DM45鉆機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動的多桿成孔牙輪鉆機，系統原理為柴油發動機驅動空氣壓縮機和液壓系統。受鉆機使用環節存在的故障問題影響，嚴重阻礙了掘進進度。本文概述了DM45鉆機的基本情況，分析了DM45鉆機的常見故障種類，總結了DM45鉆機的常見故障排除方法，以為DM45鉆機日常運維及其正常工作提供可行性借鑒。

關鍵詞 DM45鉆機 爆破孔鉆 液壓系統 鉆機故障

中圖分類號：P634.6+9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）06-0008-03

在大多數露天礦山和采石場中，覆蓋層和礦體及巖石爆破孔鉆進作為一項關鍵工作，受爆破孔鉆機在尺寸、動力功率、鉆進機構和運載等方面的差異，鉆進效率不一。DM45 是履帶式液壓頂部驅動的多桿成孔牙輪鉆機，專為爆破孔鉆進而設計。DM45 使用柴油發動機驅動空氣壓縮機和液壓系統。關于其常見故障排除方法的分析，可為保障鉆機的正常工作提供條件?，F就DM45鉆機的常見故障排除方法分析如下：

1 DM45鉆機概況

DM45 是履帶式液壓頂部驅動的多桿成孔牙輪鉆機，專為爆破孔鉆進而設計。DM45 使用柴油發動機驅動空氣壓縮機和液壓系統。DM45 提供高風壓和低風壓配置，以滿足三牙輪鉆頭或潛孔錘鉆進需求。牙輪或潛孔錘鉆進，孔徑可達 9 英寸（229mm）。電液控制器位置更符合人體工程學原理。DM45 提供高風壓和低風壓配置，以滿足的三牙輪鉆頭或潛孔錘鉆進需求;選用角度鉆進環節，以新的駕駛室設計可使操作員清楚地觀察鉆進平臺;動力裝置最大程度地提高了機械效率，防止部件承受鉆進和推進沖擊負荷;為滿足最惡劣的鉆孔條件而不損耗動力，以實現發動機和空壓機的完美組合。其中鉆孔參數設計如表1所示。

2 DM45鉆機的常見故障種類

DM45鉆機的使用壽命，受其本身質量、日常維護等影響?，F就DM45鉆機常見故障種類分析如下：

2.1 斷鉆桿

鉆桿損壞嚴重，無法繼續使用，需停工修復或更換鉆桿，恢復施工強度削弱。且鉆桿已彎曲，易斷裂。

2.2 沖擊器不響

維護好卷揚機、打樁機、沖孔樁機能，對保障正常工作工況，延長設備使用壽命，保障使用中的安全性能提升，防范可能出現的錯誤操作等對企業造成的人員及其物質損失。

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

2.3 卡鉆

受復雜地形影響，在正常鉆進中機器受釬頭斷翼、新換釬頭過大、機器位移/鉆具在孔中鑿巖偏斜;鉆進過程中受石塊掉落/大裂隙、溶洞等影響;泥夾石的地帶粉塵且不易排出;長時間停鉆未吹凈巖粉，導致鉆具為沖擊器埋沒。

