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简介

铁岭水井钻机*，杆钻机是以高压液压油为动力、以多级液压缸为支腿并实现推进、回转式、便携锚杆钻机。该机型主体部分采用模块化结构，具有结构紧凑，使用可靠，操作简单，维修方便等特点。钻机输出转矩大，钻孔效率高，移动方便。配以相应的工具可进行钻孔、搅拌、安装锚杆、锚索等作业，是煤矿进行巷道支护的理想机具。  该机型适用于在煤矿岩巷、煤巷、半煤巷等巷道掘进中，对顶板进行锚杆、锚索支护作业时使用。钻机需与配套泵站联合使用，配套泵站为钻机提供动力源。该泵站为双机泵站，是为了提高锚杆支护效率而开发的新型的钻打锚杆孔的液压动力设备，它能带动两台液压锚杆钻机同时或单独工作，工作灵活方便。在条件具备的情况下，允许钻机在其他作业机械的液压系统上并联使用，但该系统需满足配套泵站的基本性能参数的要求。

钻机的工作原理          

铁岭水井钻机*，本机以液压为动力，其液压原理图机泵站是本机的动力源。泵站由一台防爆电机驱动一台齿轮泵将油箱中的液压油变为压力油输出给钻机。泵站输出的液体压力通过溢流阀调定，并由压力表显示。          

，双机泵站的油泵为双联齿轮泵，故能带动两台钻机工作。两台钻机既能同时工作， 又能单独工作。当油泵供一台钻机工作时，油泵另一出口的高压油通过油泵出口处的三通高压截止阀的操作使泵出的油直接回到油箱，不会有功率损耗。           

泵站输出的压力油通过控制阀、调压阀输送给液压马达和油缸，从而驱动液压马 达旋转和油缸伸缩，从而带动钻杆旋转钻进和退出。控制阀总成中有两个阀，一个用来控制马达，另一个用来控制油缸，其控制动作由手动完成。调压阀限定油缸推力并可根据实际需要进行调整，以使其推进力与钻进速度相适应。         

组成液压系统的各主要零部件见原理图的明细表。  

钻机的主要结构          

全套钻机由钻机和配套泵站两大部分构成。现对其构造及作用分述如下：  

主油路系统

调速方式和液压泵的选择

液压系统的调速方式有无级调速和有级调速两大类。无级调速具有调速范围大，能适应不同钻进工艺的要求，但是，变量控制回路和液压泵驱动机构较复杂。KP3500型全液压钻机采用4台A7V160LV1R恒功率变量泵和2台2QJM62-6.3B低速大扭矩液压马达组成恒功率调速系统，把有级变速和无级变速结合起来，拓宽了调速范围，而且在调速时不需要节流和溢流，能量利用比较合理，效率高而发热少。

由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，要求钻机能随负载的变化自动调节转速和转矩，而恒功率变量系统能适应负载工况的要求，即随负载的增加，系统能够自动降低转速，增大转矩。并能zui大限度地利用源动机的功率，达到的钻进效果。A7V160LV1R恒功率变量泵的工作特点正在于它的排量能随负载压力的变化自动调节，以保证输入功率接近恒定值。若不计效率，则马达输出的功率N基本上等于泵输入的功率，亦为恒值，由马达的功率公式N＝Mn／974可知，N恒定时，M与n呈双曲线关系，即在恒功率变量泵的控制下，随着负载的变化，马达输出的转矩M与转速n之间按双曲线关系自动调节，可满足工况要求马达的选择

工程机械多数要求转速低而转矩大，所以低速大扭矩液压马达的应用成为发展趋势，它与高速小扭矩马达加减速器的方式相比，优点在于减少了机械传动件，结构简单，

目前，低速大扭矩液压马达的主要形式有多作用径向柱(球)塞式，双斜盘轴向柱塞式和摆线转子式等。凡是转速范围要求宽，径向尺寸小，轴向不受限制的场合，用双斜盘轴向柱塞式马达；当传递转矩大，低速稳定性要求高，采用内曲线多作用径向柱(球)塞马达。

低速大扭矩马达采用钢球代替了一般内曲线液压马达所用的滚轮和横梁，因而结构简单，工作可靠，体积和重量显著减小，耐冲击，调速范围宽，改变进入液压马达的流量即可改变转速，实现无级变速的目的；马达同时又具有两级变量，而有级变量是通过改变配流轴中变速阀阀芯位置来实现的，因而兼顾有级调速和无级调速的优点，具有更大的适应性起重进给方式的选择

