COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

周志鴻，馬飛，鄭利霞

（1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院設(shè)備系，北京100083；2.北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，北京100015）

1 概述

在上世紀(jì)七十年代，阿特拉斯·科普柯公司的鑿巖鉆車(chē)與液壓鑿巖機(jī)就已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)。阿特拉斯·科普柯公司生產(chǎn)的液壓鑿巖機(jī)是我國(guó)用戶(hù)最為熟悉的液壓鑿巖機(jī)，是我國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售量最大，用戶(hù)最多的液壓鑿巖機(jī)品牌。設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新，制造工藝精益求精，與細(xì)節(jié)上的不斷完善，是阿特拉斯·科普柯公司液壓鑿巖機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)上長(zhǎng)盛不衰的秘訣。本文具體介紹COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，探討阿特拉斯·科普柯公司液壓鑿巖機(jī)技術(shù)發(fā)展的一般思路，供我國(guó)的液壓鑿巖機(jī)研制人員參考。

阿特拉斯·科普柯公司COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)主要應(yīng)用于露天鑿巖鉆車(chē)與套管鑿巖鉆車(chē)，用于臺(tái)階鉆孔。COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)的外觀見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 COP 2150/COP 2550鑿巖機(jī)

圖2 COP 2150-CR/COP 2550-CR套管鑿巖機(jī)

2 基本技術(shù)參數(shù)

COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)的的基本技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

3 性能特點(diǎn)

3.1 高沖擊壓力與高回轉(zhuǎn)壓力

阿特拉斯·科普柯公司液壓鑿巖機(jī)是以沖擊壓力高與回轉(zhuǎn)壓力高而著稱(chēng)于世的。COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)最大沖擊壓力達(dá)到了210/230bar，最大回轉(zhuǎn)壓力都達(dá)到200 bar（見(jiàn)表1）。沖擊壓力與回轉(zhuǎn)壓力越高，對(duì)鑿巖機(jī)的零件材質(zhì)與加工質(zhì)量的要求越嚴(yán)格，因此沖擊壓力與回轉(zhuǎn)壓力的高低是液壓鑿巖機(jī)技術(shù)與質(zhì)量高低的重要標(biāo)志。

3.2 高沖擊功率與大沖擊能

COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)的沖擊功率達(dá)到了21/25 kW（見(jiàn)表1）。沖擊能達(dá)到了580/560焦耳。沖擊能之所以這樣大，是因?yàn)镃OP 2160/2560鑿巖機(jī)采用的釬尾與釬桿的直徑較大，能夠承受較大的沖擊能，COP 2150-CR/COP 2550-CR鑿巖機(jī)采用套管鑿巖技術(shù)，更能夠承受大的沖擊能。

表1 COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)基本技術(shù)參數(shù)

3.3 高回轉(zhuǎn)功率與大扭矩

COP 2160/2560鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)功率達(dá)到15 kW，最大扭矩達(dá)到1810 Nm，COP 2150-CR/COP2550-CR鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)功率達(dá)到30 kW，最大扭矩達(dá)到3960Nm（見(jiàn)表1）。最大扭矩的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了沖擊能580/560J的數(shù)值。扭矩大，必然會(huì)減少卡釬的幾率。

3.4 沖洗水壓大

COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)的沖洗水壓達(dá)到12bar，能夠?qū)⒖椎椎膸r渣吹干凈。

4 基本結(jié)構(gòu)

COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3與圖4。

5 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

5.1 沖擊活塞與釬尾的尺寸相匹配

沖擊活塞與釬尾的尺寸相匹配，主要是沖擊活塞與釬尾的撞擊面的直徑盡可能一致，活塞與釬尾的各個(gè)斷面的直徑不要相差太大，可使沖擊壓力波傳遞效率更高，活塞與釬尾的使用壽命更長(zhǎng)。

5.2 不銹鋼水套與高效水密封

不銹鋼水套與高效水密封，能夠防銹，并且能夠耐受12bar的沖洗水壓力。

5.3 回轉(zhuǎn)齒輪箱的連續(xù)稀油潤(rùn)滑

回轉(zhuǎn)齒輪箱的連續(xù)自動(dòng)稀油潤(rùn)滑代替了人工加注潤(rùn)滑脂，不僅改善了潤(rùn)滑條件，也改善了冷卻狀況。減少了零件的磨損，增大了齒輪箱的輸出功率。

5.4 雙緩沖系統(tǒng)

單緩沖系統(tǒng)早已有之，雙緩沖系統(tǒng)是單緩沖系統(tǒng)的進(jìn)步與發(fā)展，緩沖的效果更好。單緩沖系統(tǒng)只有一個(gè)緩沖腔，雙緩沖系統(tǒng)具有兩個(gè)緩沖腔，雙緩沖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3與圖4。

