DM45鉆機(jī)的常見故障排除方法分析

郭圣通

摘 要 DM45 是履帶式液壓頂部驅(qū)動(dòng)的多桿成孔牙輪鉆機(jī)，系統(tǒng)原理為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)和液壓系統(tǒng)。受鉆機(jī)使用環(huán)節(jié)存在的故障問題影響，嚴(yán)重阻礙了掘進(jìn)進(jìn)度。本文概述了DM45鉆機(jī)的基本情況，分析了DM45鉆機(jī)的常見故障種類，總結(jié)了DM45鉆機(jī)的常見故障排除方法，以為DM45鉆機(jī)日常運(yùn)維及其正常工作提供可行性借鑒。

關(guān)鍵詞 DM45鉆機(jī) 爆破孔鉆 液壓系統(tǒng) 鉆機(jī)故障

中圖分類號(hào)：P634.6+9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）06-0008-03

在大多數(shù)露天礦山和采石場中，覆蓋層和礦體及巖石爆破孔鉆進(jìn)作為一項(xiàng)關(guān)鍵工作，受爆破孔鉆機(jī)在尺寸、動(dòng)力功率、鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)和運(yùn)載等方面的差異，鉆進(jìn)效率不一。DM45 是履帶式液壓頂部驅(qū)動(dòng)的多桿成孔牙輪鉆機(jī)，專為爆破孔鉆進(jìn)而設(shè)計(jì)。DM45 使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)和液壓系統(tǒng)。關(guān)于其常見故障排除方法的分析，可為保障鉆機(jī)的正常工作提供條件?，F(xiàn)就DM45鉆機(jī)的常見故障排除方法分析如下：

1 DM45鉆機(jī)概況

DM45 是履帶式液壓頂部驅(qū)動(dòng)的多桿成孔牙輪鉆機(jī)，專為爆破孔鉆進(jìn)而設(shè)計(jì)。DM45 使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)和液壓系統(tǒng)。DM45 提供高風(fēng)壓和低風(fēng)壓配置，以滿足三牙輪鉆頭或潛孔錘鉆進(jìn)需求。牙輪或潛孔錘鉆進(jìn)，孔徑可達(dá) 9 英寸（229mm）。電液控制器位置更符合人體工程學(xué)原理。DM45 提供高風(fēng)壓和低風(fēng)壓配置，以滿足的三牙輪鉆頭或潛孔錘鉆進(jìn)需求;選用角度鉆進(jìn)環(huán)節(jié)，以新的駕駛室設(shè)計(jì)可使操作員清楚地觀察鉆進(jìn)平臺(tái);動(dòng)力裝置最大程度地提高了機(jī)械效率，防止部件承受鉆進(jìn)和推進(jìn)沖擊負(fù)荷;為滿足最惡劣的鉆孔條件而不損耗動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和空壓機(jī)的完美組合。其中鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)如表1所示。

2 DM45鉆機(jī)的常見故障種類

DM45鉆機(jī)的使用壽命，受其本身質(zhì)量、日常維護(hù)等影響。現(xiàn)就DM45鉆機(jī)常見故障種類分析如下：

2.1 斷鉆桿

鉆桿損壞嚴(yán)重，無法繼續(xù)使用，需停工修復(fù)或更換鉆桿，恢復(fù)施工強(qiáng)度削弱。且鉆桿已彎曲，易斷裂。

2.2 沖擊器不響

維護(hù)好卷揚(yáng)機(jī)、打樁機(jī)、沖孔樁機(jī)能，對(duì)保障正常工作工況，延長設(shè)備使用壽命，保障使用中的安全性能提升，防范可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作等對(duì)企業(yè)造成的人員及其物質(zhì)損失。

基于原因進(jìn)行檢查，提升沖擊器距離，以減少排氣阻力，將水吹出一部分，必要時(shí)，可卸下沖擊器并進(jìn)行清洗/更換零件。

2.3 卡鉆

受復(fù)雜地形影響，在正常鉆進(jìn)中機(jī)器受釬頭斷翼、新?lián)Q釬頭過大、機(jī)器位移/鉆具在孔中鑿巖偏斜;鉆進(jìn)過程中受石塊掉落/大裂隙、溶洞等影響;泥夾石的地帶粉塵且不易排出;長時(shí)間停鉆未吹凈巖粉，導(dǎo)致鉆具為沖擊器埋沒。