由于型全液压钻机设计钻孔直径3.5 m，孔深120　m，整个钻具重量达数十吨，如果利用钢丝绳-滑轮倍增机构，游动滑车组结构复杂，单绳起重量大，还要增设卷场，刹车等附加装置；而深孔转盘钻机钻进时主要是在减压工况下工作，其钻压和进给速度的调节要人工通过升降机制动器和钢绳滑车系统来实现，人工调节精度低，同时容易引起精神上和体力上的疲劳，增强工人劳动强度。因此，利用液压缸代替卷扬机升降钻具，升降系统和进给系统合一，不仅起重量大，速度快，升降平稳，还可以在必要时进行加压钻进。

进给系统是钻机的重要组成部分，直接影响钻进效率、质量和钻机的功率消耗。进给回路一般有节流进给，压力平衡进给和调压进给3种方式。调压进给回路能够调节钻头的压力，但在减压钻进时，系统损失较大，且不能控制进给速度；压力平衡进给回路的背压造成系统压力损失和发热；节流调速进给回路可控制进给速度快慢，回油背压的存在可使进给速度更加稳定，使钻速对钻压的波动的影响较小，从而减少了对钻头切削刃上的动载作用，延长钻头寿命。KP3500钻机采用回油路节流调速进给系统，为了减少功率损失和油液发热，可使系统依靠钻具及配重的重量无泵减压钻进。

钻机 

钻机主要由液压马达 、机头总成、控制阀总成、调压阀总成、操纵臂总成、油缸总成、进油接头总成、回油接头总成等主要部分及其它一些零部件构成。其构造简图如附图2所示，各零部件见图后的零部件明细表。 

钻机通过压力油驱动液压马达，使机头主轴旋转从而带动钻杆旋转。操纵臂左手把上的扳手用来控制马达的转、停及控制转速，钻机的升降运动通过压力油驱动液压缸完成。操纵臂的右手把用来控制钻机的升、降、停及调速。 

组成钻机的各部件的构造及作用由以下分述。 

① 液压马达和机头总成 

液压马达和机头总成的作用是为钻机提供扭矩动力,同时通过它传递油缸的推进力。液压马达专为锚杆钻机设计制造，重量轻，安装方便。机头总成的结构见附图3及其后的明细表。

② 控制阀总成 

控制阀总成的构造及组成零件见附图4及其后的明细表。控制阀内部有二个阀：马达阀、油缸阀。 

马达阀：

马达阀用来控制马达。马达阀有二种工作状态：即马达转、停。当马达阀芯处于zui下方位置时，也就是在自然状态时，马达不转，从而增大了操作的安全性。当马达阀芯升高到某一位置时，马达开始旋转，升得越高，转速越快，至zui高位置时马达全速旋转。马达阀芯的位置通过操纵臂左手把上的扳手操纵控制。  油缸阀：油缸阀用来控制油缸。它有三种工作状态，即升、降、停。当阀芯处于zui下方位置时，为降缸状态，此时活塞杆缩回；当阀芯处于上方位置时，为升缸状态，此时活塞杆伸出；当阀芯处于中位时，油缸下腔油液被封死，此时活塞杆可以停在任意高度上不动，同时整个液压系统卸荷。油缸阀芯的位置通过转动操纵臂的右手把来操纵控制。

③ 调压阀总成  调压阀的构造及零件见附图5及其后的明细表。  调压阀的作用是通过它调整在升缸状态下油缸下腔的压力，从而实现对钻机推力大小的调整。调整阀柱的轴向位置可以改变调压阀的调定压力，顺时针旋转压力升高，推力增大；逆时针旋转压力降低，推力减小。使用时，调压阀压力调定后，应将锁母锁死。 

④ 操纵臂总成   操纵臂总成的构造及零件见附图6及其后的明细表。 

操纵臂是钻机的操纵控制机构。通过它可以实现马达停、转以及油缸的升、降、停等动作。 

左手把上的扳手控制马达阀芯。在自然状态下，马达阀芯在弹簧的作用下，处于zui下方位置,同时通过顶杆，推动扳手使扳手张开的角度zui大，此时马达不转。  按下扳手到一定角度，马达开始旋转，按下角度越大，转速越快，扳手按到底时，马达达到全速运转。松开扳手，扳手自动复位，马达停转。 