雙緩沖系統(tǒng)可使鑿巖機(jī)采用大沖擊能，但不減少釬桿的使用壽命。雙緩沖系統(tǒng)有兩個(gè)功能：

（1）防止從巖石反射的沖擊波在釬桿中來(lái)回傳播；

（2）在活塞每次打擊之后，讓鉆頭抵住巖石，鉆具重新緊固。

雙緩沖系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是緩沖活塞與緩沖腔，緩沖活塞是可以前后移動(dòng)的。每次活塞打擊以后所產(chǎn)生的反射能量，由緩沖活塞后面的緩沖腔吸收，緩沖腔里的油壓增高。增高的油壓通過(guò)小孔釋放到液壓系統(tǒng)中去的同時(shí)轉(zhuǎn)化為熱。緩沖腔里增高的油壓又迫使鉆頭抵緊巖石，這個(gè)循環(huán)過(guò)程發(fā)生在每?jī)纱位钊麤_擊之間，時(shí)間非常短暫。因此緩沖系統(tǒng)的響應(yīng)是極其快速的，這是任何一個(gè)鑿巖機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)達(dá)不到的。

沒(méi)有雙緩沖系統(tǒng)的鑿巖機(jī)不能實(shí)現(xiàn)鉆具的重新緊固，因此會(huì)增加鉆具磨損，在鉆具連接處產(chǎn)生熱量。這種熱量可以用溫度計(jì)檢測(cè)出來(lái)，溫度檢測(cè)方法見(jiàn)圖5。

5.5 釬尾油霧潤(rùn)滑與釬尾前襯套

COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)釬尾油霧潤(rùn)滑與釬尾前襯套見(jiàn)圖6。釬尾油霧潤(rùn)滑與釬尾前襯套的作用有以下三點(diǎn)：

（1）對(duì)釬尾相對(duì)運(yùn)動(dòng)界面的潤(rùn)滑作用；

（2）冷卻作用；

圖3 COP 2150/COP 2550鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖4 COP 2150-CR/COP 2550-CR套管鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖5 連接套溫度檢測(cè)方法

圖6 釬尾油霧潤(rùn)滑與釬尾前襯套

（3）阻止灰塵進(jìn)入。

5.6 裝配連接面的壓氣防塵

釬尾潤(rùn)滑油霧的管路經(jīng)過(guò)了鑿巖機(jī)的所有零件裝配接合面（見(jiàn)圖7）。油霧壓力達(dá)到2-3 bar，可以防止灰塵與潮濕空氣進(jìn)入鑿巖機(jī)的接合面。

圖7 釬尾潤(rùn)滑油霧的管路

5.7 三種蓄能器

COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)配置了以下三種蓄能器：

（1）進(jìn)油蓄能器，緩和沖擊機(jī)構(gòu)的油壓波動(dòng)；

（2）緩沖蓄能器，與緩沖腔相連接，緩和由沖擊反射引起的油壓脈動(dòng)；

（3）回油蓄能器，緩和鑿巖機(jī)回油壓力的脈動(dòng)。

三種蓄能器聯(lián)合作用，保障了鑿巖機(jī)、推進(jìn)器、鉆臂與液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率，減少了故障率與維修工作量。

5.8 反沖拔釬器

COP 2160EX/COP 2560EX鑿巖機(jī)配置了反沖拔釬器，拔釬器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8。強(qiáng)而有力的拔釬器能夠減少處理卡釬的時(shí)間。

圖8 COP 2160EX/COP 2560EX的拔釬器結(jié)構(gòu)

5.9 沖擊行程可調(diào)

COP 2560/2560EX鑿巖機(jī)的沖擊行程調(diào)節(jié)有兩個(gè)檔位，COP 2160/2160EX鑿巖機(jī)的沖擊行程調(diào)節(jié)有三個(gè)檔位?？梢愿鶕?jù)巖石情況調(diào)節(jié)活塞沖擊頻率。

5.10 可用于套管鑿巖

套管鑿巖機(jī)型號(hào)為COP 2150-CR/COP 2550-CR，套管鑿巖的鉆孔直徑為105-127mm。

6 結(jié)束語(yǔ)

6.1 主要性能特點(diǎn)

阿特拉斯·科普柯公司COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)主要性能特點(diǎn)是：

（1）盡可能提高沖擊壓力與回轉(zhuǎn)壓力；

（2）盡可能提高沖擊功率與回轉(zhuǎn)功率；

（3）根據(jù)鉆具的應(yīng)力水平確定沖擊能；

（4）最大扭矩?cái)?shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沖擊能數(shù)值。

6.2 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

阿特拉斯·科普柯公司COP 2100/2500系列液壓鑿巖機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

（1）回轉(zhuǎn)齒輪箱的連續(xù)稀油潤(rùn)滑；

（2）雙緩沖系統(tǒng)；

（3）配置三種蓄能器。