１常见平动臂类型

１．１双三角平动臂

双三角平动臂是凿岩台车常用的液压平动臂之一，其理论依据可见参考文献《双三角液压平动钻臂平动机构设计》，此处不再过多叙述。此类型钻臂完全平动，升降角度大，可实现极坐标及直角坐标定位，ＡｔｌａｓＣｏｐｏｃ公司ＢＵＴ系列钻臂均属此类。

图1 双三角平动臂

１．２近似平动臂

近似平动臂为直角坐标定位，存在一定的角度误差。常见于Ｓａｎｄｖｉｋ凿岩机台车，ＤＤ３２０、ＤＤ４２１、ＤＤ５３１、ＤＴ７２０台车均使用此形式钻臂。

图2 近似平动臂

此外，部分厂商如日本古河（ＦＵＲＵＫＡＷＡ）将升降机构做成完全平动形式，摆臂机构做成近似平动，国内也有类似的产品。

２平动臂关键技术参数及对比

２．１平动臂关键技术参数

平动臂的终极设计目标是：在保证覆盖面积的前提下，将推进器快速送至定位孔，同时尽可能降低平动臂长度、外形尺寸、质量、液压系统成本；保证加工工艺性并提高通用性。

平动臂关键技术参数包括：覆盖面积、升降角度、摆臂角度、伸缩行程、是否平动、自重、定位方式等。

２．２两种平动臂关键参数对比

通过对比ＡｔｌａｓＣｏｐｏｃ、Ｓａｎｄｖｉｋ同类型台车平动臂，如Ｓ１Ｄ台车ＢＵＴ２９钻臂与ＤＤ３１１台车ＳＢ４０钻臂参数（相同的钻孔深度），可以更清楚的发现选择不同形式的钻臂，对整个产品关键参数的影响。

表1 参数对比

不难发现，在相同的适用断面下，双三角平动钻臂（ＢＵＴ２９）绝大多数技术参数均要优于近似平动钻臂（ＳＢ４０）。

２．３对比分析

（１）相同的平动臂长度，使用双三角平动臂，通过提高升降角度，可以降低臂的整体长度。同样的臂长，双三角平动臂覆盖高度要比近似平动臂高２０％左右（图３）。另外，通过长期实践对比，近似平动臂因为绞点布置、空间限制及力矩要求的限制，升降角度难以突破４５°。

图3 高度差示意图

（２）在相同的钻孔高度要求下，双三角平动臂因为升降角度大，相对于近似平动臂可以剪短臂长。较短的臂长，也就意味着更短的整机长度，更加紧凑的结构，更轻的整机质量，更小的转弯半径，更低的成本，这一点对空间局促的矿山有非常大的意义。

（３）双三角平动臂定位更为精准，近似平动臂由于结构限制，超过一定覆盖范围需要增加支撑臂油缸（如Ｓａｎｄｖｉｋ早期的Ｂ２６钻臂），或者调整绞点位置，被迫使摆臂平动与升降平动相互关联（如Ｓａｎｄｖｉｋ的ＴＢ／ＳＢ系列钻臂）。其后果就是钻臂升降的同时，臂被摆臂油缸拉扯而发生偏移。而双三角平动臂不会存在这样的问题。

（４）近似平动臂液压系统相对复杂。近似平动臂液压系统需要特殊定制控制阀组来控制平动关系，并且额外增加两个碰撞阀控制臂极限摆动角度。同时，平动臂升降油缸也需要做成特殊形式，这些都意味着增加成本，故障点增加，而双三角平动臂并不存在这么多的问题。

（５）可选配的俯仰机构不同。近似平动臂多采用摆角俯仰机构（图４），几乎很难看到使用拐臂俯仰机构（图５）；双三角平动臂多采用拐臂俯仰机构，但也可以使用摆角俯仰机构，如ＡｔｌａｓＣｏｐｏｃ公司的ＢｏｏｍｅｒＭ２双臂台车就是如此。

图4 摆角俯仰机构

图5 拐臂俯仰机构

３结论

通过列举对比凿岩台车两种平动臂结构形式，说明了两种臂的优缺点及应用；并阐述了因不同形式平动臂对整个凿岩台车产生的影响。对类似相近的结构设计具有一定参考价值及指导意义。