右手把控制油缸阀芯。顺时针（面对右手把外侧端面看）转动右手把到底，油缸阀处于降缸状态，活塞杆缩回；逆时针转动右手把,至一定角度，油缸阀开始进入升缸状态，活塞杆伸出，手把转角越大，活塞杆伸出速度越快，转动到底时，升缸速度达到zui大。右手把处于中位一定角度范围之内时，系统卸荷，此时油缸可以停止在任一高度位置上。为了减少系统发热，钻机不工作时，右手手把应转至中位，使系统卸荷。  在操纵臂的连接臂上，装有水阀开关。钻机不用时，开关手柄处于关的位置，此时水路被截死。转动手柄，即开始供水，手柄转过900 时，开关全部打开，供水量zui大。停水时，需将手柄转回关的位置。

⑤ 进油接头总成  进油接头总成的构造及零件见附图7及其后的明细表。 

⑥ 回油接头总成  回油接头总成的构造及零件见附图8及其后的明细表。 

⑦ 油缸总成  油缸总成的构造及零部件见附图

4.2.2.配套双机泵站  配套双机泵站的构造及零部件见附图10及其后的明细表。 

双机泵站主要由电机、双联齿轮泵、油箱、溢流阀、压力表、液位计、空气滤清器、滤油器、管路及其附件等组成。双机泵站是钻机的动力源。双机泵站电机通过联接装置带动油泵运转，将油箱中的液压油通过滤油器吸入并转变成压力油，输入给钻机。钻机回油则通过回油管流回油箱，完成液压循环。溢流阀限定出口压力，以保证油泵及液压系统的安全，同时使多余的油液流回油箱。压力表显示出口压力，液位计显示油箱内液面高度和油温，油箱内的液压油由空气滤清器加入和补充，以防止杂物进入，保证油质。

5  安装与调试  钻机与双机泵站在正式使用之前，须按下列程序进行安装调试，一切正常方可投入使用。 

（1） 泵站采用N68或N46抗磨液压油，油箱中的储油量不得低于液位计高度的三分之二。在采用以上两种液压油后，工作油温以不超过65℃为宜，zui高油温不超过75℃

为防止因使用矿物油引起火灾，严禁液压系统在渗漏状态下工作；对泄漏在井下工作场所的矿物油，应及时清理或掩埋。本机与辅助液压泵站采用矿物油介质，不应在采空区等场所使用。  泵站液压油的适用寿命zui长3000小时，到时应更换液压油，并清洗滤油器及油箱，如果滤油器发生变形或滤网破裂，则必须更换。压力表必须始终保持完好，如果指针弯曲或读数不准，应及时更换。 

（2） 泵站上仪表的压力出厂时已经调定，工作时不得擅自调节调压阀，调定压力数值参见基本性能参数表。如确需调节，应按如下方式进行：  把油管从泵的出油口拆下，用相应的堵头堵好，先将调压阀的锁紧螺母松开，并把调压杆逆时针旋到zui大（此时压力zui小），接通泵站电源，顺时针转动调压阀阀芯，调至说明书规定的压力数值。  

（3） 将进油管和回油管分别与双机泵站和钻机对接，装好U形卡。对接前注意接头应清洁。接好电机电源线，点动电机。观察电机旋向是否与标示旋向*，如果旋转方向相反，则应重新调整电机接线方式。此时泵站上压力表的压力不应大于2MPa，油箱油温在20℃以上，如果此时油温太低会使钻机的各执行元件运动不灵活，应将泵站空载运转一段时间，直到油温符合要求，钻机空载运转正常为止。  当只需一台钻机工作时，可把与双联齿轮泵远离电机的相联钻机拆下（拆下钻机之前，应将高压截止阀手柄扳倒回油位置），油管拆下后用堵头把接头堵好，即可实现单台钻机的作业。如果需要两台钻机工作，把两台钻机的油管接好，将高压截止阀手柄扳倒通油位置，即可同时使两台钻机工作。在进行以上操作时，为了操作者的安全，应先把泵站电源关掉，再进行操作。 

（4） 直立钻机，在钻机处于zui小高度的情况下，左手把处于自然状态，右手把处于中位，使系统处于卸荷状态下，重新启动双机泵站。然后按下左手把扳手使马达转动，同时操纵右手柄使油缸全行程升降三次，排气，观察有无异常现象。确认正常，安装调试完毕。

