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        履帶立軸式塔機一體巖心鉆機的設(shè)計特點

        2012-10-08 05:23:02馬增福
        地質(zhì)裝備 2012年5期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計

        馬增福

        (連云港黃海機械股份有限公司,江蘇 連云港222062)

        1 設(shè)計背景

        近年來我國礦業(yè)迅速復(fù)蘇,地質(zhì)巖心鉆探快速增長,礦產(chǎn)勘查投入持續(xù)增加。但地質(zhì)鉆探設(shè)備,立軸式巖心鉆機仍為勘探市場的絕對主力軍。XY-4、XY-42、XY-44和 XY-5型鉆機基本上覆蓋了淺、中層勘探。立軸式巖心鉆機,多數(shù)施工單位配置四角塔或A型塔。塔的裝、拆和搬運均需一定的人力、物力及搬遷設(shè)備,相對施工輔助成本較高。要降低施工過程中拆裝、搬遷的費用,降低勘探成本,就需設(shè)計出靈活方便、省力省物的鉆探設(shè)備。這也一直是施工單位的呼聲。

        2 現(xiàn)狀

        由于市場的需要,這幾年來,我們先后開發(fā)出XY-4T、XY-42T、XY-44T、XY-5T 型 塔 機一 體 鉆機。該類型的塔機一體鉆機,在施工現(xiàn)場組裝后,塔與鉆機連為一體,其塔的外觀為四棱桅桿式組裝結(jié)構(gòu),與四角塔和A型塔相比,整體結(jié)構(gòu)簡潔,單件重量輕,拆遷安裝較方便,并能做到垂直鉆孔和傾斜鉆孔。鉆斜孔時鉆塔可隨主機回轉(zhuǎn)器調(diào)整角度。相對于配四角塔和A型塔,有較易搬遷的優(yōu)勢。但是,移動孔位時,缺點比較明顯,必須把鉆塔與主機拆解分離。鉆塔分解成四個以上部分,借助起重設(shè)備和搬遷設(shè)備,達到移孔位的目的。到了新的施工工地,需重新組裝。這樣一拆、一移、一裝,需要投入一定的人力、物力和設(shè)備,增加施工成本。為此,我們研制出了單缸雙用途、單成本雙功效的履帶立軸式塔機一體巖心鉆機,其特點是簡單方便省勞力。

        3 履帶立軸式塔機一體巖心鉆機的特點

        履帶立軸式塔機一體巖心鉆機保留了原XY-4T、XY-42T、XY-44T、XY-5T型塔機一體鉆機的優(yōu)點,并在設(shè)計上有了新突破。

        該機是由立軸式巖心鉆機、四棱桅桿式鉆塔、履帶及機架體,四大模塊組成的履帶立軸式塔機一體巖心鉆機。由于該機采用了模塊化組合設(shè)計,整機由主機、翻轉(zhuǎn)塔、履帶和機架體,組成了自行行走的塔機一體鉆機。鉆機模塊組間的組合用螺栓連接,這樣方便解體、方便組套,單模塊組相對重量輕,山區(qū)搬遷、直升飛機空吊也方便。油路用快換接頭連接,拆裝快捷方便。

        該機的動力采用柴油機,一個動力,兩個分支,機械傳動分支和液壓傳動分支。機械傳動分支為變速回轉(zhuǎn)器鉆進,主卷揚提升。液壓傳動分支為鉆塔起、落,斜孔鉆進調(diào)角度,四支腿伸縮,副卷揚傳動,加壓鉆進,減壓鉆進,液壓加持,主機移車,履帶行走。移孔位很方便,不用拆解,整機可自行行走。達到四便:便于拆遷,便于搬遷,便于移孔,便于運輸,徹底解脫了施工單位由于移孔位所帶來的一系列沉重負擔。

        實現(xiàn)這一目的的核心是做到了液壓單缸的雙用途,一個液壓缸,既做到了塔的前后翻轉(zhuǎn)(起、落塔),又做到了側(cè)調(diào)塔的角度,實現(xiàn)了打斜孔的功能。同一液壓缸,做到單缸雙作用,單成本雙功效。

        第一個用途,塔體由液壓單缸前后翻轉(zhuǎn)起、落塔。完成起塔后,拆掉此液壓缸的底耳銷,以缸頂耳座的轉(zhuǎn)銷為旋轉(zhuǎn)中心,順時針轉(zhuǎn)動缸體90°,裝于另一底鉸座上。實踐驗證,操作輕便,見圖1。

        第二個用途,油缸調(diào)整鉆塔的角度(此時,副支撐也隨動),實現(xiàn)傾斜鉆孔和垂直鉆孔的施工。當需要移動孔位時,按第一作用,塔落至水平位置,由于帶有履帶自行行走機構(gòu),移孔十分方便,見圖2。

        圖1 單缸起落塔水平移孔

        4 設(shè)計要點

        在設(shè)計中,需要掌握兩個設(shè)計要點,見圖3。第一是兩種工作狀態(tài)的要點,第二是模塊組設(shè)計的要點。

        4.1 設(shè)計要點一

        (1)塔起至垂直時有錐銷裝置定位,可自動定心,見圖1的件2錐銷;

        (2)塔落至水平時有導(dǎo)向裝置定位,可自動定心,見圖1的件4導(dǎo)向座和件5梯形導(dǎo)向體;

        (3)當油缸起落塔,進行第一工作狀態(tài)時,插安全鎖銷,見圖3的件4起落塔鎖銷;

        圖2 單缸調(diào)塔斜孔鉆進

        圖3 單缸雙用途平面示意

        (4)當塔隨主機回轉(zhuǎn)器同時調(diào)整斜孔,進行第二工作狀態(tài)時(斜孔鉆進),插安全鎖銷,見圖3的件1斜孔調(diào)整鎖銷。

        4.2 設(shè)計要點二

        (1)布置模塊組的相互位置時,控制整機重心達到行走基本均衡;

        (2)動力的考慮,應(yīng)使爬坡能力達到30°;

        (3)動力和轉(zhuǎn)速的考慮,應(yīng)使行走速度,每小時不小于2km。

        5 設(shè)計意義

        提高地質(zhì)勘探工作效率,是行業(yè)內(nèi)人人追求的目標。勘探工作效率的提高,涉及面很廣,其中鉆探設(shè)備鉆進性能的優(yōu)劣,對提高勘探效率至關(guān)重要。大家在注重鉆探設(shè)備鉆進性能的同時,還要看鉆探設(shè)備是否便于安裝、拆卸和搬遷。該履帶立軸式塔機一體巖心鉆機,用油缸起落塔,調(diào)整塔打斜孔,液壓驅(qū)動履帶自行行走,從起落塔,調(diào)角度打斜孔到移孔位,只需一人操作就能完成,十分方便。而用傳統(tǒng)的機、塔分離的辦法,一般要經(jīng)歷組裝、立塔或拆、落鉆塔的幾個過程,均需多人及吊裝設(shè)備才能完成。該履帶立軸式塔機一體巖心鉆機,單缸雙作用,單成本雙功效,實現(xiàn)兩種截然不同工作狀態(tài)的功能效果,在地質(zhì)勘探工作中具有十分重要的意義。

        該履帶立軸式塔機一體巖心鉆機,僅用一個人操作就能完成。大大節(jié)省了搬運、拆裝過程的輔助勞力和設(shè)備,基本實現(xiàn)了拆、裝鉆塔的相對零費用。該機提高了勘探工作的效率。為地質(zhì)巖心勘探裝備向模塊化設(shè)計,邁進了一大步。

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