ZDY1900S(MKD-5S)型全液压钻机介绍

钻机用途及主要参数

钻机主要用于瓦斯抽放、地质勘探、探放水、注浆、灭火等。因而对钻机的外形尺寸、重量、防爆、等都有特殊要求，西安分院研制的MK系列钻机以钻孔深度、钻孔直径、钻杆直径、钻孔倾角、回转速度、输出扭矩、起拔能力、给进能力、给进行程、电机功率、外形尺寸及整机重量作为钻机的技术性能参数。鉴于钻机标定的钻孔深度受钻进工艺、施工要求、地层状况影响较大，很多情况下不能体现出钻机能力，ZDY系列钻机以功率等级作为主参数。

新修订的煤炭行业标准已对钻机的基本参数作出明确规定，包括主轴转矩、主轴转速、给进力、起拔力、给进行程、钻杆直径、主轴倾角、调整范围、电动机等共10项，

ZDY系列全液压钻机命名方法

ZDY1900S型，其中Z代表钻机(汉语拼音的第一个字母)，D表示钻机为动力头式，Y是液压钻机的特殊表示，1900是钻机的参数，钻机的主参数为钻机额定输出转矩，主参数后是钻机的特征说明，也用相应的字母表示。例如：ZDY1900S型钻机，S是钻机的特征说明，表示该钻机采用双泵系统。

工程实例：ZDY1900S型钻机

该型钻机同其他MK系列钻机相同，采用分组式布局，全机由主机、操纵台和泵站三大部分组成。该型钻机液压系统使用了双泵系统，与MK-4钻机相比较，改进了油路，自动化程度进一步提高。

ZDY1900S主机

主机由回转器、夹持器、给进装置及机架组成。各部分之间装拆方便。

(1)回转器。回转器由斜轴式变量马达、齿轮减速器和胶筒式液压卡盘组成。马达经两级齿轮减速，驱动主轴及液压卡盘实现钻具的回转。调节马达排量可以改变回转器的输出速度。主轴为通孔结构，通孔直径75mm，回转器安装在给进机身的托板上，借助给进油缸沿机身导轨往复运动，实现钻具的给进或起拔。回转器具有侧向开合装置。液压卡盘采用液压夹紧、弹簧松开常开式结构，具有自动对中，安全可靠、卡紧力大等特点。它不但能保证正常钻进，还可用来升降钻具、强力起拔等(卡盘可配用不规格的钻杆，更换卡瓦时，用专用工具将卡瓦的弹簧压缩放入橡胶筒内)。

(2)夹持器。夹持器固定在给进装置机身的前端，用于夹持孔内钻具，还可配合回转器实现机械拧卸钻杆。夹持器为复合式结构，采用碟形弹簧夹紧、油压松开的常闭式工作方式，为增大加紧能力，同时外形尺寸又不致太大，增加一个副油缸，利用其活塞推力和碟形弹簧张力的共同作用来夹紧钻杆，因此兼有常开式夹紧器的特点。卡瓦由螺钉固定在卡瓦座上，使夹紧器通孔扩大，以便通过粗径钻具。在夹持器与给进机身的连接处设有两组调整垫片，用于调整夹持器卡瓦组的中心高，使之与回转器主轴中心高度一致。

(3)给进装置。给进装置采用油缸直接推进。油缸体的尾部与机身固定，油缸的活塞杆与拖板相连接。借助油缸活塞杆的伸缩，带动拖板和回转器沿机身导轨作往复移动。回转器与拖板之问采用翻箱式结构连接。一边用销轴把拖板与回转器穿在一起，另一边用铰式螺栓把回转器压在拖板上。起下粗径钻具时，将螺栓松开，即可把回转器扳向销轴一侧，让开孔口。给进机身通过锁紧卡瓦固定在机架的立柱及支撑杆的横梁上。

(4)机架。机架用于安装给进装置和固定钻机。机架由爬履式底座、立柱、支撑油缸及支撑杆等组成。给进装置在机架上可以掉头安装，利用支撑油缸可调整倾角，满足各种倾角的钻孔。支撑杆采用二节式结构，根据需要配合使用。利用爬履式底座以常规方法可将钻机安装在基台木上。