6  使用与操作方法  将钻机移至工作位置，将油泵的保护罩安装并卡好，做到泵站上不得站人。直立钻机，将钻杆装上密封圈后，装入转钎套中。操作者双手握住操纵臂手把，将左手把扳手处于自然位置，然后逆时针转动右手把，使油缸缓慢升起，至钻孔高度前再下按左手把扳手使马达转动，打开冲洗水开关，进行正常钻孔。  钻孔结束时，马达先不停转，操纵右手把缩回油缸，待钻杆退出钻孔后，停止马达，继续降缸，降到底后，将右手把转至中位。在钻孔和回缸过程中，如果需要，可随时将右手把置于中位，这时油缸将在任一需要的高度停住。 

需要结束工作时，应将钻机降至zui小高度，然后关闭泵站。  实际钻孔作业中，可以根据岩石的硬度适时调节调压阀以改变油缸推力的大小，在钻杆不致顶弯的情况下，推力越大，钻进速度越快。调压阀调好后应锁死。

7 钻机的维护和保养

7.1. 日常维护和检查

7.1.1.  每次工作完毕，应清净钻机上的岩尘，将钻机缩至zui小高度，妥善摆放，防 止撞击损坏。 

7.1.2. 检查所有连接螺钉，防止松动。

7.1.3. 检查各液压件接口有无漏油、漏水。 

7.1.4. 经常检查油箱中的油液，如发现油液变质或污染，应及时换油或过滤。

7.1.5. 应经常检查双机泵站的压力表、温度计是否失效。 

7.2. 检修 

7.2.1. 钻机使用一定时间后应进行检修，检修应在清洁的环境中进行，防止机件内部污染。 

7.2.2. 检修周期视使用情况而定。一般情况，使用600小时后应进行一次全面检修。  7.3. 安标控制件的管理  下表所列零部件为本产品安全标志控制件。产品出厂时一律采用具有安标准用证产品。用户检修时，如需更换必须按要求采用具有安标准用证的配件，不得随意更换

使用注意事项及安全警示 

８.1. 本机以液压为动力，使用时，短时停机应将右手把转至中位，使系统卸荷，

防止

回转机构自动，尤其应严防液压支腿自动伸展而造员伤亡事故。较长时

间停机，应关闭泵站。再次启动泵站时应在系统卸荷状态下（右手把处于中位）

启动电机，以防电机起动电流过大。 

８.2. 本机连接的液压软管应符合煤炭行业标准的规定。

应使用具有矿用产品安全标志

准用证的液压软管。液压软管与本机的连接应牢固、可靠，严防接头突然松脱或

软管突然爆裂造员伤亡事故。 

８.3. 钻机的噪声声压级可能超过90dB(A)，应重视噪声对人体的危害。为符合《煤矿安全规程》中噪声防护的规定，使用液压锚杆钻机时，应严格控制工作面内液压

锚杆钻机的同时工作台数与开机作业时间。 

８.4. 本机以钻进顶板锚杆孔与安装顶板锚杆为主。工作时要随时注意观测顶板状况，防止顶板突然局部冒落或碎石下落等砸伤操作人员。

８.5. 本机回转转矩较大，反力矩需要由人力承担。操作人员在工作中应精力集中，

防 止因钻机转矩突然增大时发生操作手柄“甩人”、

“击人”等意外人身事故。本机钻孔过程中，严禁手扶钻杆，并应时刻防止钻杆卷伤手臂等意外事故。

８.6. 使用本机钻进顶板孔时，要注意推进力适当。严禁使钻杆在弯曲状态下工作，

防止钻杆突然断裂或更换钻杆操作不当造成钻杆下落而砸伤操作人员。  ８.7. 本机配套泵站的隔爆型电机应符合煤炭行业标准的规定，

并有矿用产品安全标志准用证等证明文件，不得随意更换、使用其他企业的配套件。  ８.8. 操作本机时应缓慢、关闭、调整液压支腿的阀门，严禁突然起落支腿，

防止支腿突然上升时刮伤操作人员，突然下落时砸伤或夹伤操作人员。  ８.9. 本机液压系统工作压力高达14MPa，为防止意外伤人事故，拆装任何液压件时，均应在油泵停机并使液压件卸压后进行。如果工作需要必须调高压力时，zui大压力不得超过额定工作压力的1.1倍，且在此压力下连续工作时间不超过5分钟，调好后用锁紧螺母锁紧，将堵头拆下，把管子接好，检查无误后即可进行工作。

８.10. 在两人以上操作或移动本机时，要注意互相协调，严防操作不当造员伤害。

８.11. 湿式排粉用水压系统的工作压力不得超过1.2Mpa . 