2.4 釬頭問題

鉆桿跳動引發的碎片掉落、釬頭被掉落的石頭擊傷，從外表判斷是否掉合金柱，鉆桿跳動較有節奏。

3 DM45鉆機常見故障排除方法

3.1 針對性排除

3.1.1 鉆機液壓系統壓力不足

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

3.1.2 鉆機聯軸節發熱，彈性圈過度磨損

受鉆機動力機與離合器裝配影響，同軸度差，需要提高裝配同軸度;及時更換磨損件。

3.1.3 鉆機油泵啟動后不上油/油量不足

先排檢油箱內油量是否不足/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、進氣等。

3.1.4 鉆機卷揚機抱閘打滑

及時清除抱閘帶內面上油污，需及時清除抱閘內表面;若鉆機抱閘內無油污，需檢查制動帶和閘輪間隙，如過松需適當調緊。

3.1.5 鉆機離合器打滑

摩擦片過度磨損/破裂/壓緊彈簧老化或斷裂，需檢修鉆機摩擦片。

3.1.6 鉆機油泵發熱和磨損

及時修理和更換油泵，油粘度過高/過低中，嚴格按說明書規定用油;檢查鉆機油泵的傳動裝置，提高裝配精度。

3.1.7 液壓系統問題

油溫過高，油箱內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

加強對鉆孔技術的研究和探索，對有效控制掘進速度、提升掘進質量等發揮了關鍵性效果。嚴格光爆的每一道工序組織，使鉆孔機手熟練掌握鉆孔機性能、構造和操作方法。根據選出的孔位和各光爆孔參數準確的實施鉆孔作業。具體轉孔中，要嚴格準備、定位、開口、穿進、拔釬、移位六步鉆孔方法。

3.3 保證鉆孔質量

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

3.4 合理支架軸向推力和角度控制

掘進作業中，硬巖有800～900N推力，軟巖600～ 700N的推力。鉆機和支架間角度需根據實際使用經驗，在硬巖中一般保持130°～140°間（鉆機支架與抗道成40°～50°）;軟巖保持在120°～130°間（鉆機支架與坑道成50°～60°），打底眼不受角度范圍限制，可根據情況選定。

3.5 提高鉆孔速度和質量

鉆孔作業中，要求對拉風水管、安鉆、開鉆、換鉆、移動支架、交換位置進行快速排查;日常對鉆機、支架、維修風水管、鉆孔質量、險情等加大力度;對殘孔、石縫、軟夾層、破碎帶等進行規避。

3.6 基于實際工程的鉆孔問題故障排查措施

斷鉆桿處理方法：加鉆桿時應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，將沖擊器卸下清洗/更換零件。另外，要避免鉆機左右擺動和上下跳躍，堅持三點一線;作業人員交接中，要在減低氣門或在停風后進行，選用鉆桿時注意質量檢查。

夾鉆故障排除上，要合理地進行眼孔角度控制;確保鉆機供水不斷線，及時排出巖粉;巖粉變成黑色或鉆機停滯時，檢查鉆頭，及時更換斷刃;發現三角眼應立即調整回彈簧;保持1～2小時加油一次，使機身溫度處于40℃～70℃。鉆機噴水控制上，要經常將儲氣包中存的水從排水閥中排除;及時更換損壞的及時水針。選擇鉆桿尾部規格選擇鉆機時，鉆頭、鉆桿的結合應牢固，及時加注潤滑油更換鉆頭。

3.7 掌握故障排除方法

當鉆機在工作中出現故障時需及時處理、正確應對，盡量減少不必要的損失，以確保生產安全。在實際工作中應結合具體情況，綜合分析、準確判斷、及時處理，而掌握鉆機故障處理方法至關重要。

3.8 鉆機使用中的注意事項控制

在鉆機鉆孔中，禁止反轉動力頭，必要時停工拆卸情形下，方能達到液壓夾持器夾緊鉆桿效果。軸承、油泵、馬達、電動機等子部件的溫度控制中，溫度需≤60℃ ，油溫需≤50℃ ，還需停機檢查并予以處理。

各壓力表所指示壓力的變動中，需結合相關情形后方能進行精準判斷。針對出現的過載現象進行節流閥調節，降低推進速度，減少負荷量;當回油壓力>0.8MPa時，要停機清洗或更換過濾器濾芯。

