劉時富，謝華愛

（江西銅業(yè)集團有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

德興銅礦是亞洲第二大的露天銅礦，礦山生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)如采礦、掘進、運輸幾乎所有作業(yè)工序都有不同的制動系統(tǒng)［1］。露天采場生產(chǎn)因大量使用大型移動式機械設備和大爆破,設備的制動效果就顯得尤為的重要。德興銅礦露天開采強度大,機械化程度高,受地面氣象條件影響,制動的安全事故常具突發(fā)性［2］。

YZ-35 型牙輪鉆機是現(xiàn)德興銅礦采礦場鉆孔的主要設備，其產(chǎn)能大效率高，構造復雜，內(nèi)部包括眾多機械及電氣設備［3］。德興銅礦使用的牙輪鉆機是中鋼集團衡陽重機有限公司生產(chǎn)的YZ-35D 牙輪鉆機，牙輪鉆機每作業(yè)完一個孔，必須把重約4t 的小車往上提，直到鉆桿離開孔口，然后用主抱閘抱住主機構上的抱閘輪，卡頭卡住鉆桿，然后將鉆機移至下一個孔口開始作業(yè)。小車沿26m 高的鉆架齒條上下移動，并通過鏈條傳動而連接主機構。提升/加壓是主機構兩邊鏈輪通過兩邊的1896 節(jié)的2 寸鏈條（加壓鏈）傳動至小車，而制動也是通過主抱閘抱住主機構上的主抱閘輪通過加壓鏈傳動至小車，而使小車停止。在整個制動過程中，就靠一個抱閘工作，而小車上的斷鏈保護裝置不工作［4］。

2 原有的設計

原來的小車制動控制圖如圖1。

2.1 主提升氣缸原理

主提升氣缸原理圖如圖2。

圖1 原小車制動控制圖

圖2 主升氣缸原理圖

（1）控制制動：主提升氣缸的前、后腔排氣，主提升氣缸主彈簧壓迫活塞和套管，套管又壓迫推桿，使推桿伸出而制動。

（2）工作開閘：主提升氣缸前腔進氣，壓回套管和活塞及主彈簧。后腔排氣，副彈簧將穿過套管活塞的推桿壓回而開閘。

（3）工作制動：制動缸前腔進氣，后腔也進氣，壓氣作用在活塞上，推出穿過套管的推桿而制動。

斷鏈保護器工作原理：鉆機正常作業(yè)時，氣壓從風包出來通過16 電磁換向閥進入17、18 斷鏈保護氣缸推動活塞桿向右而松閘。只有當兩邊加壓鏈同時斷時，鉆架上的張緊鏈輪軸碰到行程開關而使得16 電磁換向閥斷電，斷鏈保護氣缸后腔排氣，彈簧壓迫活塞桿向左而制動［5］。

2.2 原有的設計缺點

（1）在工作過程中，整個重達4t 的小車只有1個主提升氣缸控制，經(jīng)常會出現(xiàn)主抱閘抱不住小車，導致小車下滑，故障率較高。

（2）主抱閘只是抱住主機構上的制動輪，然后通過2 寸的鏈條傳動到小車，鏈條長度48.15m，這樣鏈條消耗也大，出現(xiàn)故障時由于是高空作業(yè)，也存在很大的安全隱患。

（3）在正常作業(yè)工程中的制動，斷鏈保護不起作用，斷鏈保護氣缸只有在小車兩邊鏈條同時斷時，才會動作，斷鏈保護氣缸利用率不高，容易生銹及污垢，而真正要使用時可能不動作。

（4）斷鏈保護氣缸到16 電磁換向閥的氣管約50m，如果小車兩邊鏈條斷，16 電磁換向閥動作，造成排氣滯后，兩邊抱閘也無法控制小車下滑。

3 新設計方案

改進后的小車制動控制圖如圖3。

將原來的2 個斷鏈保護氣缸改成與主提升氣缸一樣。在主提升制動手動閥到主提升氣缸后腔的氣管接1 路氣管通過快排閥然后到斷鏈保護氣缸的后腔［6］。在13 電磁換向閥到主提升氣缸前腔的氣管接1 路氣管通過快排閥然后到斷鏈保護氣缸的前腔。新接的2 路氣管由于要和小車一起上下移動，所以必須用硬質(zhì)氣管取代普通氣管，以免上下移動過程中發(fā)生氣管折疊。新增加的2個快排閥必須安裝在小車上，這樣不會出現(xiàn)排氣滯后。取消16-電磁換向閥，將行程開關的電接入到主控制開關，由主控制來控制13 電磁換向閥［7］。

圖3 改進后小車制動控制圖

4 設計優(yōu)點

（1）在工作過程中，整個重達4t 的小車有3個氣缸控制，而且3 個氣缸的氣由同一路氣控制，確保氣壓基本一樣，確保3 個同時動作，徹底解決了抱閘抱不住小車的問題［8］。

（2）主抱閘抱住主機構上的制動輪，斷鏈保護氣缸抱住小車上的制動輪，這樣降低了通過2 寸的鏈條傳動到小車，鏈條長度48.15m 的鏈條消耗，降低了故障，高空維修的頻次減少，大大的減少安全隱患。

（3）在正常作業(yè)工程中的制動，斷鏈保護的氣缸在工作，提高了斷鏈保護氣缸的使用頻率，避免斷鏈保護裝置不經(jīng)常使用而容易生銹及污垢。

（4）保留了原有的斷鏈保護功能。

（5）由于在斷鏈保護氣缸增加了2 個快排閥，消除了小車要緊急制動時排氣滯后問題。讓斷鏈保護功能在緊急制動時發(fā)揮作用。

5 結(jié)論

通過以上改造，鉆機制動效果效果明顯，達到了設計的要求。維修人員要經(jīng)常檢查三個抱閘帶與抱閘輪的間隙，調(diào)整抱閘間隙大小，確保主抱閘帶的間隙比斷鏈保護裝置的抱閘的間隙稍小。檢查氣路，確保整個氣路暢通。以免出現(xiàn)小車抱閘輪制動了，而主機構抱閘輪還沒有制動。這款設計主要的優(yōu)點是加大原有的斷鏈保護功能，充分利用了2 個斷鏈保護氣缸的作用，徹底解決了抱閘抱不住小車的故障，降低了加壓鏈的故障，大大的提高了安全系數(shù)。