CS100D高气压环形潜孔钻机技术说明书.doc

CS100D高气压环形潜孔钻机技术说明书 湖南有色重型机器有限责任公司 1 CS100D环形潜孔钻机简介 1.1 CS100D环形潜孔钻机技术特点 CS100D型潜孔钻机系我厂最新开发的新型矿用钻机，该机结合我国地下矿山采矿的工艺特点，将液压集成技术和PLC程控技术有机地结合，使钻机功能模块清晰、性能先进可靠、人机关系和谐、操作环境优良。 CS100D环形潜孔钻机以三相异步电机为动力,采用全液压驱动的液压系统；通过轮胎式底盘行走系统移机、移位，变位系统调整钻孔角度和方位；钻杆回转采用低速大扭矩马达驱动，推进采用液压油缸推进，综合利用了国内外同类产品的优点，其主要结构、功能特点具体如下 1）具有完善的钻架变位、定位机构，可360全方位凿岩，作业灵活、范围广。 2）采用轮胎式底盘行走系统，牵引力大，爬坡能力强。 3）采用先进的液压集成技术，大大简化了液压管路结构，提高了液压系统的可靠性。 4）采用先进的接卸杆装置和自动防卡系统，确保钻机的高效作业。 5）钻机定位和凿岩操作均可在移动式操作台上完成，可实现远距离、多方位操作。 6）采用先进的PLC程控技术，有效地实现了钻机的智能化功能。 7）各钻机参数可根据岩石情况和钻进深度无级调整，调节和控制方便，大幅度提高了回转和推进等主要工作机构的驱动能力、平稳度和抗过载能力。 1.2 CS100D环形潜孔钻机的应用范围 CS100D环形潜孔钻机结构紧凑，离地间隙高，通过性能好，液压轮胎自行，移机转向灵活，钻孔时四个支撑油缸、一个主顶油缸和两个侧顶油缸支承可靠，钻臂采用大行程补偿机构，确保钻机在坑洼和凸台地面上能正常工作，钻臂可在垂直面内俯仰-10～70（如 图1），并能360回转（如图2），可钻任意角度、孔径为φ76～φ127m、深度为60m的各类孔，故特别适用于地下采场环形孔的穿凿。 图1 CS100D钻机钻臂俯仰角度示意图 图2 CS100D钻机钻臂360回转示意图 2 主要技术参数 序号 名称 参数 备注 1 钻孔参数 钻孔直径 mm φ76～φ127 钻孔深度 m 0～60 钻孔俯仰角度 -10～70 以垂直面为基准 钻杆直径 mm φ76、φ89 钻杆长度 m 1.5 钻臂回转角度 360 2 推进参数 推进行程 mm 1678 推进力 Kg 0～4000 连续可调 提升力Kg 0～4000 连续可调 最大推进速度 m/min 4.5 补偿行程 mm 500 3 行走参数 行走方式 轮胎式、液压自行 转弯半径 m 原地360 行走速度 Km/h 0～1.5 爬坡能力 25 4 工作气压 输出压力MPa 0.5～2.1 5 回转参数 高速档 回转速度 r/min 64 正转扭矩 N.m 2350 反转扭矩N.m 3700 低速档 回转速度r/min 32 正转扭矩N.m 1170 反转扭矩N.m 1850 6 整机参数 电机功率KW 22 控制方式 远程控制 外形尺寸mm 3850X1780X2550 拖架除外 最小离地间隙mm 300 整机重量Kg 4800 不带护顶4300Kg 3 主要结构组成及原理 3.1 主要结构组成 CS100D型环形潜孔钻机主要由九大系统组成行走系统、推进系统（包括推进器、回转头）、定位系统（包括大臂、补偿架）、动力系统、接卸杆系统、操纵系统、液压系统、风水系统、电气系统。具体结构如图3所示。 1-回转头总成 2-补偿架总成 3-推进器 4-卸杆捕尘装置 5-大臂总成 6-阀控中心 7- 底盘总成 图3 CS100D环形潜孔钻机工作机构 3.1.2 定位系统 CS100D环形潜孔钻机的定位系统主要用来支承和定位推进器，它主要由钻臂和补偿架组成。具体见图4。 俯仰臂5安装在大臂安装座4上，在俯仰油缸的作用下，俯仰臂5可在与垂直成-10～70的范围内运动。 补偿架6通过滑动副与推进器连接，在补偿油缸的作用下，使滑架与推进器之间产生相对滑动，其行程为500mm。 1-顶撑油缸 2-360回转机构 3-俯仰油缸 4-大臂安装座 5-俯仰臂 6-补偿架 图4 CS100D钻机定位机构 3.1.3 推进系统 CS100D环形潜孔钻机采用液压油缸推进，如图5。它主要由导轨、推进油缸他和上下侧顶油缸组成。推进器导轨采用轨面外包耐磨钢皮，保证导轨永不磨损。 1-上顶油缸 2-推进油缸 3-导轨 4-下顶油缸 图5 CS100D钻机推进器总成 3.1.4 回转系统 CS100D环形潜孔钻机回转系统主要由液压马达、主轴、主轴接头等组成。