鉆機在鉆進過程中，一旦發現異常聲響或動力頭大幅度振動、機架擺動、立柱框架晃動等，均應停機檢查并盡快處理。

安全運行操作環節，需嚴格規定記號，對規定的程序操作予以控制，以有效防范和避免過快換向導致的液壓沖擊對機件的損傷。

觀察油箱油位指標，針對出現<標定位的油位，需立即停機加油。

4 研究綜述

結合現有鉆機控制系統無法實現泵站遠程啟停及故障監測，設計出一種基于S7-1200 PLC、比例放大器和組態屏等關鍵元器件的頂驅鉆機電控系統，可完全實現對液壓泵站的遠程啟?？刂?、狀態監測以及在動力頭無級調速的全過程中，均可以保證當前轉速下動力頭輸出的扭矩最大，鉆機輸出性能最佳，操作靈活性顯著提高[1]。本文基于鉆機結構原理、選型計算、失效形式及故障成因進行了闡述和分析，并說明了設計及使用過程中的預防措施及注意事項[2]。聯合應用自動化鉆機管柱輸送系統;通過DP數據交互實現動力貓道控制主站與輸送機械手控制從站的融合;軟件程序采用模塊化的設計方法，各模塊相互獨立;自動化鉆機管柱輸送控制系統硬件運行穩定，有效避免了外部電氣故障對控制部分的干擾與破壞;軟件各模塊間的抗干擾能力強、程序運行良好;管柱輸送用時45 s，定位精度高于0.2°，一次輸送交接成功率大于95%，實現了管柱無人化高效自動輸送[3]。在鉆修作業前，可以通過有效的風險評估手段，提前識別設備風險，及時處理設備故障，提高后續作業效率?；谀：C合評價法，建立了海洋液壓鉆機綜合評價模型，給出了各個評價因素的權重，評估結果符合現場實際情況[4]。

針對鉆機在調試、使用過程中出現行走速度不穩定的故障，通過檢查管路、測試關鍵點的輸出壓力和液壓泵的輸出特性，結合行走液壓系統原理，最終確定差速閥組的內泄是導致故障的主要原因。在更換差速閥組后，故障排除，行走系統恢復正常[5]。利用VB程序語言和Access數據庫技術，設計完成一套具備故障推理能力，以診斷知識庫為核心的鐵鉆工故障診斷系統;通過現場工程實例驗證，該系統能幫助現場操作人員快速排除鐵鉆工在工作過程中出現的故障，縮短故障排除時間，提高故障診斷準確率;鐵鉆工故障診斷系統既可以作為一個獨立的故障診斷系統使用，又可作為一個單設備故障診斷模塊集成到整套鉆機的故障診斷系統中[6]?；诘V用水平定向鉆機智能化電控系統，機構涵蓋微處理器、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模塊;系統應用后，對實現電動機遠程和就地啟?？刂萍斑h程先導保護等基本功能;電流采集精度高，誤差小于2%;故障識別準確，漏電閉鎖保護和過載保護動作準確、可靠[7]。采用對關鍵液壓元件進出口壓力與流量實時監控的方法，對電控元件通信、控制及精度周期性監控的方法，在控制器內比對判定監控元件的故障狀態，提高遙控鉆機的綜合施工效率[8]。

上文概述了DM45鉆機的基本情況，分析了DM45鉆機的常見故障種類，總結了DM45鉆機的常見故障排除方法，在實際的工程建設中，基于故障分析的排除方法，收到了較佳的應用效果。

參考文獻：

[1] 馮景浦，陳云，馬柯峰，等.TD2000/1200頂驅鉆機電控系統設計[J].煤礦機械，2021，42（08）：18-21.

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

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

[4] 沈理旭，袁征，羅衡.海洋液壓鉆機綜合評價模型及應用[J].石油礦場機械，2020，49（02）：76-78.

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

[6] 梁順安，李汶東，張強，等.鐵鉆工故障診斷系統的設計與應用[J].液壓氣動與密封，2020，40（07）：81-85.

[7] 劉鑄，栗林波，杜建榮，等.礦用水平定向鉆機智能化電控系統設計[J].工礦自動化，2021，47（06）：91-95，102.

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