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重庆煤科院钻机-ZYWL-6000型煤矿用履带式全液压钻机

2021-07-20 13:31:51      点击:
1  用途及适用范围

ZYWL-6000型煤矿用履带式全液压钻机主要用于煤矿井下钻进瓦斯抽(排)放孔、注浆防灭火孔、煤层注水孔、防突卸压孔、地质勘探孔及其它工程孔。适用于岩石坚固性系数f10的各种煤层、岩层。钻机可独立行走,原地转弯,要求巷道或钻场断面大于10.5m2,高度大于3m,宽度大于3.5m。


2  主要结构和工作原理
2.1钻机整体结构如图1所示,液压系统见附图,主要由油箱、操作台、动力头、机架、夹持器、电机组件、冷却器、履带车、多路阀组件和钻具等部分组成。

1-夹持器  2-动力头  3-机架  4-油箱  5-冷却器  6-操作台  7-履带车

8-电机组件  9-多路阀组件


图1 钻机整体结构图
2.2油箱组件(6000ZYWL01(ZQDX1))
油箱组件(图2)主要由箱体、空滤器、回油滤油器、吸油滤油器和冷却器等部件等组成。油箱内装46#抗磨液压油至油位计上标位。液压系统所需液压油从吸油过滤器至泵、多路阀和各执行元件,经冷却器进行冷却和回油过滤器过滤,流回油箱。为避免在井下加油时脏物进入油箱,须通过空气滤清器加油。

1-吸油滤油器  2-空气滤清器 3回油滤油器  4-液位计  5-冷却器  6-油箱体


图2 油箱组件
2.3操作台(4000ZYWL02(ZQ))
操作台将泵站提供的压力油通过多路换向阀组分配到各液压执行元件,实现钻机的各种功能。主要由操作台架、钻机多路换向阀、行走多路换向阀组、锚固多路换向阀、节流阀、手动换向阀、压力表、胶管等组成。手柄操作台安装五个先导手柄控制多路阀组件,分别控制动力头的正、反转,进给油缸的正常进退和快速进退,液压卡盘的夹紧或松开,夹持器的夹紧或松开等动作(图3);行走多路换向阀主要控制钻机的行走;锚固多路阀主要控制锚固油缸的动作和机架的角度调整。钻机工作时,可通过调节节流阀(微调)的手柄,改变进给油缸的流量,从而调节钻机给进速度。


1-手柄操作台  2-行走多路阀  3-锚固多路阀  4-换向阀


图3 操作台
2.4 动力头(6000ZYWL03S(DX1))
动力头(图4)主要由液压马达、变速箱、卡盘等组成。动力头是将液压能转换成机械能的机构。压力油驱动液压马达旋转,经变速箱变速后带动主轴和钻具旋转,输出转速和转矩。变速箱为两级齿轮传动机构。变速时,顺时针或逆时针旋转马达手轮,钻机转速逐渐增大或转速逐渐减小。顺时针或逆时针旋转变量泵手轮,钻机转速逐渐减小或逐渐增大(注:转速调整时,钻机必须停止旋转和推进)。卡盘可直接夹紧钻杆或前置水辫。


1-马达  2-过滤器  3-卡盘  4-减速箱


图4 动力头
2.5机架组件(6000ZYWL04(SZQ))
机架组件(图5)用来调整开孔高度和实现动力头的前进与后退。主要由机架、过渡盘、转盘、抱箍组件和立柱等组成。机架组件工作时通过提升油缸实现1100-1600mm范围水平开孔,通过转盘实现360°的全方位钻孔。机架由机架体、推进油缸、拖板等组成。动力头用销轴固定在拖板上,在推进油缸的作用下,带动拖板及动力头沿着上机架的导轨做往复运动。


