王 鋒

中國水利水電第七工程局成都水利水電建設(shè)工程有限公司成都市

1.概述

中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司主要從事水工建筑物基礎(chǔ)處理工程施工、地基與基礎(chǔ)工程施工。擁有各型進(jìn)口全液壓錨固鉆機(jī)多臺(tái)套及國產(chǎn)宜昌黑旋風(fēng)全液壓錨固鉆機(jī)鉆機(jī)1臺(tái)。公司購進(jìn)黑旋風(fēng)巖土錨固鉆機(jī)由冶金部探礦技術(shù)研究所于1994開始研究設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者是在參考了國內(nèi)外各型鉆機(jī)性能后，以國外鉆機(jī)為模型來研制的。由于當(dāng)時(shí)可以借鑒的設(shè)備較少，加之研制開發(fā)費(fèi)用的局限性，該機(jī)型在試制成功后就存在很多缺陷。目前，國內(nèi)各施工單位引進(jìn)的國外先進(jìn)鉆機(jī)主要有：瑞典產(chǎn)atlas copocoA66CB系列鉆機(jī)，德國產(chǎn)KLEMM KR803系列、KR805系列鉆機(jī)。該類鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要是：故障率低、操作系統(tǒng)輕便靈活、充足的動(dòng)力及強(qiáng)大的給進(jìn)、提升力和扭矩，鉆孔能力強(qiáng)、成孔質(zhì)量高。為此，YZB-1全液壓錨固鉆機(jī)的升級(jí)改造要充分借鑒國外鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，盡量達(dá)到國外進(jìn)口全液壓鉆機(jī)的性能指標(biāo)，以提高公司復(fù)雜地層鉆孔施工的整體實(shí)力。

2.鉆機(jī)狀況

公司于2004年購進(jìn)該鉆機(jī)后，因其生產(chǎn)能力極低，基本上處于閑置狀態(tài)。在使用過程中由于該鉆機(jī)諸多設(shè)計(jì)存在缺陷而故障不斷，致使該機(jī)一直處于用一時(shí)停一時(shí)的狀態(tài)，其缺陷主要有以下幾點(diǎn)：

（1）整機(jī)結(jié)構(gòu)不合理。由于機(jī)箱過大，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪音大、震動(dòng)大，結(jié)構(gòu)件經(jīng)常因共振而疲勞斷裂。

（2）鉆機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)與主、副油泵聯(lián)接不合理。鉆機(jī)采用三角皮帶傳動(dòng)，而且還要由壓盤式離合器配合使用，否則發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。另外，由于皮帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)較多（松弛、打滑等）而導(dǎo)致傳動(dòng)功率損耗比較大，引起工作部分壓力不足。

（3）主、副油泵配置不正確。該機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)只考慮了行走時(shí)所需求的壓力和流量，忽略了鉆進(jìn)時(shí)回轉(zhuǎn)和給進(jìn)的壓力需要，從而導(dǎo)致了行走有力鉆進(jìn)時(shí)無力，甚至連變幅油缸都不能動(dòng)作。

（4）控制回路全部采用直接控制，這是操縱上的主要缺點(diǎn)。首先控制不精確；其次由于直接控制高壓油路，加之使用的都是國產(chǎn)閥件，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)出現(xiàn)漏油。

（5）液壓系統(tǒng)采用定量輸出，執(zhí)行元件體現(xiàn)的就是泵的額定功率減去損耗，那么實(shí)際輸出就遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論計(jì)算壓力和扭力。

3.升級(jí)改造

結(jié)合施工、維修保養(yǎng)中的具體情況并充分借鑒各種國外進(jìn)口鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)全液壓錨固鉆機(jī)采取如下改造措施。

（1）采用北內(nèi)913-F發(fā)動(dòng)機(jī)替代其原機(jī)安裝的北內(nèi)912-F發(fā)動(dòng)機(jī)，使其輸出功率增加。

（2）將原有的手動(dòng)換向閥改裝為先導(dǎo)控制主閥，加裝節(jié)流閥、調(diào)壓閥、散熱器、回油濾清器、壓力表等通配件來構(gòu)成液壓回路。

（3）采用國產(chǎn)換向閥ZL25H-2OT替代原鉆機(jī)行走操作閥，將原鉆機(jī)側(cè)面操作方式，改換為國際通用尾部操作方式，使之行走操作便捷，視野更為開闊，解決了運(yùn)輸裝車時(shí)，側(cè)面操作無法上車的問題。

