凿岩台车的分类
台车行走机构有轨道、履带及轮辐式、挖掘式四种。国产凿岩台车以轨道及轮胎式较多。 车体一般为门架式,故常称门架式凿岩台车。其上部有2~3层工作平台,能安装多台(可达21台)凿岩机;下部能通过装碴机、运输车辆及其他机具。这种台车具有钻眼、装药、支护、量测等多种功能。它是为了适应大断面隧道施工的需要,同时克服手持式凿岩机钻眼效率低的缺点而发展起来的,在铁路隧道和水工隧洞施工中被推广应用。在车体上安装数个钻臂(用以安装凿岩机,一般1~4台)的可自行的凿岩机械设备。钻臂能任意转向,可将凿岩机运行至工作面上任意位置和方向钻眼(孔)。钻眼(孔)参数更为准确、钻进效率高、劳动环境大大改善。
台车动力分机械式和液压式,后者应用较多,自动化程度高,整个钻眼(孔)程序由电脑控制。在发展过程中,起初采用风动凿岩机的梯架式凿岩台车,逐步为用液压凿岩机的门架式凿岩台车所代替。 主要由柴油机驱动,安装2~6台高速凿岩机,车体转弯半径小,机动灵活,效率高,一般用于矿山平巷掘进,也可用于隧道及地下工程的开挖。
应用
中国京广铁路大瑶山双线隧道施工中,采用的四臂液压凿岩台车,为柴油驱动的特种载重汽车,由气控液压操纵,台车全长15米,高4.3米,宽3.5米,重42吨,配备有液压凿岩机4台(见图),其钻凿速度一般比风动的高50~100%,能量消耗为风动的三分之一,且可减少噪声;还能根据围岩硬度调整油量、压力和活塞冲程,提高凿岩功效。随着喷锚支护技术的发展,扩大了全断面一次开挖的应用范围,为凿岩台车提供了有利的使用条件,新型液压凿岩机的问世,并用于凿岩台车上,将使整个隧道及地下工程转向全液压大型机械化施工的新阶段。
故障分析
1、前期故障
前期故障,即由于设计不周密等引起的故障,主要反映在以下几个方面:
1.1 新车无法定位
新车刚到位时,钻臂端千斤顶支腿控制采用左端横向纵向联动,右端横向和纵向联动,联动的支腿油缸同时伸出同时缩回。这样,定位时,当纵向支腿触地后,系统压力油通过安全阀卸压回油,定位操作被迫中止。将联动方式改为:左右端的横向联动和左右端的纵向联动,或者改变联动控制为单独控制,凿岩台车都可以实现定位。
1.2 安全阀灵敏度不高,引起故障
定位系统钻臂端千斤顶支腿可纵向伸缩,也可横向伸缩,正确的定位方法是:钻孔前先横向伸出,后纵向伸出,钻孔完成后,先纵向缩回后横向缩回。如果操作顺序有误,由于定位系统所依的安全阀灵敏度不高,就会使得定位压力骤增时,出现使用初期的“定位爆管、漏油”等故障,既浪费,又耽误隧道作业时间。
1.3 误操作引起的故障
虽然定位泵停止了工作,但定位系统仍有压力,如果误碰或误操作控制手柄,将可能产生故障,甚至造成事故。只要对液压系统进行适当改进,就可实现误操作过载保护,在爆管前泄油,定位系统得到保护,并可提高台车钻孔时定位系统的可靠性,消除事故隐患。
1.4 压力油路过滤系统不完善引起的故障
由于NH178凿岩台车压力油路过滤系统的原理是当过滤器堵塞时,压力油不回油箱,而是继续进入系统。这样就很容易引起系统失控,使用初期常出现的推进油缸失控就是这个原因。对压力油路过滤系统改进即可减少系统失控故障。
2、使用性故障
使用性故障就是使用过程中不熟悉设备的工作原理,使用不当,设备常常带病工作,使得设备长期失去许多应有的安全保护措施,智能控制功能不完善引起的故障。故障出现后,对设备损害很大,常见的使用性故障有:
2.1 水路引起的故障
蓄水池等水源不干净,机内水滤网就会堵塞破损,如不及时检查更换,砂石进入后会引起增压水泵叶片打碎或加速磨损,这样,工作水压下降,水控气阀打不开,全车气路控制部分不能工作。如果想继续工作,就必须改变气路,拔掉N8气管,使得气路不受水压控制,台车低水压工作。由于水控气阀不动作,断水时就不能停钻,必然发生卡钎,旋转马达受阻,油压急剧升高,这时,防卡钎阀再不动作,就不能泄压回油,定会发生钻杆钻头卡死,液压油管破裂,系统漏油或油温升高现象。水路中,液压油散热器循环不良也会引起油温高。
2.2 压力表损环引起的故障
九路压力表分别对三个臂的防卡钎压力、定位压力、推进返回压力起着监测作用,三个冲击压力表可以监测三个臂的冲击压力,如果这些压力表损坏后不及时更换,就会出现下述问题:(1)由于液压元件磨损,压力油泄漏,使得液压系统失去控制,不能正常工作;(2)或者为了工作盲目调高压力,就会经常出现油管爆裂、漏油。在现场发现:三个臂的推进压力为正常压力的1.2-1.5倍;三个臂的推进返回压力为正常压力的2-2.5 倍;三个臂的冲击压力也偏高;防卡钎没能协调工作,初卡钎时不返回,经常爆管、漏油,这些都是压力表损坏后,调高压力,勉强工作造成的故障。同时,这也是钻头、钻杆超耗的原因之一。
