芬蘭多福（Doofor）液壓鑿巖機(jī)述評

(北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京100083）

1 芬蘭多福公司與杭州海聚公司簡介

芬蘭多福（Doofor）公司成立于1987年，從1993年開始，多福公司推出了多款液壓鑿巖機(jī)，沖擊功率級別范圍為5-25 kW。多福系列液壓鑿巖機(jī)是多福公司獨(dú)立開發(fā)的產(chǎn)品，遺傳北歐基因，秉承了斯堪的納維亞國家精密制造，注重細(xì)節(jié)的傳統(tǒng)。多福液壓鑿巖機(jī)配用在露天鑿巖鉆機(jī)、挖改鉆機(jī)、石材鉆機(jī)、鑿巖臺(tái)車、TBM超前鉆機(jī)、破拆及緊湊型鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)、地質(zhì)鉆機(jī)和高爐開鐵口機(jī)等，多福液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品及其零部件銷往世界各國。

多福液壓鑿巖機(jī)2010年進(jìn)入中國，在目前中國市場上，多福液壓鑿巖機(jī)是使用量和聲譽(yù)僅次于安百拓、山特維克、蒙特貝的外國品牌。已經(jīng)在中國20多家公司主機(jī)產(chǎn)品上配套使用或試用，用戶有：湖南五新隧裝、徐工鐵路裝備、唐山東方液壓、陜西黃通、石家莊南車、山河智能、重慶聚亨機(jī)械、桂林華力重工、中水電基礎(chǔ)局、中煤科工（重慶和西安）、冀凱裝備、石家莊中煤、廣西徐沃、杭州海聚等。

但是多福鑿巖機(jī)的銷售數(shù)量，銷售型號，用戶現(xiàn)場使用反饋意見，完成的鑿巖鉆孔工程量等報(bào)道，筆者還沒有在媒體和網(wǎng)絡(luò)上查到。

杭州海聚動(dòng)力科技公司（Hangzhou Mobile Hydraulic Power Technology Co.,Ltd.,英文縮寫：MHP），是一家以液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)為核心的高科技企業(yè)，前身為芬蘭Oy GoSharing Ltd.。于2003年10月成立。2007年公司的主要成員轉(zhuǎn)移到中國杭州發(fā)展，提供專用車輛和工程機(jī)械液壓與控制系統(tǒng)整體解決方案。海聚公司總經(jīng)理孫威畢業(yè)于浙江大學(xué)，留學(xué)芬蘭，獲得芬蘭博士學(xué)位，與芬蘭工業(yè)界有密切聯(lián)系。

2011年開始，海聚公司代理銷售芬蘭多福液壓鑿巖機(jī)，提供配套的液壓系統(tǒng)方案及安裝方案和售后服務(wù)。圖1是海聚公司生產(chǎn)總監(jiān)在芬蘭多福公司，圖2是多福公司首席技師在杭州海聚公司。

圖1 海聚公司生產(chǎn)總監(jiān)在芬蘭多福公司（2011年6月）

圖2 多福公司首席技師在杭州海聚公司（2011年10月）

2 多福液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品型號匯總

根據(jù)海聚公司資料介紹，2010年以前多福鑿巖機(jī)有7個(gè)型號，2010年多福鑿巖機(jī)有9個(gè)型號，2012年多福鑿巖機(jī)有11個(gè)型號，眼下究竟有多少個(gè)型號，沒有現(xiàn)成資料。多福鑿巖機(jī)型號資料頗為混亂，同一產(chǎn)品，不同年份資料上的型號不一定相同。不同的資料，型號的個(gè)數(shù)不同，不容易整理清楚。表1是筆者收集到的多福鑿巖機(jī)型號匯總（資料收集截止時(shí)間為2020-2-27）。

