云南磷化集团有限公司尖山磷矿分公司 云南省昆明市 650114
摘要：本公司进行磷矿开采中钻机俯仰油缸由于油杆弯曲而损坏的概率较高，所以在对故障概率进行统计之后，对如果钻进俯仰油缸故障的原因进行查找和分析，然后针对其中存在的问题进行改进处理且取得了良好的经济效益，是一种值得在本公司以及本行业中推广的改进措施。
关键词：钻机；俯仰油缸；故障；处理
1引言
近年来随着我国经济的发展和工业化进程的加快，人们对于各种矿产资源的需求量不断增加，这也增加了采矿企业的工作量和难度。在我单位进行磷矿开采的过程中采用的是阿特拉斯L6钻机，其在运行穿孔过程中会在俯仰油缸槽内产生大量的灰尘渣土，导致俯仰油缸产生杠杠原理而发生油杆弯曲等油缸损坏等故障，不仅会影响钻机的正常运行而影响生产效率，而且增加了油杆更换的成本投入，不利于企业经济效益的提高。所以针对此问题，本文对故障产生原因进行分析之后采取相应的除尘改进措施，确保俯仰油缸的稳定和可靠运行。
2项目背景介绍
云南磷化集团有限公司尖山磷矿分公司于2011年购买了两台阿特拉斯L6钻机，设备参数：发动机功率287Kw;采用双螺杆式空压机，风压为3Mpa,风量25m3/min；钻具直径￠152mm，钻杆直径￠104mm，最大钻孔深度30m；在实际生产中多次发生俯仰油缸弯曲折断的事故。通过对我单位2011年16台阿特拉斯L6钻机一年(平均使用更换时间1048.5小时)俯仰油缸损坏更换情况进行统计，以及根据服务商提供的资料，2011年16台阿特拉斯L6钻机俯仰油缸损坏更换情况以排列图的形式进行统计可知，造成俯仰油缸损坏主要故障是油杆弯曲。
3钻机俯仰油缸主要故障原因
3.1俯仰油缸油杆配型分析
阿特拉斯L6钻机俯仰油缸采用双油缸，油杆直径￠70mm,油缸最大升长1200mm，经过查资料，能够承受1200kN的推拉力，推进梁自重为3吨，油缸的两头连接为刚性连接，油缸工作时只承受推拉力，能够满足推进梁的倾倒工作，不会造成油缸弯曲和折断。
3.2俯仰油缸工作状况分析
钻机在钻好一个孔后，需要钻下一个孔时，需要提升推进梁才能移动设备，由于受场地不平等影响，推进梁会有抖动，但抖动承受的力主要由俯仰油缸固定槽来完成，俯仰油缸承受的力主要是推拉力，虽然俯仰油缸推拉力负荷加大，但1200kN的推拉力设计以不至于造成油缸会折断或弯曲。
3.3俯仰油缸固定槽内沉集灰尘渣土工作状况分析
钻机原厂设计要求钻孔时，没有灰尘渣土溢出，俯仰油缸在固定槽内就没有灰尘等障碍物产生。但在实际工作中，由于防尘罩、防尘垫等有破损时，灰尘渣土由破损处溢出，日久就会沉集在俯仰油缸固定槽内，如不及时清理，产生杠杆原理(见下示意图)。
通过查阿特拉斯L6钻机资料，俯仰油缸活塞采用￠70mm的38CrMoAl材料加工制作，活塞杆最大升长为1200mm，中高频淬火，表面镀铬。当设备倾斜推进梁时，如果固定槽内有渣土灰尘产生支点，继续升长活塞杆时，由于俯仰油缸从∠30°变小时受支点限制，向下的弯矩力逐渐变大，如果继续倾倒推进梁，就会导致俯仰油缸弯曲或者断裂，这才是导致俯仰油缸头弯曲或者折断的主要原因。
4钻机俯仰油缸故障处理及其经济效益分析
4.1故障处理
2012年1月，技术人员购买了建筑灰刀、小铁铲等清理工具进行人工清理，由于受俯仰油缸槽内空间狭小影响，清理一次需要30分钟，操作人员清理劳动强度大，影响设备工作时间，还存在清理不干净的情况，清理效果不好。2012年2月，技术成员经过前期准备，制作成一根主管分成三风头同时除尘，制作好主管及吹风头后，经过现场安装测试，发现风量不足，渣土灰尘吹不走，我们又减小风头直径增加风力再进行测试，发现风头的出风散乱，效果还是不理想。2012年3月，技术人员直接用主风管直接接到俯仰油缸槽内，直接除尘，经过现场测试，除尘效果相当好，达到了除尘的目的，俯仰油缸槽内灰尘渣土清理干净后，俯仰油缸工作通畅，后期我们又在风管上面加装了一套电磁阀，操作人员在驾驶室内直接按开关定期清理，省时省力，如图4.1所示。
图4.1 自动除尘装置技改示意图
4.2故障处理效果
2012年3月活动结束后，经过一年多使用时间4100多小时，俯仰油缸槽内的灰尘渣土清理的非常干净，俯仰油缸运行正常，没有发生断裂或者弯曲的情况发生，该成果改造完成后，特邀阿特拉斯云南特约经销商-昆明钻德工程机械有限公司到现场查看验证，得到对方充分的肯定，值得在该型号设备上推广应用，并对本QC小组进行了技术创新成果奖励：奖励现金5000元、奖杯及荣誉证书。此改进措施合理利用现有钻机的高风压特点，经过技术改造，加装一套除尘装置，实现机械自动除尘，避免由于灰土聚集在俯仰油缸槽内，产生杠杠原理，损坏俯仰油缸，清理灰尘渣土轻松快捷，减轻了操作人员劳动强度，提高了设备运转率。
4.3处理后仍然存在的问题
进口设备材料配件费用相对较昂贵，供应商存货少难购买，大多需要停机待材料，是制约我们生产的一个瓶颈，要求我们在实际生产中多想办法，充分利用技术人员的专用技术，合理改进，达到生产的要求。操作人员每天工作任务重，没有专业的清理工具，清理时间长，影响作业时间，相同的思路推广到其他设备上。操作人员的责任意识还有待加强，在今年公司开展的责任意识教育，我们大力宣传，提高每个员工的责任意识，把单位的设备设施当自己家的设备一样爱护使用。
5结语
磷矿采矿作业中钻机俯仰油缸出现故障的概率较高，针对本公司中的此种故障问题，本文对故障表现和概率进行统计，发现其主要原因就是由于钻机在生产过程中大量的灰尘渣土聚集在俯仰油缸槽内而造成油杆弯曲或者断裂的问题，在尝试多种不同的故障处理和改进方案之后，采用在钻机上增加一套除尘装置进行自动除尘的改进方案，经过技改之后一年多的运行时间，俯仰油缸内始终保持清洁干净的运行环境，也没有再发生油缸中油杆断裂或弯曲而导致其出现故障的现象，且取得了良好的运行经济效益，证明此技改措施的有效性，值得在本公司和本行业中推广使用。
参考文献：
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[2] 刘伟. 浅析ZDY500/22S全液压钻机液压缸活塞杆失效原因及防止措施[C]// 2008年全国煤矿安全学术年会. 2008.
论文作者:陈永明
论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期
论文发表时间:2018/10/19
标签：油缸论文; 钻机论文; 渣土论文; 弯曲论文; 灰尘论文; 故障论文; 磷矿论文; 《科技新时代》2018年8期论文;