KX-150A回转钻机在露天煤矿开采中的应用

  根据缅甸露天煤矿开采的需要及使用特点，我厂新研制了一台 KX-150A 回转钻机。这种钻机是以三翼钻头为破岩刃具，在抗压强度 ≤ 80 MPa 的矿岩上穿凿f 120～f 170mm 爆破炮孔。该钻机结构简单、造价低、操作方便，也适用于国内中、小型露天煤矿穿凿爆破炮孔。
1 工作原理和特点
1.1 钻机的工作原理
钻机通过回转机构和加压、提升机构给钻具施加回转扭矩及轴向压力来破碎矿岩。同时将压缩空气经过钻杆中心孔及钻头喷嘴吹至孔底，将破碎的岩渣排出孔外从而形成炮孔。
1.2 钻机的主要特点
(1) 钻机的行走采用双电机单独驱动的履带式行走机构，与平台采用三支点联接，后横轴为平衡梁，行走、转弯灵活稳定。
(2) 钻机采用顶部回转，油缸—钢丝绳连续加压的滑架式工作机构，回转由三速电机驱动，提升、加压由油缸驱动，因此回转及加压均可按矿岩的硬度来选择所需的转速及进给速度。
(3) 钻架起落采用两个油缸，由一个操纵阀控制,同步起降，结构简单，动作平稳可靠。
(4) 钻机采用单根钻杆，一次穿孔至 11 m，钻孔作业效率高。
(5) 由于钻机加压油缸活塞杆的运动速度与钻具上下移动速度之比为 1∶5，从而大大降低了钻架的高度，增加了钻机的稳定性。
(6) 钻孔作业时，通过调整油压来达到调整钻速的目的。因此，轴压和进给速度都是无级可调的。
(7) 钻机采用双层、隔热、隔音并配有空气增压净化装置的司机室，安全舒适。
2 主要技术参数
KX-150A 回转钻机的主要技术参数见表 1 。
3 主要结构
3.1 行走机构
KX-150A 回转钻机的行走采用双电机单独驱动的履带式行走机构，两台 22 kW 起重型电动机 6 分别通过作为电磁抱闸轮的弹性联轴器 4、二级斜齿轮
减速箱 3、一级开式齿轮 7 和 8、一级链条 9 传动，最后传至履带行走机构。行走传动系统见图 1。这种传动系统效率高、寿命长、维修方便。两履带单独驱动且都是电气控制，操作灵活方便，行走时司机在地面控制手动按钮盒即可动作，也可在操作台上进行。两电机同时使驱动轮正转 ( 即前进)；同时使驱动轮反转 ( 即后退 )；两履带反向转动或一停一转即可转弯，履带采用油缸— 弹簧装置来张紧。

3.2 回转机构
3.2.1 回转机构的组成和工作原理
回转机构是支承回转、加压与提升机构 (连同钻具) 沿钻架上下移动，从而实现回转、加压运动和升降钻具的重要部件，是钻机的核心部分。它的作用是驱动钻具回转，并通过减速器把电动机的扭矩和转速变成钻具钻孔所需的扭矩和转速，配合钻杆进行钻头、钻杆的接卸和向钻具输送压气。KX-150A 回转钻机的回转机构结构如图 2 所示。回转机构是由多速电机、回转减速器、导向装置、钻杆连接器以及进风接头等部件组成。YD225M-8/ 6/ 4 多速电动机 13 通过二级减速齿轮11、12、10、4 驱动钻具回转，钻具所需的轴压力及提升力均是通过与回转机构联接的钢丝绳传输的，钻孔排渣是用压缩空气经过回转减速器上部的进风接头
3、再经中空主轴 9 和中空钻杆进入炮孔底部以进行排渣和冷却钻头。
3.2.2 回转机构的设计特点
由于钻孔工作条件比较恶劣，回转机构极易产生故障。为了保证钻机穿孔工作的正常进行，本钻机的回转机构具有以下特点：
(1) 由于
减速机为立式结构，因此主轴的上、下部分均采用可靠的油、气密封，而且与进风接连接的主轴最上端为双向密封，以防止因压气侵入减速器内造成其密封的损坏和润滑油的泄漏；
(2) 主轴下端联接有可更换接头，避免破坏主轴下端的连接螺纹，延长了主轴寿命；
(3) 回转机构与钻架间采用可调尼龙滑块和可调偏心滚轮导向，使回转小车沿钻架立柱导轨上下移动平稳、灵活；
(4) 因减速器的主轴轴承受较大的轴向力以及因钻具横向冲击对它产生的附加力和弯矩，因此，本回转机构采用了对称的两组 NSK 轴承，使主轴受力均匀，磨损小；
(5) 轴向间隙可通过增减下压盖与箱体间的调整垫来调整，调整简单，装拆方便；
(6) 采用了上支架和下箱体分开的结构，上、下部分仅靠 4 - M20 螺栓联接，不仅结构简单、安装方便，而且加工容易、精度高。
3.3 加压机构
加压、提升机构是钻机的主要工作机构之一。其作用是给钻具施加足够的轴压力，并在回转机构的配合下实现破碎岩石和钻孔工作，同时也用来提升和下放钻具。KX-150A 回转钻机的加压、提升机构是由油缸— 封闭钢丝绳、滑轮组等组成。其结构简单，重量轻，操作方便，其机构特点如下：
(1) 采用单油缸—钢丝绳系统实现钻具往复运动；
(2) 活塞杆运动速度与钻具移动速度之比为 1∶5；
(3) 钢丝绳末端与动滑轮组的固定端设有调节螺杆，用于调整钢丝绳的松紧程度；
(4) 动滑轮组与活塞杆头部用销轴固定，并在滑架的两侧装有导轨，油缸的上部与钻架固定在一起，目的是为提高活塞杆的工作稳定性及动滑轮组工作的可靠性；
(5) 用调整油压实现调整钻速，因此轴压和进给速度都是无级可调的。
3.4 稳杆装置
为保证钻杆在钻孔作业中的稳定性， 减少钻机振动，本机设置有无动力稳杆装置，如图 3 所示。该装置由稳杆支座、滑块、滚轮及弹簧卷筒、钢丝绳、滑轮等组成。弹簧卷筒通过支架焊接在回转减速器的下部，与小车联成一体，稳杆器通过钢丝绳与弹簧卷筒
相联。当小车在钻架上部时，因稳杆器的自重，卷筒释放全部钢丝绳 (全长为 6.5 m)，将稳杆器吊在钻架中部，在钻孔作业中起到稳定钻杆的作用。随着钻具往下推进，稳杆器在自重作用下也徐徐下滑，当降至钻架小平台时，钢丝绳不再受力，此时，弹簧卷筒随着小车下移，依靠弹簧力将松驰的钢丝绳徐徐卷起，直至钻孔完毕，当小车提起时，卷筒重又释放钢丝绳，并将稳杆器提起，为方便接卸杆，稳杆器卡爪是可以打开的。
4 维护和保养
KX-150A 回转钻机虽然机械化程度高，但钻机工作时会产生很大的冲击振动和岩尘，造成机器故障多，机件易损坏。因此, 本机的维护、保养对钻机的使用寿命和生产效率影响较大。在使用过程中，操作、维护人员应定期检查液压油的清洁度，及时清洗或更换油过滤器；经常检查液压系统、压气系统及除尘系统有无漏油、漏气和漏水现象，发现问题及时修理并更换有关密封元件；定期润滑各运动件；经常打扫和清除各处的灰尘及油垢；链条张紧要适度，如发现松驰要立即调整；定期更换减速箱润滑油；定期检查电气元器件。如此才能确保设备安全、高效运行。