ZDY1900S操纵台

操纵台是钻机的控制台，由各种控制阀、压力表及管件组成。钻机的回转、给进、起拔与卡盘、夹持器的联动功能是靠操纵台上的阀类组合实现的。

操纵台上设有马达回转、支撑油缸、给进起拔、起下钻功能转换、夹持器功能转换、副泵功能转换六个操作把手，调压溢流、减压钻进、给进背压、起拔背压四个调节手轮及指示主泵系统压力、给进压力、起拔压力、副泵系统压力、回油压力五块压力表。油管排列整齐，并有指示牌标明连接方位。控制阀均安装在操纵台框架内。油管安装，采用A型扣压式高压胶管与自封式快速接头组合，密封可靠，拆卸方便。各个把手的操纵方法也有标明。

ZDY1900S泵站

泵站是钻机的动力源，由防爆电动机(易燃易爆环境中使用隔爆型电动机，非易燃易爆环境中使用普通型电动机，产品铭牌中加“P”以示区别)、主泵、副泵、油箱、冷却器、滤油器、底座等部件组成。电动机通过弹性联轴器带动油泵工作，从油箱吸油并排出高压油，经操纵台驱动钻机的各项执行机构工作。

油箱是容纳液压油的容器，置于油泵的上方。在油箱上设有多种保护装置。如吸油滤油器、回油滤油器、冷却器、空气滤清器、油温计、油位指示器、磁铁等，为避免在井下加油时脏物进入油箱，可通过空气滤清器加油。

综上所述该钻机有以下特点：

(1)钻机由三大件组成，即主机、泵站、操纵台。可以根据场地情况灵活摆布；解体性好，搬迁运输方便；

(2)机械自动拧卸钻具，夹持器卡瓦容易取出，扩大其通孔内径，便于取下粗径钻具，可减轻工人劳动强度，提高工作效率；

(3)单油缸直接给进与起拔钻具，结构简单，安全可靠，给进、起拔能力大，提高了钻机处理事故的能力；

(4)采用双泵系统，回转参数与给进工艺独立调节。变量油泵和变量马达组合进行无级调速，转速和扭矩可在大范围内调整，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力；

(5)回转器通孔直径大，更换不同直径的卡瓦组可夹持不同直径的钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结构尺寸的限制；

(6)用支撑油缸调整机身倾角方便省力，安全可靠；

(7)通过操纵台进行集中操作，人员可远离孔口二定距离，有利于人身安全；

(8)液压系统保护装置完备，提高了钻机工作的可靠性，液压元件采用国产先进定型产品，性能稳定可靠，通用性强。

ZDY1900S液压系统工作原理

钻机采用回转和给进分别供油的双泵开式循环液压系统，液压系统如图2-33所示。其工作原理如下：

液压系统 图2-33

电动机启动后，主变量泵经滤油器、截止阀吸人低压油，输出的高压油进入操纵台多路换向阀8。副泵经吸油滤油器、截止阀吸人低压油，输出的高压油先进入副泵油路板，再进入多路换向阀的中联。多路换向阀8由三联阀组成：左边一联，控制液压马达ll的正转、反转和停止；中间一联：控制支撑油缸的起落；右边一联控制给进起拔油缸的前进、后退和停止。三联阀都处于中位时主、副油泵均卸荷，液压马达ll和油缸处于浮动状态；为防止系统过载，主泵的工作压力由多路换向阀内设的；主泵回油经回油滤油器和冷却器回到油箱，压力表；在回转油路中设有单向阀组，液压马达回转(正在给进、起拔回路中各串联一个单向节流阀；给进回路中设置了调压溢流阀、单向减压阀、注意：副泵的流量在满足使用要求的情况下，应尽量调；起下钻功能转换阀为三位四通阀，通过操纵该阀可；

