根据钻机行走钻进的工作要求 ， 该全液压履带 式底板锚杆钻机液压系统最重要的包含回转回路 、 履带 行走回路 、 油缸回路 3 部分 。 各个回路需分别满足 各自回路工作需求 。 图 2 为该全液压履带式底板锚 杆钻机液压系统原理图 。 （1 ） 履带行走回路 履带式钻机的行路机构应能满足在恶劣道路 条件下行走及稳固支撑要求 ， 另外钻机在整个行走 过程中应保持两匹履带动作严格同步 ， 特别在其中
的 薄弱环 节 ， 甚 至 出 现 支 护 失 效 ， 给 生 产 带 来 了 重 大的安全风险隐患 。 出现这种局面的一个直接原因是目 前我国的锚杆钻机都不能有效地在高应力软岩中 打巷道底板锚杆眼， 使得底板围岩得不到有效加 固 ， 并与拱形顶形成承载圈 。 针对该问题 ， 最有效的 解决方式是对底板进行锚索支护 。 我国目前对底板锚索普遍采用气动锚杆钻机 ， 气 动锚杆 钻 机 由 于 重 量 较 大 ， 移 机 笨 重 ， 钻 孔 效 率 低等缺点 ， 煤矿急需改进底板锚索钻机现状 。 现结 合煤矿 底 板 锚 索 岩 芯 坚 固 性 系 数 、 钻 孔 深 度 、 钻 孔 直径等工作条件 ， 设计一种具有履带行走功能的全 液压底板锚杆钻机及其液压系统 ， 以实现底板锚固 的作业 ， 实 现 软 岩 巷 道 全 断 面 的 锚 固 ， 有 效 控 制 巷 道变形 。
该 液 压 回 转 油 路 主 要 由 主 油 泵 、压 力 表 、安 全 阀 、 主泵功能转换阀 、 调速阀 、 回转马达组成 。 采用 定量泵和变量马达构成的开式调压限压调速回路 。 在主油泵出口处安装安全阀用来限制回路的最大 压力 ， 起保护系统的作用 。 主泵功能转换阀用来控 制回转马达的正反转 。 安装在回转马达的旁路上的 调速 阀 ， 用 来 调 节 系 统 的 压 力 和 回 转 速 度 ， 进 而 满 足负载的变化要求 ， 采用这种旁路节流调速方式简 单易 于 实 现 ， 且 与 进 油 、 回 油 节 流 调 速 方 式 相 比 具 有能量损耗低的优点 。 （3 ） 油缸回路 油缸回路作为钻机钻进辅助回路 ， 需满足独立 及各油缸同时协作工作的条件 。 油缸回路使用副泵所提供的压力油作为动力 源 ， 通过六联手动换向阀来控制各个油缸的伸出与 收回动作 。 安全阀用来控制管理系统的最高压力 ， 减压 阀安装在钻进油缸进油路 ， 用来控制钻进回路的工 作压力 。 翻转油缸 、 补偿油缸 、 摆角油缸 、 支撑油缸 配有液压锁 ， 以保证换向阀位于中位时油缸位置的 锁定 。
回转组件为动力头部分 ， 该动力头轴向方向垂直地 面 ，可 有 效 针 对 底 板 进 行 锚 索 钻 孔 ；撑 顶 油 缸 有 效 支撑顶板保证钻孔推进动力 ； 补偿油缸配合撑顶油 缸进行动力头支撑推进 ； 翻转油缸和摆角油缸用于 定 位 钻 机 锚 孔 角 度 ；液 压 泵 站 为 动 力 源 部 分 ；履 带 行路机构保证钻机移钻方便可靠 。
可改变锚杆钻机应用现状 ， 在煤矿巷道支护工程上 具有广泛的应用价值 。
［1 ］ 张日东 . 煤矿锚杆孔钻进设备的发展前途 ［J ］. 同煤科技 ，2005(4):
1. 回转组件 2. 撑顶油缸 3. 补偿油缸 4. 翻转油缸 5. 摆角油缸 6. 支撑油缸 7. 液压泵站 8. 履带行走系统 9. 钻进系统