2.4 釬頭問題

鉆桿跳動(dòng)引發(fā)的碎片掉落、釬頭被掉落的石頭擊傷，從外表判斷是否掉合金柱，鉆桿跳動(dòng)較有節(jié)奏。

3 DM45鉆機(jī)常見故障排除方法

3.1 針對(duì)性排除

3.1.1 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)壓力不足

調(diào)壓閥疲勞要調(diào)整限位螺母或更換彈簧;若調(diào)壓閥座錐損壞或卡死，要拆下調(diào)壓閥套簡檢修。

3.1.2 鉆機(jī)聯(lián)軸節(jié)發(fā)熱，彈性圈過度磨損

受鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)與離合器裝配影響，同軸度差，需要提高裝配同軸度;及時(shí)更換磨損件。

3.1.3 鉆機(jī)油泵啟動(dòng)后不上油/油量不足

先排檢油箱內(nèi)油量是否不足/無油，加油至油位線故障仍未排除者，需排查過濾器是否堵塞;查看油箱通氣孔是否堵塞或吸油管接頭松動(dòng)、進(jìn)氣等。

3.1.4 鉆機(jī)卷揚(yáng)機(jī)抱閘打滑

及時(shí)清除抱閘帶內(nèi)面上油污，需及時(shí)清除抱閘內(nèi)表面;若鉆機(jī)抱閘內(nèi)無油污，需檢查制動(dòng)帶和閘輪間隙，如過松需適當(dāng)調(diào)緊。

3.1.5 鉆機(jī)離合器打滑

摩擦片過度磨損/破裂/壓緊彈簧老化或斷裂，需檢修鉆機(jī)摩擦片。

3.1.6 鉆機(jī)油泵發(fā)熱和磨損

及時(shí)修理和更換油泵，油粘度過高/過低中，嚴(yán)格按說明書規(guī)定用油;檢查鉆機(jī)油泵的傳動(dòng)裝置，提高裝配精度。

3.1.7 液壓系統(tǒng)問題

油溫過高，油箱內(nèi)油液過少或油泵損壞，要加油或修理油泵;要合理選用工作泵，按說明書推薦工作壓力。

3.2 掌握爆破鉆孔基本操作技巧

加強(qiáng)對(duì)鉆孔技術(shù)的研究和探索，對(duì)有效控制掘進(jìn)速度、提升掘進(jìn)質(zhì)量等發(fā)揮了關(guān)鍵性效果。嚴(yán)格光爆的每一道工序組織，使鉆孔機(jī)手熟練掌握鉆孔機(jī)性能、構(gòu)造和操作方法。根據(jù)選出的孔位和各光爆孔參數(shù)準(zhǔn)確的實(shí)施鉆孔作業(yè)。具體轉(zhuǎn)孔中，要嚴(yán)格準(zhǔn)備、定位、開口、穿進(jìn)、拔釬、移位六步鉆孔方法。

3.3 保證鉆孔質(zhì)量

鉆孔前應(yīng)準(zhǔn)確地將中心線、腰線引至作業(yè)面，定出周國邊孔和緊靠周邊孔的一圈二周邊孔位置，并作出明顯標(biāo)志。在拱頂鉆正，其需在距作業(yè)面1m處懸掛臨時(shí)中心線，保持炮孔沿坑道中心線鉆進(jìn)效能，在孔內(nèi)插入炮棍等作為方向性標(biāo)志。鄰近擴(kuò)大孔也應(yīng)打得平直。預(yù)量鉆桿長度，做好記號(hào)，在各孔孔底落平面上，防范周圍邊深度>鄰近孔深度擴(kuò)大面積。

3.4 合理支架軸向推力和角度控制

掘進(jìn)作業(yè)中，硬巖有800～900N推力，軟巖600～ 700N的推力。鉆機(jī)和支架間角度需根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，在硬巖中一般保持130°～140°間（鉆機(jī)支架與抗道成40°～50°）;軟巖保持在120°～130°間（鉆機(jī)支架與坑道成50°～60°），打底眼不受角度范圍限制，可根據(jù)情況選定。

3.5 提高鉆孔速度和質(zhì)量

鉆孔作業(yè)中，要求對(duì)拉風(fēng)水管、安鉆、開鉆、換鉆、移動(dòng)支架、交換位置進(jìn)行快速排查;日常對(duì)鉆機(jī)、支架、維修風(fēng)水管、鉆孔質(zhì)量、險(xiǎn)情等加大力度;對(duì)殘孔、石縫、軟夾層、破碎帶等進(jìn)行規(guī)避。