浮动状态。操作阀，主泵输出的高压油全部进入回转油路。副泵的压力油可根据钻进工况选择有两种方式：一种是油液全部进入给进回路由调压溢流阀控制给进压力；另一种是油液分两路，一路进入卡盘(或卡盘和夹持器)对卡盘实行高压输入，强力卡紧钻杆，另一路经减压阀进入给进回路，由减压阀控制给进压力。当减压阀，处于中位时，操作阀F：或主、副泵油液合流，实现快速提升。

为防止系统过载，主泵的工作压力由多路换向阀内设的安全溢流阀限定，调定压力为21MPa，其值由压力表7来监视。副泵的工作压力由副泵油路板上的安全溢流阀32控制，调定压力表为21MPa，其值由压力表监视，使用时不得超调。

主泵回油经回油滤油器5和冷却器6回到油箱，压力表指示回油的压力大小，反映出回油滤油器的脏污程度。副泵回油可进入主泵回油路，也可经油路板上的泄油路直接回到油箱。

在回转油路中设有单向阀组，液压马达回转(正、反转)时向液压卡盘l2供油(其压力值与回转系统的压力相同)使卡盘夹紧。当夹持器功能转换手把位置于联动位时，压力马达的压力油液可以进入夹持器，使其松开，此刻可实现回转、卡盘与夹持器三者之问的联动功能，有利于扫孔作业。液压卡盘的回油(即松开)是由阀27来控制的。该阀由一个液控单向阀和节流阀串联组成。当卡盘夹紧时单向阀关闭，避免液压油泄漏；卡盘需要松开时，来自给进或起拔的压力控制油自动打开单向阀，卡盘快速松开。调节节流阀可控制卡盘回油速度，可协调卡盘与夹持器的匹配关系。当夹持器与卡盘联动时其回油也经阀27流回油箱。一般情况下，应在回油结束前，将夹持器与回转器联动分离，以利于夹持器能快速地夹持孔内转具。液压马达的回转速度(即回转器的回转速度)可以通过坑道用钻机纵马达上的变量手轮来实现。

在给进、起拔回路中各串联一个单向节流阀，其作用是人为地调节给进、起拔时的回路背压，确保夹持器能够完全打开，避免因系统压力过低夹持器不能够完全打开而造成钻杆擦伤的现象。调节单向节流阀可控制钻进速度，防止钻头接触孔底时因速度过快产生冲击，损坏钻头。调节该阀还可以实现减压钻进。一般情况下节流阀l8不得关死，以防因油缸面积差而引起的局部回路超压现象。

给进回路中设置了调压溢流阀、单向减压阀、副泵功能转换阀，根据钻进工艺的要求，可进行不同形式的组合。当钻机的回转扭矩大而给进力相对小时(也就是硬质合金钻进工艺)，副泵功能手把前推(即标牌上溢流给进位)，副泵的压力油全部进入给进回路，调节调压溢流阀可控制给进压力的大小，其值由压力表指示。当钻机的回转扭矩和给进力都比较大时，发现卡盘不能很可靠地卡紧钻杆，应将副泵功能转换手把后拉(即卡盘增压位)，同时关死调压溢流阀，此时副泵通过的压力油分为两路：一路直接进入液压卡盘，保证卡盘在工作时可靠地卡紧钻杆(压力为副泵的系统压力由压力表指示)；另一路经减压阀进入给进回路，给进压力的大小由减压阀调节，其压力值由压力表指示。

注意：副泵的流量在满足使用要求的情况下，应尽量调小，以减低系统的发热量，提高效率。

起下钻功能转换阀为三位四通阀，通过操纵该阀可以改变液压卡盘和夹持器与油缸的联动，其联动方式为：起下钻时先将联动转换阀把手置于相应位置(即起钻或下钻位)，然后只需操作给进、起拔手把，即可完成起下钻动作。当该阀处于中位时，其联动功能失效。

夹持器油路中串联一个三位三通功能转换阀，该阀可以改变液压马达和夹持器的联动方式，操纵该阀可使夹持器与液压马达联动或分离。手把置于中位相当于一个截止阀，用于钻进或称重时关闭夹持器油路，使夹持器保持打开状态，不受其他动作的影响。