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浅析入岩钻机
来源:原创    作者:王海    发布时间:2011-01-23 17:09

 

入岩钻机与普通钻机相对比,除桅杆结构(绗架)和加压方式(卷扬加压)外,其它部位与传统钻机没有任何区别!难道改变桅杆结构和加压方式就能增强入岩性能吗?(宝峨钻机以优越的入岩性能堪称入岩第一,但遗憾的是宝峨钻机却不是卷扬加压和桁架结构...)

 

国外有很多品牌旋挖钻机采用卷扬加压(宝峨.卡撒.土力),因其动力头提升高基本都是多功能钻机(旋挖 CFG)两种工法

 

国内旋挖钻机从2005~2007年间,正是由单一的220c型往其它机型转型,当时北京农展官机械展很多厂家都推出了卷扬加压,但是只有个别厂家在多功能钻机基础上又研发出入岩钻机,这种入岩钻机性能如何?让我们拭目以待


 

绗架结构桅杆

 

1强度:绗架结构与传统箱式结构对比,可提升桅杆强度?增强桅杆在入岩时的耐冲击,防止桅杆变形.开裂等;

 

2下压力:绗架结构可提升桅杆重量?从而提升设备下压力!如果提升桅杆重量是为了提升下压力,这种设计理念是错误的!

 因为下压力关系到整台设备的重量及重心,调节变幅可使整个工作装置前移或向后(调节工作半径,调节设备重心),因此调节变幅比增加桅杆重量更有效。

 

因此绗架结构桅杆最多就是强化桅杆强度,没有提升入岩性能的作用。


卷扬加压

 

1加压力:首先说明无论任何加压方式,都是传递加轴向压力,通过钻杆把加压力传递到钻具上的先导尖和钻齿上,对地质进行切削.破碎.碾磨……

 

卷扬加压与油缸加压压力对比:

 

 

 
 

小结:卷扬加压压力比油缸加压高出10兆帕,液压中压力决定力或力矩,因此从理论上卷扬加压输出的加压力更大,但是同时也得看油缸截面积.卷扬减速机的减速比.卷筒直径  

 

卷扬加压配置:

 

 

 

 

250R卷扬加压最大单绳拉力是16.35吨(马达压力29兆帕),但250R出厂是马达设定压力是22兆帕,因此理论上应去除1/4的单绳拉力,卷扬加压大概是13吨的最大单绳拉力(加压力)

 

 

动滑轮:

 
 
动滑轮可以成倍增加加压力,通过缠绕图可以清晰看出,卷上和加压都有一个动滑轮,因此13吨的加压力x2=26吨的加压力 

 

 

小结:通过入岩钻机卷扬加压的配置,马达压力设置,去除压差,乘以动滑轮,最终的得出入岩钻机卷扬加压的最大加压力大概是26吨左右,卷扬加压确实要比油缸加压大出很多加压力,不过能否发挥出加压力,还要看设备的重量和重心,只有增加设备的重量或改变重心,才能发挥出更大的加压力,否则加压力会把设备顶起 损伤钻杆...

 

 

整机重量:

 

 

 

小结:从参数对比可以看出,250c油缸加压与250r卷扬加压整台设备的工作重量只相差了3吨...

 

 

整机重心:

 

 

 
 

小结:250r入岩钻机的工作半径从最小3810~最大5738mm,而250c油缸加压工作半径最小3865比入岩多50mm,最大5748比入岩多出10mm,250c油缸加压工作半径无论是最小还是最大都比入岩钻机工作半径多些...

 

 

既然整机重量上没什么优势,整机的重心基本也差不多,那么卷扬加压巨大的加压力将如何施展呢?

 

使用机锁钻杆时,无论是卷扬加压还是油缸加压,当钻进加压时,钻斗.钻杆.动力头.甚至随动架及提引器的重量都将承重在孔底上,也就是说加压力还未施展,钻机前方工作装置就少了十几吨的重量。

 

 
因此也就很容易理解,普通油缸加压机锁时都能把钻机前方顶起来,在整机重量和重心没什么变化下,钻机前方根本就无法提供足够的下压力,因此卷扬加压20多吨的加压力将无处可施!只输出一半加压力时钻机将整体后扬,钻杆倾斜,损伤钻杆!
 

 

钢丝绳减震:由于卷扬加压通过钢丝绳传递加压力,传说中具有减震作用,不过当钢丝绳承受巨大拉力,还有柔性吗?即便是油缸加压活塞杆承受巨大负载时也未必就是刚性的,同时即便钢丝绳具有弹性和减震作用,那么对于钻具破碎岩石又有什么帮助?

总结:绗架结构桅杆可提升桅杆自身强度,但是并没有提升入岩性能作用;

卷扬加压由于动滑轮原因,可以大幅度增加加压力,但是巨大的加压力必须在设备重量和重心下才能发挥作用,但是遗憾的是入岩钻机的整机重量和重心与油缸加压钻机基本差不多,因此卷扬加压的巨大加压力无法发挥,同时由于加压力的增加,很可能损伤钻杆!

 

 

 

 

 

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本篇编辑:王海
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