張萊慶，程 林

(欒川龍宇鉬業(yè)有限公司， 河南 洛陽市 471500)

0 前 言

隨著大型設(shè)備在露天礦山的陸續(xù)應(yīng)用，不但大大提高了工作效率，而且還節(jié)省了大量人力﹑物力。露天礦應(yīng)用的大型穿孔設(shè)備大都以液壓控制鉆臂起落，在起落過程中不可避免出現(xiàn)大臂反復(fù)后沖現(xiàn)象，極易造成大臂斷裂，進(jìn)而造成設(shè)備及人身事故。通過現(xiàn)場反復(fù)觀察和分析，認(rèn)為大臂的反復(fù)后沖是因?yàn)榇蟊鄹┭鲇透谆赜吐肥?，鉆架上部大量部件的重力通過杠桿原理作用于油缸活塞產(chǎn)生巨大推力，加上進(jìn)油量小不能及時填充空間，導(dǎo)致活塞后部產(chǎn)生負(fù)壓形成真空狀態(tài)所致。為解決此問題，需要尋找或制做一種限流裝置。經(jīng)過半年多的現(xiàn)場觀察和理論分析，設(shè)計了一種限流裝置， 2011年7月用此裝置在CS165鉆機(jī)大臂上做回油限流實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)獲得了成功，能夠保證大臂勻速下落，基本解決了大臂反復(fù)后沖現(xiàn)象。

1 回油限流裝置特點(diǎn)

回流限流裝置是結(jié)合回流閥和限流閥的特點(diǎn)而研制的一種限流裝置，它能夠在對回油進(jìn)行保壓以防止回油管路開啟時液壓缸活塞下部突然失壓的同時，通過對回油流量限流來控制液壓缸活塞后退速度，繼而控制鉆架下行速度?；亓飨蘖餮b置制作簡單，可達(dá)到保壓的目的。

2 回油限流裝置的設(shè)計

2.1 問題分析

當(dāng)起落鉆臂時，由于進(jìn)油和回油管路(包括雙向電磁閥和液壓鎖)同時開啟，俯仰液壓缸內(nèi)活塞下部儲存的高壓被釋放，鉆架頂部的超重量產(chǎn)生巨大壓力導(dǎo)致活塞快速下行，由于進(jìn)油不能及時填充活塞推開的空間，最終在活塞后部(相對于運(yùn)動方向而言)產(chǎn)生負(fù)壓形成真空狀態(tài)，活塞快速下行導(dǎo)致鉆架急速下落，由于慣性作用，鉆架重力將作用于活塞產(chǎn)生極大壓力(推力)后被彈回，最終在推力和阻力相抵消的狀態(tài)下停止，這是第一個沖擊過程；隨著液壓泵緩慢泵油(進(jìn)油)將活塞后部真空區(qū)域填實(shí)，接著推動活塞在克服了摩擦等阻力之后向前移動，鉆架在慣性等相關(guān)因素下再次下沖反彈。鉆架反復(fù)下沖反彈的幅度越來越大，造成惡性循環(huán)，直到鉆架完全落下為止。在反復(fù)反彈中形成的巨大力量，增大了液壓管路及配件的磨損，對設(shè)備造成嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 回油限流裝置結(jié)構(gòu)及原理

在回油路上增設(shè)限流裝置可有效避免鉆架起落時反復(fù)下沖的情況。鑒于鉆架升起到重心靠前時同樣存在下沖的問題，徹底解決此問題需在液壓缸做升起和降落兩個動作時都對其采用只限回油、不限進(jìn)油量的方案，為此，設(shè)計了一個雙向回流限流裝置，可達(dá)到限回油量的目的，如圖1所示：

圖1 回流限流裝置的設(shè)計

由圖1可見，此裝置可以限制回油量，有效降低油缸活塞及鉆架下行速度；限流將增大回油阻力，等于是在活塞下部形成了新的反向作用力(即背壓)，背壓大小和限制流量(進(jìn)回油量之差)成反比，限流后與液壓缸活塞下行阻力變成3種，即背壓、大氣壓力和摩擦力之和，可使大型液壓設(shè)備在一定程度上避免大臂起落過程中的反復(fù)后沖，大大降低設(shè)備損耗，在提高安全系數(shù)的同時，可創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 回流限流裝置的結(jié)構(gòu)原理

我公司在用CS165潛孔鉆機(jī)5臺，2011年7月在1臺CS165鉆機(jī)大臂上用回油限流裝置進(jìn)行回油限流實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)獲得了成功，解決了大臂反復(fù)后沖現(xiàn)象，達(dá)到大臂勻速下落的效果?，F(xiàn)5臺CS165潛孔鉆機(jī)均已改造完畢，實(shí)施后效果良好，取得了很好的安全效益。

3 結(jié) 論

通過和設(shè)備廠家溝通以及網(wǎng)絡(luò)和社會其他渠道調(diào)查，發(fā)現(xiàn)各行業(yè)的液壓設(shè)備都不同程度的存在上述類似的問題，目前還沒有一套完整有效的解決方案。本文所介紹的回油限流裝置具有一定的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]岑軍健.非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社.2008:272￣342.

[2]王守城.液壓元件及選用 (第1版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：66￣123.

[3]陸一心.液壓閥使用手冊(第1版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：25￣78.

[4]張利平.液壓閥原理、使用與維護(hù)(第2版)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009：223￣263.

[5]王 健.ZDY760全液壓鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[J].地質(zhì)裝備，2009(03).

[6]宋麗華,毛 君.四柱式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[J].機(jī)床與液壓，2009(06).

[7]高 杉.某深孔巖心鉆機(jī)頂驅(qū)液壓系統(tǒng)的設(shè)計和分析[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，2012.

[8]薛成浩.鑿巖臺車液壓系統(tǒng)及其故障診斷研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2007.