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摘要：工程钻机作为现代基建、桥梁、隧道、爆破、地质灾害防治、水文水井等成孔凿岩工程必不可少的产品。因其使用高效、便捷、用途广而被各个施工领域广为运用。在现代工程钻机中，如何进行钻机关键件的使用寿命设计、防差错设计、可维修性设计等是保证钻机可靠运行、延续使用寿命的关键所在。
关键词：工程钻机、使用寿命、防差错、可维修性
1.引言
一台良好的工程钻机除了必须具备良好的功能性，具备稳定的可靠性以及良好的可维修性。要想达到以上性能要求，要求设计者必须从设计的源头进行充分考虑，去注重各个细节的设计。
本文针对工程系列钻机（主要以爆破系列、锚固系列为主），通过对工程钻机设计、装配以及用户使用过程中出现的问题进行总结。
2.钻机的主要组成
钻机主要由履带底盘、车架、平动变幅、桅杆、动力头、风水龙头、动力系统、液压系统、电气系统、除尘系统等组成，如图 1所示。
3.主要结构件、外购件、标准件的标准化考虑
钻机设计标准化对钻机批产影响较大，在设计中特别要注意外购件优先选择货架产品、标准件规格压缩、功能结构件的模块化等工作。
4.整机维修性考虑
钻机的维修性是用户比较关心的重要因素，在设计开发前期应作为一项重要工作进行考虑，主要有以下几个方面：
u整机应进行合理布局，常维护部位拆装应方便;
u产品尽量通用化、系列化和组合化，减少维修备件的品种和数量;
u优先选用标准化的产品，减少其品种、规格。
u对于一些需要特殊工具拆卸的零部件，应配备专有工具。
5.液压系统防差错设计考虑
液壓系统是钻机的机构动作的动力源，在设计时应充分考虑钻机各执行机构的动作的协调和安全性等防差错设计，主要有以下几个方面：
u阀组应进行合理布置，需要独立运行的一些功能，通过阀片应能进行互锁。
u控制阀的功能布置不但要考虑人机工程，而且要考虑误操作产生的危险，阀组中的相邻子阀操纵杆应有高低差区分。
6.工程钻机未来发展趋势
从 20世纪 80年代到本世纪初，国内外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期。伴随着一场新的技术革命，工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品，计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业， IT网络技术也装备了工程机械的销售与信息传递系统，从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。
未来工程机械重点发展方向有节能环保、模块化设计、智能化、优化人机交互界面、一机多用等，如图 2所示：
u节能环保
据环保部发布的数据显示，2017年 2月，京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市等 74个城市空气质量平均超标天数比例为 39.7%。其中京津冀地区城市超标天数比例最高，达 68.5%，我国环境问题日益严峻已成为不争的事实。而我国工程机械设备行业的污染比重较大。中国工程机械工业协会会长祁俊此前表示，我国是“世界上最大的建设工地”，工程建设带动着工程机械行业飞速发展。然而，我国有关工程机械产品排放的要求一直比较宽松，这使得市场上充斥着大量高排放产品，俨然成为了环境的沉重负担。
由此可见，节能环保是工程机械的未来发展趋势。
u模块化设计
未来随着我国工程机械行业的发展，为用户提供高性能、高可靠性、高机动性、良好的维修性和经济性的设备逐渐成为厂商追逐的目标。因此为了满足用户的个性化需求，厂商生产应该采取多品种、小批量的生产方式，以最快速度开发出质优价廉的新产品。想要综合实现上述要求的最有效的途径，就是采用模块化设计原理、方法和技术。
u智能化
当前，工程机械智能化已露端倪。工程机械行业是为国家基础建设提供技术装备的战略性产业，同时也是装备制造业中最重要的行业，属于国家重点鼓励发展的领域之一。随着国家经济的继续发展，必然会对工程机械行业的发展提出更多要求。我国配套件的核心技术相比国外，仍有很大的差距。因此要突破行业发展瓶颈，追赶上国际化步伐，国内厂商不仅仅是扩大海外市场，更是要获得更高端的技术，才能屹立在世界工程机械之林。而智能化无疑成为工程机械制造厂商的最佳选择。
u以人为本的人机交互优化
人机交互是人通过操作界面对机器进行交互的操作方式，即用户与机器相互传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉舒适、愉悦，从而提高使用效率，随着计算机等硬件技术不断更新换代，人机交互界面优化将是钻机控制升级换代的重要因素。
u 一机多用
一机多用作业功能多元化是近年来工程机械装备出现的一个新技术特点，也将是未来工程机械装备制造发展的一个大趋势。多功能作业装置改变了单一作业功能，推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展，通过对液压系统的合理设计，使得工程装置能够完成多种作业功能，分析多种工况特点，实现一种钻机适用多种工况也将是钻机发展的重要机会。
5结论
通过以上阐述，在进行钻机设计时，应充分做好总体定位，做好细节设计。而节能环保、智能化以及模块化设计将是今后工程钻机发展的必然趋势。
参考文件