1-前后锚固油缸  2-立柱  3-拖板  4-推进油缸  5-上锚固油缸  6-转盘

图5  机架


2.6 夹持器(6000ZYW05)
     夹持器(图6)主要由壳体、前后端盖、胶套、卡瓦、弹簧、液控单向阀等组成,结构与工作原理同卡盘类似,高油压进入夹持器壳体后压缩胶套夹紧卡瓦,弹簧回弹带动卡瓦松开,夹持器安装机架的最前端,其作用是夹紧钻杆,防止钻杆从钻孔中滑出,并与卡盘配合,旋紧或松脱钻杆间的连接螺纹。


1-拉杆  2-卡瓦座  3-弹簧  4-卡瓦  5-缸筒  6-底座 
图6  夹持器
2.7 电机组件(6000ZYWL06(SZQ))
电机组件(图7)主要由电动机、柱塞泵、连接罩、左半联轴节、右半联轴节、大泵进出油组件、小泵进出油组件等部件组成。电机组件的功能是通过电动机驱动柱塞泵转动,将电能转换成液压能(压力油),电动机通过弹性柱销联轴器带动柱塞泵工作,柱塞泵从油箱吸油并输出压力油。大泵输出的压力油至钻机多路阀,小泵输出的压力油至手动换向阀。




1-大泵  2-小泵  3-分动箱   4-电机


图7 电机组件
2.8履带车(6000ZYWL08(SZQ))
    履带车由履带车平台、履带总成等组成。履带式钻机的油箱、操作台、动力头、机架、夹持器、电机组件、冷却器、油缸安装座等部件安装在履带底车平台上,操作行走多路阀手柄,履带车在马达的驱动下可前进、后退、转弯等。
2.9钻具
钻具包括钻杆、钻头和后置水辫,后置水辫见图13。
钻杆可以根据现场情况,选配光钻杆或螺旋钻杆。光钻杆直径φ73mm/φ89mm,长度为800mm或1500mm,钻杆之间连接采用梯形锥螺纹连接。螺旋钻杆直径63/100mm、长度1500mm,钻杆之间采用六方连接,然后再用高强度螺栓连接,具有强度高、拆装容易,对中性好等优点。
钻头为复合片PDC中心钻头,或螺旋钻杆专用合金(或复合片)钻头,具有强度高,寿命长的特点。
水辫有前置水辫和后置水辫两种规格(根据钻杆规格选配),用于光钻杆钻孔时向钻杆传递动力和通水(或压风),起到排渣和冷却、润滑钻头的作用。
3  钻机型号及主要技术参数

3.2 主要技术参数
    钻孔深度(m)                       600(视具体地质情况而定)
    开孔直径(mm)                      113、133、153
    终孔直径(mm)                      113 、133
    钻杆直径(mm)                      73、89螺旋63/100
钻孔倾角( )                      -180º~+180º
    输出转速(r/min)                   50~210
    输出转矩(N.m)                     6000~1500
    最大给进力(kN)                    170
    最大起拔力(kN)                    220
    正常给进速度(m/min)               0~1.5
    给进行程(mm)                      850
   外型尺寸 (mm)                   3650×1200(2400)×1755 (长×宽×高)
   整机重量(kg)                    约7200(不包括钻杆)
泵站:
小泵出油调定工作压力(MPa)        28
大泵出油调定工作压力(MPa)        28
工作介质:                         46#抗磨液压油
油箱有效容积(L)                 340
操纵台:
旋转压力(反转)(MPa)            28
旋转压力(正转)(MPa)            27
多路阀小泵进油口压力(MPa)        21
推进压力(MPa)                    20
卡盘压力(MPa)                    21
行走压力(MPa)                    24
锚固压力(MPa)                    24
履带车:
行走速度(m/min)                    18
爬坡能力(°)                     20
电动机: 
型号                            YBK2-280S-4
额定功率(kW)                  75(660/1140V)
额定转速(r/min)               1480
油泵:
柱塞泵型号                      A2F125R2P3 + A2F23
柱塞调定压力(MPa)             28/28

柱塞泵排量(mL/r)              125/23

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