2.3 回油系统故障
回油过滤器在回油系统中起过滤杂质和散热冷却作用。回油过滤器的工作情况通过感应器传到配电柜的报警电路,回油警示灯亮时,提示更换回油过滤器。如果由于感应器损坏,又不及时更换,回油过滤器的工作情况就会恶化。首先是堵塞引起回油压力增高、散热差,再不更换回油过滤器,就会引发液压元件磨损泄漏,液压管路爆裂。
2.4 电路引起的故障
凿岩台车采用高压供电,低压控制。电路出现故障后勉强工作就会失去平衡,电器元件发热间接影响液压油温,如充电器损坏不修理就会引起控制变压器发热,而脉冲发生器损坏就会引起润滑油不工作,磨损凿岩机,引起漏油、升温。
3、油料选用不当引起的液压系统故障
液压油、液压油管在凿岩台车的使用中,对凿岩台车的性能影响非常大。如果不按标号、特性选用合格的液压油,那么液压油的机械杂质含量就偏高、含有水分、抗磨性不好;如果选用的液压油管是伪劣产品,特别是超过保质期的积压产品,使用时就会出现内层脱落,有的接头加工粗糙,残屑就会进入液压系统;这些都会引起油路不畅,造成油缸、马达早期磨损,液压阀堵塞或磨损,最终导致内泄外漏,压力不足,控制失灵,要想工作只能是调高压力,强制钻孔,为液压系统埋下故障隐患。
同时,液压系统在组装时带入系统的固有杂质,及使用过程中产生的氧化物和维修装配时外界侵入的粉尘、水、空气等污染物都会直接或间接引起各种故障,只要加强系统的污染控制,保持系统清洁,就会减少和避免故障发生。
凿岩台车是将一台或几台凿岩机连同推进器安装在特制的钻臂上,并配以底盘,进行凿岩作业的设备。是在手持式凿岩机和拖式底盘基础车上发展起来的一种现代施工机械。合理应用凿岩台车是提高采掘速度的重要途径。为了充分发挥台车的作用,一般选用高效能的冲击器或凿岩机,并采用大推力的推进器和大扭矩的回转机构,以提高凿岩速度并有效排除卡钎故障。目前,凿岩台车已广泛应用于公路、铁路、水利、矿山和国防工程建设中,成为地下工程,矿山采掘、公路隧道、铁路隧道施工中不可或缺的机械设备。
凿岩台车,也称为掘进凿岩台车或钻车,是地下采矿和隧道开挖作业中用于钻取爆破孔的重要设备。根据其结构特点、功能以及应用场景的不同,凿岩台车可以分为以下几种类型:
1. 根据钻臂数量分类
单臂凿岩台车:配备一个钻臂,适用于较小的断面面积和简单的钻孔作业。
双臂凿岩台车:配备两个钻臂,可以同时进行多个钻孔作业,提高工作效率。
多臂凿岩台车:配备三个或四个钻臂,能够覆盖更大的断面面积,适用于大型隧道和矿山开采。
柴油驱动凿岩台车:使用柴油发动机作为动力源,适用于通风条件良好的地下作业环境。
电动凿岩台车:使用电力作为动力源,适用于需要低排放或零排放的作业环境。
电池驱动凿岩台车:采用电池供电,实现零排放,适用于对环境要求严格的作业场所。
直接控制系统(DCS)凿岩台车:操作员通过直接控制钻臂和凿岩机进行作业。
电脑控制系统(RCS)凿岩台车:通过电脑控制,可以实现自动化钻孔,提高作业精度和效率。
基本型凿岩台车:具备基本的凿岩功能,操作员需要手动控制钻孔过程。
自动化凿岩台车:集成了自动化功能,如自动钻孔规划、自动调平和钻头停止保护等,减少人工操作,提高安全性和作业效率。
地下采矿凿岩台车:专为地下矿山开采设计,适应各种岩石硬度和复杂的凿岩环境。
隧道开挖凿岩台车:适用于隧道掘进作业,能够钻取精确的爆破孔,提高隧道掘进的精度和效率。
紧凑型凿岩台车:设计用于低矮或狭窄的作业空间,便于在有限空间内灵活移动。
标准型凿岩台车:适用于常规尺寸的隧道和矿山,提供稳定的凿岩性能。
低功率凿岩台车:配备较低功率的凿岩机,适用于软岩或小规模作业。
高功率凿岩台车:配备较高功率的凿岩机,能够应对硬岩和高强度的凿岩需求。
2. 根据动力源分类
3. 根据控制系统分类
4. 根据自动化程度分类
5. 根据应用场景分类
6. 根据尺寸和移动性分类
7. 根据凿岩机功率分类
选择合适的凿岩台车需要考虑作业的具体需求,包括钻孔的深度、直径、作业环境的空间限制、环保要求以及预算等因素。随着技术的发展,凿岩台车正朝着自动化、智能化、环保节能的方向发展,以满足日益严格的作业要求和环境保护标准。
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