3.6 基于實(shí)際工程的鉆孔問題故障排查措施

斷鉆桿處理方法：加鉆桿時(shí)應(yīng)注意檢查鉆桿磨損過大和已彎曲并停止使用。沖擊器不響故障排除：基于原因進(jìn)行檢查，將沖擊器提升一段距離上，以減少排氣阻力，將水吹出一部分，必要時(shí)，將沖擊器卸下清洗/更換零件。另外，要避免鉆機(jī)左右擺動(dòng)和上下跳躍，堅(jiān)持三點(diǎn)一線;作業(yè)人員交接中，要在減低氣門或在停風(fēng)后進(jìn)行，選用鉆桿時(shí)注意質(zhì)量檢查。

夾鉆故障排除上，要合理地進(jìn)行眼孔角度控制;確保鉆機(jī)供水不斷線，及時(shí)排出巖粉;巖粉變成黑色或鉆機(jī)停滯時(shí)，檢查鉆頭，及時(shí)更換斷刃;發(fā)現(xiàn)三角眼應(yīng)立即調(diào)整回彈簧;保持1～2小時(shí)加油一次，使機(jī)身溫度處于40℃～70℃。鉆機(jī)噴水控制上，要經(jīng)常將儲(chǔ)氣包中存的水從排水閥中排除;及時(shí)更換損壞的及時(shí)水針。選擇鉆桿尾部規(guī)格選擇鉆機(jī)時(shí)，鉆頭、鉆桿的結(jié)合應(yīng)牢固，及時(shí)加注潤滑油更換鉆頭。

3.7 掌握故障排除方法

當(dāng)鉆機(jī)在工作中出現(xiàn)故障時(shí)需及時(shí)處理、正確應(yīng)對(duì)，盡量減少不必要的損失，以確保生產(chǎn)安全。在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體情況，綜合分析、準(zhǔn)確判斷、及時(shí)處理，而掌握鉆機(jī)故障處理方法至關(guān)重要。

3.8 鉆機(jī)使用中的注意事項(xiàng)控制

在鉆機(jī)鉆孔中，禁止反轉(zhuǎn)動(dòng)力頭，必要時(shí)停工拆卸情形下，方能達(dá)到液壓夾持器夾緊鉆桿效果。軸承、油泵、馬達(dá)、電動(dòng)機(jī)等子部件的溫度控制中，溫度需≤60℃ ，油溫需≤50℃ ，還需停機(jī)檢查并予以處理。

各壓力表所指示壓力的變動(dòng)中，需結(jié)合相關(guān)情形后方能進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。針對(duì)出現(xiàn)的過載現(xiàn)象進(jìn)行節(jié)流閥調(diào)節(jié)，降低推進(jìn)速度，減少負(fù)荷量;當(dāng)回油壓力>0.8MPa時(shí)，要停機(jī)清洗或更換過濾器濾芯。

鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)異常聲響或動(dòng)力頭大幅度振動(dòng)、機(jī)架擺動(dòng)、立柱框架晃動(dòng)等，均應(yīng)停機(jī)檢查并盡快處理。

安全運(yùn)行操作環(huán)節(jié)，需嚴(yán)格規(guī)定記號(hào)，對(duì)規(guī)定的程序操作予以控制，以有效防范和避免過快換向?qū)е碌囊簤簺_擊對(duì)機(jī)件的損傷。

觀察油箱油位指標(biāo)，針對(duì)出現(xiàn)<標(biāo)定位的油位，需立即停機(jī)加油。

4 研究綜述

結(jié)合現(xiàn)有鉆機(jī)控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)泵站遠(yuǎn)程啟停及故障監(jiān)測，設(shè)計(jì)出一種基于S7-1200 PLC、比例放大器和組態(tài)屏等關(guān)鍵元器件的頂驅(qū)鉆機(jī)電控系統(tǒng)，可完全實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵站的遠(yuǎn)程啟?？刂?、狀態(tài)監(jiān)測以及在動(dòng)力頭無級(jí)調(diào)速的全過程中，均可以保證當(dāng)前轉(zhuǎn)速下動(dòng)力頭輸出的扭矩最大，鉆機(jī)輸出性能最佳，操作靈活性顯著提高[1]。本文基于鉆機(jī)結(jié)構(gòu)原理、選型計(jì)算、失效形式及故障成因進(jìn)行了闡述和分析，并說明了設(shè)計(jì)及使用過程中的預(yù)防措施及注意事項(xiàng)[2]。聯(lián)合應(yīng)用自動(dòng)化鉆機(jī)管柱輸送系統(tǒng);通過DP數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)動(dòng)力貓道控制主站與輸送機(jī)械手控制從站的融合;軟件程序采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，各模塊相互獨(dú)立;自動(dòng)化鉆機(jī)管柱輸送控制系統(tǒng)硬件運(yùn)行穩(wěn)定，有效避免了外部電氣故障對(duì)控制部分的干擾與破壞;軟件各模塊間的抗干擾能力強(qiáng)、程序運(yùn)行良好;管柱輸送用時(shí)45 s，定位精度高于0.2°，一次輸送交接成功率大于95%，實(shí)現(xiàn)了管柱無人化高效自動(dòng)輸送[3]。在鉆修作業(yè)前，可以通過有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估手段，提前識(shí)別設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)處理設(shè)備故障，提高后續(xù)作業(yè)效率?；谀：C合評(píng)價(jià)法，建立了海洋液壓鉆機(jī)綜合評(píng)價(jià)模型，給出了各個(gè)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重，評(píng)估結(jié)果符合現(xiàn)場實(shí)際情況[4]。