產(chǎn)品的功率級別有10個(gè)，基本型號有21個(gè)，可選型號共15個(gè)，共有型號36個(gè)。其中33個(gè)型號資料來自于多福公司網(wǎng)站，3個(gè)型號來自于海聚公司網(wǎng)站?；拘吞柺亲钪饕男吞?，可選型號是次要型號。

3 多福鑿巖機(jī)產(chǎn)品型號的詮釋

鑿巖機(jī)產(chǎn)品型號由字母和數(shù)字組成，產(chǎn)品型號組成中的數(shù)字最好能夠直接反映最主要的技術(shù)參數(shù)，便于用戶與經(jīng)銷商記憶與識(shí)別，數(shù)字一般應(yīng)該反映以下技術(shù)參數(shù)：

（1）鑿巖機(jī)的沖擊功率，如安百拓公司液壓鑿巖機(jī)RD18，RD22，COP1838。

（2）釬尾規(guī)格，如安百拓公司液壓鑿巖機(jī)COP1838，COP1840，COP2560。

（3）鑿巖機(jī)重量，如中國液壓鑿巖機(jī)YYG150，YYG175，YYG180。

（4）適宜鑿巖孔徑，目前還沒有找到實(shí)例。

沒有查到可以完整解讀多福鑿巖機(jī)型號的組成和含義的多福公司資料。筆者試圖分析和解讀多福鑿巖機(jī)型號的組成方式和含義，不一定正確，求指正，也不一定全面，供參考。

多福鑿巖機(jī)產(chǎn)品型號的含義詮釋見表2，產(chǎn)品型號是由公司代碼+基本型號+可選型號3個(gè)部分組成。其中第1部分是公司的代碼，是不變代碼。第2部分是基本型號，由功率代碼（可變代碼）和結(jié)構(gòu)代碼（可變代碼）組成，都是不可省略的。第3部分是可選型號，由一級可選代碼和二級可選代碼組成，都是可省略的。

表1 多福鑿巖機(jī)型號匯總

表2 多福鑿巖機(jī)型號含義詮釋

4 基本型號的多福鑿巖機(jī)

4.1 采用陰螺紋釬尾的多福鑿巖機(jī)

只有DF430F,DF530F 兩種型號多福鑿巖機(jī)采用陰螺紋釬尾，圖3中，左上圖采用陰螺紋釬尾，右下圖采用陽螺紋釬尾。一般只有小型鑿巖機(jī)采用陰螺紋釬尾，沖擊功率不大于10 kW，孔徑不大于45 mm。

4.2 地質(zhì)鉆進(jìn)用的多福鑿巖機(jī)

3種型號DF540G，DF550G，DF560G多福鑿巖機(jī)是專為地質(zhì)巖芯鉆機(jī)、熱井鉆機(jī)配套用的液壓鑿巖機(jī)，因?yàn)闆]有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此稱為液壓沖擊器更為貼切，DF550G 外形見圖4。

4.3 低中心高的多福鑿巖機(jī)

圖3 陰螺紋釬尾（DF430F）與陽螺紋釬尾（DF430S）

圖4 DF550G液壓鑿巖機(jī)

多福低中心高液壓鑿巖機(jī)有6個(gè)型號：DF530L，DF538L，DF540L，DF550L，DF560L，DF580L。

中心高就是釬尾中心軸線到鑿巖機(jī)機(jī)身最高點(diǎn)的距離，低中心高鑿巖機(jī)的中心高一般不大于85 mm。低中心高鑿巖機(jī)適用于地下巷道和隧道掘進(jìn)鑿巖，當(dāng)然也可以用于露天鑿巖。而露天使用的鑿巖機(jī)不一定適用于巷道和隧道掘進(jìn)鑿巖。

DF550L的高度尺寸很小，最大高度只有84 mm，旁側(cè)供水或供氣，可以采用空氣和水沖洗，沖洗零部件采用塑料和青銅材料，以利于防銹，外形見圖5。圖6是DF560L液壓鑿巖機(jī)

