换向阀，夹钳就会松开钻杆。若此时潜孔钻机向上进行打孔作业，将造成所有钻杆掉落并砸伤回转机构，对钻机性能和操作者的安全造成危害；若此时潜孔钻机向下打孔作业，将造成冲击器、钎头及未卸完的钻杆掉入钻孔中不易取出，导致钻孔作废，不仅影响施工进度，还会带来经济损失。

图2   改进前的控制系统

3.卸杆器联合控制系统

为了消除卸杆器控制系统存在的弊端，我们对其进行了改进，即在原有液压系统中增设联控阀。联控阀由两位三通电磁换向阀和单向阀组成，由设置在操控台上的联控开关控制。改进后的卸杆器联合控制系统如图3所示。

图3   改进后的卸杆器联合控制系统

当需要前夹紧装置夹紧钻杆时，手动控制双联手动换向阀前夹紧阀处于左位，压力油经双联手动换向阀A2口、联控阀上位、单向阀、液压锁进入前夹紧缸无杆腔，前夹紧缸有杆腔液压油经液压锁、双联手动换向阀B2口回油，完成钻杆夹紧动作。

当需要前夹紧装置松开钻杆时，手动控制双联手动换向阀前夹紧阀处于右位，同时按住联控开关，使联控阀处于下位。此时压力油经双联手动换向阀B2口和液压锁，向前夹紧缸有杆腔供给压力油。前夹紧缸无杆腔液压油经液压锁、联控阀下位、双联手动换向阀A2口回油，完成钻杆松开动作。

该卸杆器联合控制系统即便误操作双联手动换向阀前夹紧阀，前夹紧缸无杆腔液压油在单向阀的作用下不能回油，前夹紧缸不能动作，钻杆依然被夹钳卡牢。只有双联手动换向阀和联控开关同时作用，才能完成钻杆松开动作，由此避免了无意识碰触双联手动换向阀前夹紧阀，造成夹钳松开钻杆引发的不良后果，提高了潜孔钻机安全性能和作业效率。

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