（4）整機(jī)液壓油管接頭形式采用國際通用的錐形接頭，提高配件的互換性。

（5）將原來的外置空氣濾清器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)隔艙內(nèi)，防止了灰塵和雨水的進(jìn)入，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。

（6）調(diào)整鉆機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位置，預(yù)留安裝A10V071前、后高壓油泵的有效空間；更換液壓油泵，將原鉆機(jī)國產(chǎn)MXBS1-H100FL主油泵、CBY2040齒輪泵、CBY2010齒輪泵，升級(jí)為國產(chǎn)貴陽A10V071前、后泵（此泵與國外油泵參數(shù)相同）。

（7）發(fā)動(dòng)機(jī)通過高精度同心花鍵軸傳動(dòng)與高壓油泵連接方式，替代原機(jī)三角皮帶傳動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速與高壓油泵所需轉(zhuǎn)速相匹配，滿足了高壓油泵的壓力和排量，實(shí)現(xiàn)與其他國外進(jìn)口鉆機(jī)的主要配件的互換性。

（8）夾持器和擰管器采用進(jìn)口atlas鉆機(jī)的夾持機(jī)構(gòu)方式。

（9）增設(shè)電氣保護(hù)系統(tǒng)，能直觀檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和有效的保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行安全。

（10）動(dòng)力頭加裝緩沖裝置，克服因鉆孔過程中潛孔錘對(duì)動(dòng)力頭產(chǎn)生的沖擊力，更有效地保護(hù)動(dòng)力頭傳動(dòng)齒輪、軸承、密封偶件及液壓馬達(dá)，延長動(dòng)力頭的使用壽命。

（11）采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器方式，有效降低因鉆機(jī)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)液壓油的溫度，克服液壓油溫度升高所導(dǎo)致的密封偶件老化、漏油等現(xiàn)象。

（12）將原鉆機(jī)串聯(lián)的雙液壓油箱改裝為獨(dú)立油箱，體積由原來的280L加大到360L，加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的散熱效果。

（13）借鑒采用國外atlas鉆機(jī)的操作臺(tái)形式，將原機(jī)固定置于中部側(cè)面的獨(dú)立的變幅操作閥塊，調(diào)整、集中到到統(tǒng)一的操作臺(tái)上，變?cè)葹閮蓚€(gè)人同時(shí)操作為一個(gè)人獨(dú)立操作。

4.改造效果

改造后鉆機(jī)外觀簡潔、美觀、人性化；液壓系統(tǒng)壓力平穩(wěn)，各系統(tǒng)匹配良好，進(jìn)給、起拔力大大增強(qiáng)；操作簡單方便；增加的電路保護(hù)系統(tǒng)、強(qiáng)制散熱系統(tǒng)能有效降低鉆機(jī)的故障發(fā)生率；改進(jìn)后的操作系統(tǒng)輕巧、靈活，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、保障了操作者的安全；操作平臺(tái)及其他機(jī)構(gòu)的位置調(diào)整使維修保養(yǎng)便利；大量采用國內(nèi)通用標(biāo)準(zhǔn)件降低維修成本，縮短了維修周期。改造前后鉆機(jī)主要技術(shù)性能對(duì)比見表1。

表1 改造前后鉆機(jī)主要參數(shù)對(duì)比

5.結(jié)語

國產(chǎn)黑旋風(fēng)錨固鉆機(jī)升級(jí)改造后，強(qiáng)勁的動(dòng)力能滿足各種氣候和地層條件下的鉆孔施工需要，提高了鉆機(jī)的工作范圍、鉆孔工效及質(zhì)量。當(dāng)前，國外產(chǎn)全液壓錨固鉆機(jī)售價(jià)達(dá)200～300萬人民幣，國產(chǎn)黑旋風(fēng)鉆機(jī)在當(dāng)時(shí)購進(jìn)時(shí)價(jià)值才20多萬，現(xiàn)經(jīng)過升級(jí)改造后，技術(shù)參數(shù)基本達(dá)到了國外鉆機(jī)的技術(shù)性能，性價(jià)比高，同時(shí)，鉆機(jī)經(jīng)技術(shù)改造，極大提高了公司設(shè)備的整體施工能力。