4.4 標(biāo)準(zhǔn)型號的多福鑿巖機(jī)

多福鑿巖機(jī)標(biāo)準(zhǔn)型號共有7種：DF430S、DF500S、DF530S、DF538S、DF600S、DF700S、DF800S，是基本型號中數(shù)量最多的類型，標(biāo)準(zhǔn)型號的沖擊功率范圍是5-25 kW，孔徑范圍是36-127 mm。

標(biāo)準(zhǔn)型號采用外螺紋釬尾連接釬桿，釬桿與釬尾采用螺紋連接，可接多根釬桿，打深孔。一般采用旁側(cè)供水或供氣結(jié)構(gòu)，采用空氣或水排渣。

圖5 DF550L液壓鑿巖機(jī)

圖6 DF560L液壓鑿巖機(jī)

圖7 DF500S液壓鑿巖機(jī)

S型（標(biāo)準(zhǔn)型）鑿巖機(jī)可能是鑿巖機(jī)最初的型號，F(xiàn)型（陰螺紋型）及L型（低中心型），為S型的變形。

孔徑45 mm 以下的鑿巖機(jī)中心高比較小，可用于露天鑿巖，也可用于巷道掘進(jìn)鑿巖等工況。DF500S外形見圖7，DF530S外形見圖8。

圖8 DF530S液壓鑿巖機(jī)

孔徑45 mm 以上的鑿巖機(jī)的中心高很大，主要用于露天鑿巖鉆孔，DF550S外形見圖9，DF600S外形見圖10，DF800S外形見圖11，DF800S是2016年推出的，設(shè)計(jì)上有不少創(chuàng)新。

4.5 采用內(nèi)六角夾釬器的多福鑿巖機(jī)

圖9 DF550S液壓鑿巖機(jī)

圖10 DF600S液壓鑿巖機(jī)

圖11 DF800S液壓鑿巖機(jī)

采用內(nèi)六角夾釬器的多福鑿巖機(jī)共有3種型號：DF430X、DF500X、DF530X。

內(nèi)六角釬桿夾持方式和手持式、支腿式氣動(dòng)鑿巖機(jī)是一樣的，直接用內(nèi)六角夾頭固定釬桿，鑿巖孔徑不大于45 mm，釬桿規(guī)格為108×22或108×25，只能用一根六角釬桿作業(yè)，適合于淺孔鑿巖，采用中心供水或供氣方式排渣，主要應(yīng)用于采石打炮眼、錨桿支護(hù)鉆孔。

圖12是DF430X液壓鑿巖機(jī)，圖13是DF530X液壓鑿巖機(jī)。

圖12 DF430X液壓鑿巖機(jī)

圖13 DF530X液壓鑿巖機(jī)

5 一級可選代碼的多福鑿巖機(jī)

5.1 BLT（沖洗頭變體）選項(xiàng)

多福鑿巖機(jī)除了標(biāo)準(zhǔn)沖洗頭之外，還有三種變體：應(yīng)用于打錨桿孔的短沖洗頭，帶額外沖洗密封的長沖洗頭，注漿用的特殊沖洗頭。多福低中心鑿巖機(jī)DF540L、DF550L、DF560L 可以選配變體沖洗頭，BLT代碼并不能表示是哪一種變體，還要用文字說明。

當(dāng)然不同長度沖洗頭，需要配用不同長度的釬尾，短沖洗頭也可以采用陰螺紋釬尾。圖14是標(biāo)準(zhǔn)沖洗頭，圖15是短沖洗頭（配陰螺紋釬尾）。

5.2 EXT（拔釬器）選項(xiàng)

圖14 標(biāo)準(zhǔn)沖洗頭

圖15 短沖洗頭（配陰螺紋釬尾）

EXT選項(xiàng)是在鑿巖機(jī)上加裝拔釬器(反錘)。拔釬器將釬尾拉回沖擊位置，使鑿巖機(jī)卡釬時(shí)能更有效地把釬桿從巖石中拔出來。標(biāo)準(zhǔn)沖洗頭的DF540L、DF550L和DF560L 鑿巖機(jī)，可以選配EXT 拔釬器。

