劉永磊/LIU Yong-lei

(中鐵隧道裝備制造有限公司，河南 鄭州 450016)

目前，鑿巖鉆機(jī)廣泛應(yīng)用于打錨桿、炮孔、地質(zhì)預(yù)報等方面，功能向著自動化、人性化、智能化方向發(fā)展，本文分析了國外主流鑿巖鉆機(jī)自動回退功能的邏輯原理，提出了邏輯更加簡單，功能更加完善的新設(shè)計(jì)。

1 國外主流鑿巖鉆機(jī)回退功能分析

1.1 阿特拉斯鑿巖鉆機(jī)自動回退功能分析

如圖1所示，推進(jìn)缸2推動鑿巖鉆機(jī)向前鉆孔，當(dāng)?shù)竭_(dá)推進(jìn)梁的前極限位時，接觸到開關(guān)閥1，該閥在鑿巖機(jī)的碰撞作用下切換到左位，高壓油到達(dá)多路閥3的液控腔，推動閥芯回到中位，使鑿巖機(jī)停止在前極限位，但不能自動回退到初始位。

圖1 阿特拉斯鑿巖鉆機(jī)推進(jìn)回路液壓原理

1.2 山特維克鑿巖鉆機(jī)停鉆回退功能分析

如圖2所示，推進(jìn)缸16推動鑿巖鉆機(jī)向前鉆孔，當(dāng)?shù)竭_(dá)推進(jìn)梁前極限位時，檢測缸1受力回縮，快速向油路排油，單向閥7關(guān)閉，只能從阻尼孔10處泄壓，該處壓力升高，到達(dá)壓力繼電器11設(shè)定值后，壓力繼電器11得電，通過電路邏輯使液控手柄定位電磁鐵S1、S2失電，手柄回中，同時使兩位三通電磁閥得電并保持，高壓油通過梭閥進(jìn)入多路閥液控腔，推動閥芯處于下位，推進(jìn)缸回退，當(dāng)后退到回極限位時，檢測缸2受力回縮，快速向油路排油，阻尼孔4處壓力升高，到達(dá)壓力繼電器3設(shè)定值，兩位三通電磁閥失電，鑿巖機(jī)停在后位，完成自動回退動作。

圖2 山特維克鑿巖鉆機(jī)推進(jìn)回路液壓原理

從上面推進(jìn)動作分析可以看出，阿特拉斯鉆機(jī)的推進(jìn)回路為全液壓回路，較簡單但邏輯功能也簡單，鉆孔到位后鑿巖機(jī)只能停在前位。山特維克鉆機(jī)則為液壓和電邏輯結(jié)合，相對復(fù)雜一些，功能也完整，實(shí)現(xiàn)了自動鉆孔自動回退。兩種邏輯分別通過兩位開關(guān)閥和檢測缸做為邏輯的起點(diǎn)，易在撞擊時損壞密封引起動作失靈，并需要在推進(jìn)梁上面安裝管路，過多的管路影響整機(jī)外觀，山特維克原理中的壓力繼電器失靈也會導(dǎo)致動作邏輯中斷，自動停鉆回退功能失效。

2 新型自動回退功能設(shè)計(jì)

如圖3所示，推進(jìn)缸2推動鑿巖機(jī)向前鉆孔，當(dāng)?shù)竭_(dá)推進(jìn)梁前極限位時，行程開關(guān)1得電，使二位四通電磁閥得電并保持，先導(dǎo)油路高低壓切換，推動主閥芯處于下位，推進(jìn)缸回退，當(dāng)后退到回極限位時，行程開關(guān)3得電，使二位四通電磁閥失電，液控手柄定位電磁鐵S1、S2失電，鑿巖機(jī)停在后位，完成自動回退動作。

圖3 新型鉆機(jī)推進(jìn)回路原理

該新型自動回退功能設(shè)計(jì)，采用簡潔的控制邏輯，較少的邏輯元件，實(shí)現(xiàn)了功能完整的自動回退動作，減少了液壓管路的布置，也減少了故障點(diǎn)，容易維修保養(yǎng)。

3 結(jié) 語

本文分析了兩種外國主流鉆機(jī)的自動鉆機(jī)自動回退功能的邏輯原理和動作順序，指出兩種邏輯的優(yōu)點(diǎn)和存在問題，提出采用行程開關(guān)引發(fā)的弱電邏輯實(shí)現(xiàn)自動鉆孔自動回退功能，簡化了控制原理，減少了元件、管路和故障點(diǎn)。目前我公司盾構(gòu)所配套的超前錨固鉆機(jī)和正在研制的液壓鑿巖鉆機(jī)都采用此自動回退設(shè)計(jì)，應(yīng)用效果良好。