全液压履带底板锚杆钻机总体系统模块设计 （1 ） 系统模块设计参数 额定转速 /r · min－1 额定扭矩 /Nm 推进力 /kN 推进行程 /m 空载推进速度 /m · min－1 返回速度 /m · min－1 行走速度 /m · min－1 电机功率 /kW
董芩华 （ 中国矿业大学 （ 北京 ） 机电与信息工程学院 ， 北京 100083 ）
（2 ） 回转回路 在锚杆回转钻进的过程中 ， 负载实时的变化且 底板岩石的硬度也频繁变化 ， 故回转油路应具有独 立工作 能 力 ， 有 较 大 的 调 速 范 围 ， 能 适 应 不 同 的 钻 进方法和钻进规程 ， 转矩能在较大范围内适应负载
一匹履带遇到障碍 、 两匹履带负载相差较大时 ， 以 防止钻机撞向巷壁造成设备损坏或人员伤害 。 除此 之外还要求钻机可原地转向 ， 坡道行走时可随时刹 车停止 ， 防止意外断电时造成事故 。 故履带的液压 系统模块设计 ，要解决好履带行走时 ， 系统单油泵供油 — 双马达转动的压力协调 、 流量分配及原地转向 、 坡道 驻车等问题 。 履带行走回路最重要的包含 ： 主油泵 、 安全阀 、 主泵 功能转换阀 、 节流阀 、 分流阀 、 三位四通手动换向阀 和双向平衡制动阀及左右行走马达 。 钻机行走与钻进回转不同时工作 ， 故行走回路 与回转回路共用一个主油泵 ， 其中主泵功能转换阀 位于中位时 ， 泵向行走马达供油 。 分流阀用来保证 2 个行走 马 达 进 油 量 相 同 ， 以 达 到 同 步 效 果 ， 调 速 阀 与主油泵组成旁路节流调速的方式实现行走回路 的调速。 调速阀与主油泵通过旁路节流的方式连 接 ，调 节 调 速 阀 开 口 的 大 小 ，可 以 控 制 从 其 流 过 的 压力油流量 ， 进而实现对行走马达速度的控制 ， 旁 路节流阀开口量大时 ， 通过其流回油箱的压力油增 多 ，马达速度降低 ， 反之马达转速升高 。 双向平衡制 动阀用于保证左右行走油路压力相同 ， 以保证钻机 在凸凹不平的地面及允许的坡道方便行走 。 三位四 通换向阀用来控制整机的行走 。
要 ： 针对我国煤矿井下普遍的使用气动锚杆钻机进行巷道底板锚索钻孔 ， 气动锚杆钻机由
于动力较小 ， 重量较大 ， 移机笨重 ， 外观尺寸大 ， 耗气量大等缺点 ， 设计出一种新型的全液压履带式 底板锚杆钻机 ， 确定其系统模块设计参数及总体结构方案和液压系统方案 ， 改变了锚杆钻机的应用现 状 ， 在煤矿巷道支护工程上具有广泛的应用价值 。 关键词 ： 履带式 ； 底板锚杆钻机 ； 总体系统模块设计 ； 液压系统 中图分类号 ： TD421.2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1003 － 0794 （2014 ）06 － 0001 － 02
效的锚索钻孔 ， 较传统气动底板锚索钻机还具有受 地域影响较小 、 施工作业灵活 、 移动方便 、 结构简单整洁 等优点 , 并且该履带式底板锚杆钻机液压系统简单 ， 元 件通 用 性 强 ， 能 实 现 多 种 功 能 ， 满 足 煤 矿 井 下 底 板锚索需求 。 该全液压履带式底板锚杆钻机的设计