具体见图6。 1-液压马达 2-主轴 3-主轴接头 4- 底板 图6 CS100D钻机回转头总成 回转头通过推进油缸耳轴在推进油缸作用下，沿导轨滑行，并通过锲形滑块可调整滑架与导轨之间的间隙，使之在导轨上滑行平稳。 3.1.5 行走系统 1-支撑油缸 2-轮胎 3-底盘焊接架 4-液压马达 图7 CS100D钻机底盘总成 CS100D环形潜孔钻机行走系统是底盘焊接架、轮胎、液压马达和支撑油缸组成。具体请参见图7。 3.1.6 动力系统 CS100D环形潜孔钻机配备的动力源是三相异步电动机，其主要参数如下 型号Y180L-4 电压380V 功率22KW 转速1470r/min 3.1.7 接卸杆系统 CS100D环形潜孔钻机采用夹持式卸杆装置，它包括上卡杆装置1、下卡杆装置2，通过搓动油缸3实现它们之间的相对转动，从而实现接、卸钻杆杆的功能。具体见图8。 1-上卡杆装置 2-下卡杆装置 3-搓动油缸 4-捕尘装置 图8 CS100D钻机接卸杆装置 3.1.8 液压系统 CS100D环形潜孔钻机液压系统主要由三大部分组成动力源、阀控中心及执行机构。 1）动力源一组双联泵（两个变量泵A10V28） 2）阀控中心由两个高度集成的阀块组成,上面集成了17个三位四通电磁换向阀、2个比例先导阀、2个比例换向阀和1个二位四通换向阀，通过三位四通换向阀完成钻机行走、大臂俯仰、推进器360回转、推进、补偿上卡杆、下卡杆、下卡杆、搓动、回转头回转、支撑油缸的升降等动作。通过二位四通阀完成回转头回转的换档。通过比例阀，经PLC赋值，自动调节其开度，从而控制流量。具体见图10。 1-P1比例阀 2-搓动阀 3-上卡杆阀 4-下卡杆阀 5-右顶撑阀 6-主顶撑阀 7-360回转阀 8-推进阀 9-右行走阀 10-Q1比例阀 11-回转加速阀 12- P2比例阀 13-支腿1、2阀 14-支腿3阀 15-支腿4阀 16-左顶撑阀 17-补偿阀 18-大臂俯仰阀 19- 回转阀 20-左行走阀 21- Q2比例阀 图10 CS100D钻机阀控中心 3执行机构钻机的行走、360回转、回转头回转和分别由各自的液压马达驱动，除此之外，钻机的其它所有动作均通过各自的液压油缸进行推动。 3.1.9 风水系统 CS100D环形潜孔潜孔钻机内水系统分为水系统、气系统、润滑系统具体原理参见图11。 图11 CS100D钻机风水系统原理图 CS100D环形潜孔钻机在正常凿岩作业时，需要给冲击器提供水、气、润滑油，压气是为冲击器提供冲击动力，水主要用来除尘，润滑油是用来润滑活塞和内缸配合面。水和润滑油被注入压气中随压气一起进入冲击器。 1）供气系统空压机所提供的气体经球阀,由一个二位二通电磁阀控制。 2）供水系统采用水泵注入式结构，水泵由电机带动，通过溢流阀、换向电磁阀、节流阀进入供气系统。电磁阀控制水泵的启动和停止，溢流阀控制水泵的输出水压，节流阀控制水泵的输出流量。 3）润滑系统采用加压油箱将润滑油压入压气中，该功能是依靠注油器完成，油量可调。 3.1.10 电气系统 CS100D潜孔钻机的电气系统由控制箱、电机拖动、电磁阀组、远控盒、传感器、照明灯等部分所组成。 1）控制箱 控制箱部分由交流和直流两部分组成。 交流部分由总电源开关、液压泵电机控制开关、除尘水泵电机控制开关、相序保护继电器、照明供电降压变压器、控制回路开关及熔断器等组成。 交流部分担负整个系统的电源供给。外部供电电源为3相380V交流电源，通过控制箱下部的电源插座输入电源。控制箱右边箱门上安装有交流电压表、交流电流表、液压泵工作控制按钮开关、系统工作状态信号指示灯。油路告警灯视机型和需要定。 直流部分由可编程控制器EPEC2024与FXIN-60MR组成。其担负着整个系统的控制运行。在控制箱左边箱门上装有角度显示屏、定位操作旋纽开关、工况选择开关。在箱的下部有2个输出插座，分别接入19芯远控钻进控制盒和7芯行走控制盒。 本系统的控制电源和电磁阀的工作电压为DC24V。由装在控制箱内的3相AC/DC直流电源变换器提供稳定的工作电源。 2电机拖动 系统共有2个电机；液压油泵电机、除尘水泵电机。 3电磁阀组 4远控盒 系统共有2个远控盒；钻进远控盒和行走远控盒, 实现距离控制功能。 5传感器、照明灯 传感器装于钻机的臂架上，通过与角度显示屏的配合，用于监测钻机作业的钻孔角度。照明灯用于在黑暗处的作业辅助照明。 11