6 二級可選代碼的多福鑿巖機(jī)

標(biāo)準(zhǔn)鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)都是單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，如果需要更大回轉(zhuǎn)扭矩，可以選擇二級可選代碼2M。2M 鑿巖機(jī)的齒輪箱總成中采用兩個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。DF540L、DF550L和DF560L 鑿巖機(jī)均可選配雙馬達(dá)（2M）。雙馬達(dá)（2M）也可以與BLT 沖洗頭或EXT 拔釬器一起作為組合使用。圖16是雙馬達(dá)的液壓鑿巖機(jī)。

7 多福液壓鑿巖機(jī)的性能特點(diǎn)

7.1 低壓大流量

多福鑿巖機(jī)沖擊壓力范圍是100-140 bar，明顯低于安百拓公司液壓鑿巖機(jī)的200-250 bar，也低于山特維克鑿巖機(jī)的沖擊壓力。多福公司認(rèn)為低壓大流量設(shè)計(jì)，有許多優(yōu)點(diǎn)，諸如元件工藝精度要求較低，內(nèi)泄露少，效率高，元件壽命長等。

圖16 雙馬達(dá)的液壓鑿巖機(jī)

與多福公司的設(shè)計(jì)理念不同，筆者認(rèn)為最好盡可能提高鑿巖機(jī)工作壓力。與鑿巖機(jī)配套的露天鉆機(jī)，地下臺(tái)車，液壓挖掘機(jī)，系統(tǒng)壓力范圍普遍為250-350 bar，也有高達(dá)350-450 bar的，如果鑿巖機(jī)壓力過低，可能要加減壓閥，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性。

如果降低系統(tǒng)壓力，以適應(yīng)鑿巖機(jī)的低壓，勢必要增大系統(tǒng)流量，液壓泵、液壓閥和油缸的規(guī)格尺寸都要隨之加大，整個(gè)系統(tǒng)的重量體積都要加大，成本也要加大。

液壓技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)不斷提高系統(tǒng)工作壓力的過程。挖掘機(jī)壓力在1970年代只有63 bar，現(xiàn)在普遍達(dá)到300 bar 以上。高壓小流量可以提高元件的功率密度（輸出功率與元件重量之比），也減少了液流流動(dòng)阻力，提高了系統(tǒng)效率。

7.2 高頻沖擊

為了提高鑿巖機(jī)的沖擊功率和鑿孔速度，而又保持鉆具足夠的使用壽命，只能提高沖擊頻率。有些安百拓液壓鑿巖機(jī)沖擊頻率已經(jīng)達(dá)到100-140 Hz。不斷提高沖擊頻率，是鑿巖機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢。

據(jù)稱多福是全球最早采用高頻沖擊技術(shù)的廠家，據(jù)說多福鑿巖機(jī)最高沖擊頻率已經(jīng)達(dá)到100-120 Hz。

沖擊頻率與沖擊能量是實(shí)測參數(shù)，是反映鑿巖機(jī)性能高低的主要指標(biāo)。沖擊能量的測試比較困難，但是沖擊頻率的測試是比較容易的，其他公司的鑿巖機(jī)產(chǎn)品大都公布其沖擊頻率數(shù)據(jù)。多福鑿巖機(jī)特別聲稱以高頻沖擊為其特點(diǎn)，但遺憾的是在多福公司網(wǎng)站的資料中，很難查到?jīng)_擊頻率的數(shù)據(jù)，更難查到?jīng)_擊能的數(shù)據(jù)。

多福鑿巖機(jī)只標(biāo)注了沖擊功率數(shù)據(jù)，沖擊頻率與沖擊能都不標(biāo)注，沖擊功率數(shù)據(jù)是沖擊頻率與沖擊能量的乘積，是一個(gè)計(jì)算參數(shù)，而非實(shí)測參數(shù)。不知道鑿巖機(jī)的沖擊功率數(shù)據(jù)是如何得到的。

