履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

馬增福

（連云港黃海機(jī)械股份有限公司，江蘇 連云港222062）

1 設(shè)計(jì)背景

近年來我國礦業(yè)迅速復(fù)蘇，地質(zhì)巖心鉆探快速增長，礦產(chǎn)勘查投入持續(xù)增加。但地質(zhì)鉆探設(shè)備，立軸式巖心鉆機(jī)仍為勘探市場的絕對主力軍。XY－4、XY－42、XY－44和 XY－5型鉆機(jī)基本上覆蓋了淺、中層勘探。立軸式巖心鉆機(jī)，多數(shù)施工單位配置四角塔或A型塔。塔的裝、拆和搬運(yùn)均需一定的人力、物力及搬遷設(shè)備，相對施工輔助成本較高。要降低施工過程中拆裝、搬遷的費(fèi)用，降低勘探成本，就需設(shè)計(jì)出靈活方便、省力省物的鉆探設(shè)備。這也一直是施工單位的呼聲。

2 現(xiàn)狀

由于市場的需要，這幾年來，我們先后開發(fā)出XY－4T、XY－42T、XY－44T、XY－5T 型 塔 機(jī)一 體 鉆機(jī)。該類型的塔機(jī)一體鉆機(jī)，在施工現(xiàn)場組裝后，塔與鉆機(jī)連為一體，其塔的外觀為四棱桅桿式組裝結(jié)構(gòu)，與四角塔和A型塔相比，整體結(jié)構(gòu)簡潔，單件重量輕，拆遷安裝較方便，并能做到垂直鉆孔和傾斜鉆孔。鉆斜孔時(shí)鉆塔可隨主機(jī)回轉(zhuǎn)器調(diào)整角度。相對于配四角塔和A型塔，有較易搬遷的優(yōu)勢。但是，移動孔位時(shí)，缺點(diǎn)比較明顯，必須把鉆塔與主機(jī)拆解分離。鉆塔分解成四個(gè)以上部分，借助起重設(shè)備和搬遷設(shè)備，達(dá)到移孔位的目的。到了新的施工工地，需重新組裝。這樣一拆、一移、一裝，需要投入一定的人力、物力和設(shè)備，增加施工成本。為此，我們研制出了單缸雙用途、單成本雙功效的履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)，其特點(diǎn)是簡單方便省勞力。

3 履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)的特點(diǎn)

履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)保留了原XY－4T、XY－42T、XY－44T、XY－5T型塔機(jī)一體鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，并在設(shè)計(jì)上有了新突破。

該機(jī)是由立軸式巖心鉆機(jī)、四棱桅桿式鉆塔、履帶及機(jī)架體，四大模塊組成的履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)。由于該機(jī)采用了模塊化組合設(shè)計(jì)，整機(jī)由主機(jī)、翻轉(zhuǎn)塔、履帶和機(jī)架體，組成了自行行走的塔機(jī)一體鉆機(jī)。鉆機(jī)模塊組間的組合用螺栓連接，這樣方便解體、方便組套，單模塊組相對重量輕，山區(qū)搬遷、直升飛機(jī)空吊也方便。油路用快換接頭連接，拆裝快捷方便。

該機(jī)的動力采用柴油機(jī)，一個(gè)動力，兩個(gè)分支，機(jī)械傳動分支和液壓傳動分支。機(jī)械傳動分支為變速回轉(zhuǎn)器鉆進(jìn)，主卷揚(yáng)提升。液壓傳動分支為鉆塔起、落，斜孔鉆進(jìn)調(diào)角度，四支腿伸縮，副卷揚(yáng)傳動，加壓鉆進(jìn)，減壓鉆進(jìn)，液壓加持，主機(jī)移車，履帶行走。移孔位很方便，不用拆解，整機(jī)可自行行走。達(dá)到四便：便于拆遷，便于搬遷，便于移孔，便于運(yùn)輸，徹底解脫了施工單位由于移孔位所帶來的一系列沉重負(fù)擔(dān)。