８.12. 泵站应远离放炮位置，如确需离放炮位置较近，

液压钻机的井下安装顺序

 (1)钻机运到地点后，将各组件按部件进行组装，然后分别将泵站、操作台摆放在既利于安全操作和监视各部工作，又便于搬运的位置；

 (2)泵站油箱内加46#抗磨液压油，电动机接线，接冷却水管和洗孔水管；根据液压系统接通所有胶管，胶管应有标记，以免接错位置，连接前必须检查快换接头，要求清洁无渣屑，并且动作灵活；

 (3)根据钻孔的位置、方位角，调整主机的位置和方位，并用立柱锚固主机，将操作台上推进用油管接在机架底座平衡阀组对应接头上。操作多路阀正常进退手把调整机

(4)所有接头必须擦干净后方可按照液压系统图进行连接。电动机接线时，注意电压等级变化。检查各部件装配的完整性和可靠性。安装各连接螺栓时，螺栓上应涂抹少量黄油，各连接螺栓应拧紧，泵站电机尾部应置于进风侧；安装作业完成后接通电源，空车试2min。试车时，动力头正反转压力不小于4Mpa，推进油缸反复运动压力不小于2Mpa，总回油压力不小于0.4Mpa，各油管不得有泄漏现象；卡瓦和夹持器卡瓦伸缩平直、钻杆上的夹痕均匀；钻机各部运转平稳，没有异常声响和异常现象，否则应停机检查。安装潜孔钻机应注意什么？安装潜孔钻机前，应该掌握勘探资料，并且确认地质条件符合该机的要求，地下没有埋设物，作业范围内无障碍物，施工现场和架空输电线路之间的安全距离符合要求。

潜孔钻机的安装场地应该平整、夯实，能够承载该机的工作压力；当地基不良的时侯，潜孔钻机下应该加铺钢板防护，安装潜孔钻机的时侯，应该在专业技术人员指挥下进行。安装人员必须要经过培训，熟悉安装工艺及指挥信号，并且有保证安全的技术措施。

与潜孔钻机相匹配的起重机，应该根据成桩的时侯所需的高度和起重量进行选择。

引入机组的照明电源，应该安装低压变压器，电压不应超过36V。不应采用（液、气）动绞车和起重机等起重设备吊人上下。起重设备不应超载荷工作。液压钻机操作成本低，施工效率高，常用于工程勘探、凿岩等作业中。

要安全操作液压钻机须遵守以下规程：

1. 钻孔工作地点应保持清洁。

2. 钻机的安装及拆卸时，要保证正确和完整无缺。

3. 钻机的桅杆升降时，操作人员应站在安全的位置上进行。

4. 开动电动机时，应打开钻机所有的磨擦离合器。

5. 当液压钻机安钻机工作时，严禁去掉防护罩。

6. 工作开始前，应该检查制动装置的可靠性，以及磨擦离合器和起动装置的工作性能。

7. 电动机未停止前，禁止检查钻机。

8. 钻机工作时，严禁紧固钻机任何零件。

9. 当钻机运转时，严禁加油。桅杆上部滑轮加油应在钻机停止时进行。

10. 电动机未停止前，不允许在桅杆上工作。

11. 无论什么情况下，当桅杆上段有人工作时，桅杆下不许停留其它人员。

12. 遇有恶劣气候时（暴雨、大雪、结冰或五级以上大风），不许在桅杆上工作。同时，也不允许利用人工照明在桅杆上工作。

13.钻具升降时，严格禁止用手摸钢丝绳。

14.在清洗抽筒时，应利用坚固可靠的钢丝绳结成环，套在抽筒下端，将其倒翻。

15.在照明停止的情况下（夜间时），钻孔工作应该停止。这时钻具仍在井内时，就应该小心地把钻具从井内取出来。

在日常使用中应注重对液压钻机的维护和保养，避免因机械故障而造成安全事故。 液压钻机用于矿洞或露天等地点进行打孔作业，其钻杆的旋转、推进、起拔以及钻杆倾角的调整、固定等均由液压传动来实现。下面我们一起来了解一下液压钻机的设计要求：

1)根据钻机工况要求，拟定液压系统方案；

2)根据给定的技术参数，对液压系统进行计算，并对液压元件进行选型；

3)编写设计计算说明书(格式见附录)，并绘制液压系统原理图。 我们是专业的液压钻机厂家，