針對(duì)鉆機(jī)在調(diào)試、使用過程中出現(xiàn)行走速度不穩(wěn)定的故障，通過檢查管路、測試關(guān)鍵點(diǎn)的輸出壓力和液壓泵的輸出特性，結(jié)合行走液壓系統(tǒng)原理，最終確定差速閥組的內(nèi)泄是導(dǎo)致故障的主要原因。在更換差速閥組后，故障排除，行走系統(tǒng)恢復(fù)正常[5]。利用VB程序語言和Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)，設(shè)計(jì)完成一套具備故障推理能力，以診斷知識(shí)庫為核心的鐵鉆工故障診斷系統(tǒng);通過現(xiàn)場工程實(shí)例驗(yàn)證，該系統(tǒng)能幫助現(xiàn)場操作人員快速排除鐵鉆工在工作過程中出現(xiàn)的故障，縮短故障排除時(shí)間，提高故障診斷準(zhǔn)確率;鐵鉆工故障診斷系統(tǒng)既可以作為一個(gè)獨(dú)立的故障診斷系統(tǒng)使用，又可作為一個(gè)單設(shè)備故障診斷模塊集成到整套鉆機(jī)的故障診斷系統(tǒng)中[6]?；诘V用水平定向鉆機(jī)智能化電控系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)涵蓋微處理器、電壓電流檢測模塊、安全柵采集模塊、漏電閉鎖模塊、漏電流檢測模塊和先導(dǎo)模塊;系統(tǒng)應(yīng)用后，對(duì)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程和就地啟停控制及遠(yuǎn)程先導(dǎo)保護(hù)等基本功能;電流采集精度高，誤差小于2%;故障識(shí)別準(zhǔn)確，漏電閉鎖保護(hù)和過載保護(hù)動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠[7]。采用對(duì)關(guān)鍵液壓元件進(jìn)出口壓力與流量實(shí)時(shí)監(jiān)控的方法，對(duì)電控元件通信、控制及精度周期性監(jiān)控的方法，在控制器內(nèi)比對(duì)判定監(jiān)控元件的故障狀態(tài)，提高遙控鉆機(jī)的綜合施工效率[8]。

上文概述了DM45鉆機(jī)的基本情況，分析了DM45鉆機(jī)的常見故障種類，總結(jié)了DM45鉆機(jī)的常見故障排除方法，在實(shí)際的工程建設(shè)中，基于故障分析的排除方法，收到了較佳的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮景浦，陳云，馬柯峰，等.TD2000/1200頂驅(qū)鉆機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2021，42（08）：18-21.

[2] 王杰.板式冷卻器在礦用全液壓鉆機(jī)中的應(yīng)用及失效分析[J].煤礦機(jī)械，2021，42（05）：145-147.

[3] 夏輝，李勇，王議，等.自動(dòng)化鉆機(jī)管柱輸送控制系統(tǒng)的研制[J].石油機(jī)械，2020，48（07）：56-60.

[4] 沈理旭，袁征，羅衡.海洋液壓鉆機(jī)綜合評(píng)價(jià)模型及應(yīng)用[J].石油礦場機(jī)械，2020，49（02）：76-78.

[5] 趙升噸，陳逢雷，王松，等.膠輪式鉆機(jī)閉式行走液壓系統(tǒng)故障分析及排除[J].煤礦機(jī)械，2020，41（01）：171-173.

[6] 梁順安，李汶東，張強(qiáng)，等.鐵鉆工故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].液壓氣動(dòng)與密封，2020，40（07）：81-85.

[7] 劉鑄，栗林波，杜建榮，等.礦用水平定向鉆機(jī)智能化電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化，2021，47（06）：91-95，102.

[8] 張剛.遙控鉆機(jī)電液控制系統(tǒng)故障監(jiān)控[J].煤礦安全，2021，52（05）：154-157.