[1]张光裕，等 .工程机械设计 [M].北京：机械工业出版社，1985
[2]王建 .工程机械构造 [M].北京：中国铁道出版社，1996
[3]唐经世 .工程机械 [M].北京：中国铁道出版社，1996
关键词：工程钻机、使用寿命、防差错、可维修性
1.引言
一台良好的工程钻机除了必须具备良好的功能性，具备稳定的可靠性以及良好的可维修性。要想达到以上性能要求，要求设计者必须从设计的源头进行充分考虑，去注重各个细节的设计。
本文针对工程系列钻机（主要以爆破系列、锚固系列为主），通过对工程钻机设计、装配以及用户使用过程中出现的问题进行总结。
2.钻机的主要组成
钻机主要由履带底盘、车架、平动变幅、桅杆、动力头、风水龙头、动力系统、液压系统、电气系统、除尘系统等组成，如图 1所示。
3.主要结构件、外购件、标准件的标准化考虑
钻机设计标准化对钻机批产影响较大，在设计中特别要注意外购件优先选择货架产品、标准件规格压缩、功能结构件的模块化等工作。
4.整机维修性考虑
钻机的维修性是用户比较关心的重要因素，在设计开发前期应作为一项重要工作进行考虑，主要有以下几个方面：
u整机应进行合理布局，常维护部位拆装应方便;
u产品尽量通用化、系列化和组合化，减少维修备件的品种和数量;
u优先选用标准化的产品，减少其品种、规格。
u对于一些需要特殊工具拆卸的零部件，应配备专有工具。
5.液压系统防差错设计考虑
液壓系统是钻机的机构动作的动力源，在设计时应充分考虑钻机各执行机构的动作的协调和安全性等防差错设计，主要有以下几个方面：
u阀组应进行合理布置，需要独立运行的一些功能，通过阀片应能进行互锁。
u控制阀的功能布置不但要考虑人机工程，而且要考虑误操作产生的危险，阀组中的相邻子阀操纵杆应有高低差区分。
6.工程钻机未来发展趋势
从 20世纪 80年代到本世纪初，国内外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期。伴随着一场新的技术革命，工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品，计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业， IT网络技术也装备了工程机械的销售与信息传递系统，从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。
未来工程机械重点发展方向有节能环保、模块化设计、智能化、优化人机交互界面、一机多用等，如图 2所示：
u节能环保
据环保部发布的数据显示，2017年 2月，京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市等 74个城市空气质量平均超标天数比例为 39.7%。其中京津冀地区城市超标天数比例最高，达 68.5%，我国环境问题日益严峻已成为不争的事实。而我国工程机械设备行业的污染比重较大。中国工程机械工业协会会长祁俊此前表示，我国是“世界上最大的建设工地”，工程建设带动着工程机械行业飞速发展。然而，我国有关工程机械产品排放的要求一直比较宽松，这使得市场上充斥着大量高排放产品，俨然成为了环境的沉重负担。
由此可见，节能环保是工程机械的未来发展趋势。
u模块化设计
未来随着我国工程机械行业的发展，为用户提供高性能、高可靠性、高机动性、良好的维修性和经济性的设备逐渐成为厂商追逐的目标。因此为了满足用户的个性化需求，厂商生产应该采取多品种、小批量的生产方式，以最快速度开发出质优价廉的新产品。想要综合实现上述要求的最有效的途径，就是采用模块化设计原理、方法和技术。
u智能化
当前，工程机械智能化已露端倪。工程机械行业是为国家基础建设提供技术装备的战略性产业，同时也是装备制造业中最重要的行业，属于国家重点鼓励发展的领域之一。随着国家经济的继续发展，必然会对工程机械行业的发展提出更多要求。我国配套件的核心技术相比国外，仍有很大的差距。因此要突破行业发展瓶颈，追赶上国际化步伐，国内厂商不仅仅是扩大海外市场，更是要获得更高端的技术，才能屹立在世界工程机械之林。而智能化无疑成为工程机械制造厂商的最佳选择。
u以人为本的人机交互优化
人机交互是人通过操作界面对机器进行交互的操作方式，即用户与机器相互传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉舒适、愉悦，从而提高使用效率，随着计算机等硬件技术不断更新换代，人机交互界面优化将是钻机控制升级换代的重要因素。
u 一机多用
一机多用作业功能多元化是近年来工程机械装备出现的一个新技术特点，也将是未来工程机械装备制造发展的一个大趋势。多功能作业装置改变了单一作业功能，推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展，通过对液压系统的合理设计，使得工程装置能够完成多种作业功能，分析多种工况特点，实现一种钻机适用多种工况也将是钻机发展的重要机会。
5结论
通过以上阐述，在进行钻机设计时，应充分做好总体定位，做好细节设计。而节能环保、智能化以及模块化设计将是今后工程钻机发展的必然趋势。
参考文件
[1]张光裕，等 .工程机械设计 [M].北京：机械工业出版社，1985
[2]王建 .工程机械构造 [M].北京：中国铁道出版社，1996
[3]唐经世 .工程机械 [M].北京：中国铁道出版社，1996