8 多福液壓鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

8.1 DF550S沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

圖17是DF550S沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，由圖可見，活塞零件號為1727808，活塞外形呈梯形。配流閥零件號為2932045，配流閥為套閥，套在活塞上，與活塞同軸線。DF550S沖擊機(jī)構(gòu)帶殼體內(nèi)裝有缸套，殼體零件號為2443065，缸套零件號為2586010。

8.2 梯形活塞形狀

活塞零件號為1727808，可見活塞外形呈梯形。梯形活塞設(shè)計(jì)，使活塞對力的傳遞更加有效，多福鑿巖機(jī)活塞能夠在每一個(gè)沖程的最后時(shí)刻產(chǎn)生最大沖擊力。圖18是多福液壓鑿巖機(jī)活塞的形狀與沖擊力示意圖。

8.3 三通套閥

配流閥零件號為2932045，配流閥為套閥，可以推論鑿巖機(jī)是前腔常高壓，后腔配流的工作原理。套閥為三通閥，結(jié)構(gòu)簡單。閥的直徑大，閥與活塞的液流通道距離最短，減少液壓流動(dòng)功率損失。

圖17 DF550S沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

圖18 多福液壓鑿巖機(jī)活塞的形狀與沖擊力

8.4 鑄鋼殼體

殼體零件號為2443065，缸套零件號為2586010。因?yàn)椴捎昧烁滋?，殼體可以采用鑄造成形，使得殼體結(jié)構(gòu)形狀的合理均衡設(shè)計(jì)成為可能，鑿巖機(jī)的殼體既輕又小，最大程度地利用材料，但強(qiáng)度卻很大。

9 多福液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

9.1 液壓馬達(dá)靈活布置

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，簡單可靠，布置緊湊?？梢赃x擇左側(cè)安裝液壓馬達(dá)，也可以選擇右側(cè)安裝，方便鑿巖鉆車的設(shè)計(jì)。還可以選擇雙側(cè)同時(shí)安裝液壓馬達(dá)，以提供更大扭矩。

9.2 低中心高

中心高就是釬尾中心軸線到齒輪箱最高點(diǎn)的距離，據(jù)稱，世界上同功率鑿巖機(jī)相比，多福鑿巖機(jī)中心高最小。有利于減少隧道和巷道的欠挖或超挖。遺憾的是，中心高這個(gè)重要外形參數(shù)，在低中心高型號鑿巖機(jī)參數(shù)表中沒有明確標(biāo)注。對于隧道和巷道掘進(jìn)的斷面邊孔布置來說，鑿巖機(jī)中心高參數(shù)是不可缺少的。

10 小結(jié)

（1）多福鑿巖機(jī)沖洗頭除了標(biāo)準(zhǔn)型之外，還有三種變體可供選擇，有利于用戶使用。

（2）用于地質(zhì)鉆機(jī)的液壓沖擊器，可能是多福公司獨(dú)有的產(chǎn)品。

（3）低壓大流量設(shè)計(jì)理念是否符合液壓鑿巖機(jī)發(fā)展趨勢，值得討論。

（4）多福公司沒有公開標(biāo)注鑿巖機(jī)性能參數(shù)（沖擊頻率與沖擊能），是需要改進(jìn)的。

（5）多福液壓鑿巖機(jī)是多福公司獨(dú)立開發(fā)的原創(chuàng)產(chǎn)品，遺傳芬蘭基因，秉承了北歐斯堪的納維亞國家嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、注重細(xì)節(jié)的傳統(tǒng)，值得中國企業(yè)虛心學(xué)習(xí)。

多福是在中國市場排名第四的液壓鑿巖機(jī)品牌，為中國用戶提供了更多的選擇。