實(shí)現(xiàn)這一目的的核心是做到了液壓單缸的雙用途，一個(gè)液壓缸，既做到了塔的前后翻轉(zhuǎn)（起、落塔），又做到了側(cè)調(diào)塔的角度，實(shí)現(xiàn)了打斜孔的功能。同一液壓缸，做到單缸雙作用，單成本雙功效。

第一個(gè)用途，塔體由液壓單缸前后翻轉(zhuǎn)起、落塔。完成起塔后，拆掉此液壓缸的底耳銷，以缸頂耳座的轉(zhuǎn)銷為旋轉(zhuǎn)中心，順時(shí)針轉(zhuǎn)動缸體90°，裝于另一底鉸座上。實(shí)踐驗(yàn)證，操作輕便，見圖1。

第二個(gè)用途，油缸調(diào)整鉆塔的角度（此時(shí)，副支撐也隨動），實(shí)現(xiàn)傾斜鉆孔和垂直鉆孔的施工。當(dāng)需要移動孔位時(shí)，按第一作用，塔落至水平位置，由于帶有履帶自行行走機(jī)構(gòu)，移孔十分方便，見圖2。

圖1 單缸起落塔水平移孔

4 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)中，需要掌握兩個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，見圖3。第一是兩種工作狀態(tài)的要點(diǎn)，第二是模塊組設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

4．1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)一

（1）塔起至垂直時(shí)有錐銷裝置定位，可自動定心，見圖1的件2錐銷；

（2）塔落至水平時(shí)有導(dǎo)向裝置定位，可自動定心，見圖1的件4導(dǎo)向座和件5梯形導(dǎo)向體；

（3）當(dāng)油缸起落塔，進(jìn)行第一工作狀態(tài)時(shí)，插安全鎖銷，見圖3的件4起落塔鎖銷；

圖2 單缸調(diào)塔斜孔鉆進(jìn)

圖3 單缸雙用途平面示意

（4）當(dāng)塔隨主機(jī)回轉(zhuǎn)器同時(shí)調(diào)整斜孔，進(jìn)行第二工作狀態(tài)時(shí)（斜孔鉆進(jìn)），插安全鎖銷，見圖3的件1斜孔調(diào)整鎖銷。

4．2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)二

（1）布置模塊組的相互位置時(shí)，控制整機(jī)重心達(dá)到行走基本均衡；

（2）動力的考慮，應(yīng)使爬坡能力達(dá)到30°；

（3）動力和轉(zhuǎn)速的考慮，應(yīng)使行走速度，每小時(shí)不小于2km。

5 設(shè)計(jì)意義

提高地質(zhì)勘探工作效率，是行業(yè)內(nèi)人人追求的目標(biāo)。勘探工作效率的提高，涉及面很廣，其中鉆探設(shè)備鉆進(jìn)性能的優(yōu)劣，對提高勘探效率至關(guān)重要。大家在注重鉆探設(shè)備鉆進(jìn)性能的同時(shí)，還要看鉆探設(shè)備是否便于安裝、拆卸和搬遷。該履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)，用油缸起落塔，調(diào)整塔打斜孔，液壓驅(qū)動履帶自行行走，從起落塔，調(diào)角度打斜孔到移孔位，只需一人操作就能完成，十分方便。而用傳統(tǒng)的機(jī)、塔分離的辦法，一般要經(jīng)歷組裝、立塔或拆、落鉆塔的幾個(gè)過程，均需多人及吊裝設(shè)備才能完成。該履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)，單缸雙作用，單成本雙功效，實(shí)現(xiàn)兩種截然不同工作狀態(tài)的功能效果，在地質(zhì)勘探工作中具有十分重要的意義。

該履帶立軸式塔機(jī)一體巖心鉆機(jī)，僅用一個(gè)人操作就能完成。大大節(jié)省了搬運(yùn)、拆裝過程的輔助勞力和設(shè)備，基本實(shí)現(xiàn)了拆、裝鉆塔的相對零費(fèi)用。該機(jī)提高了勘探工作的效率。為地質(zhì)巖心勘探裝備向模塊化設(shè)計(jì)，邁進(jìn)了一大步。