水平定向钻机可在不开挖地表土层的条件下，穿越公路、铁路、河流、闹市区、文物保护区、农作物和植被保护区等，进行供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油管线的铺设。本文介绍水平定向钻机动力头推拉马达液压、电控系统控制方式改进方法。
    1．结构与原理
    水平定向钻机在钻进施工时，其动力头驱动钻杆旋转，并在钻架上向前推进。当1根钻杆钻到底后，动力头与钻杆分离并向后拉回，在连接上另1根钻杆后继续向前推进。动力头向前推进或向后拉回由电控手柄控制，电控手柄前推或后拉角度越大，动力头向前或向后移动的速度越快。
    大型水平定向钻机动力头推、拉动作，通常由1个变量泵驱动6个推拉马达来实现。电控手柄通过选择开关及控制器控制每个推拉马达的电磁阀，当需要高速推进时，操作人员通过选择开关选择其中1个推拉马达工作，电控手柄通过控制器使该推拉马达的电磁阀处于得电状态，动力头高速推进。当需要低速推进时，操作人员通过选择开关选择6个推拉马达同时工作，6个推拉马达的电磁阀均处于得电状态，动力头低速推进。

    2．存在问题
    地层土质多种多样，当土质较软时，动力头推拉速度较快；当土质坚硬时，动力头推拉速度较慢。钻导向孔或回扩孔时，需使用巾等速度推拉动力头，此时通常只需使2个或4个推拉马达运行，其余推拉马达处于低速大扭矩运行状态。
    推拉马达减速器与钻架是齿轮刚性连接，每个推拉马达减速器旋转速度相同。如果操作人员总是通过选择开关选择某1个或2个推拉马达工作，使其处于低速大扭矩状态运行，久而久之，该推拉马达减速器会因受力较大而首先磨损和损坏。动力头推拉马达减速器损坏后，不仅无法保证定向钻机的施工进度及安全，还会给用户造成经济损失。

    3．改进方法
    为了使全部（6个）推拉马达减速器得到均匀磨损，我们决定对推拉马达控制系统进行改进。
    （1）改进思路
    改进的总体思路是用控制器分别记录6个推拉马达运转时间，当动力头中速推进时，从6个推拉马达中选择低速运行时间较长的1个或2个，使其高速运行，避免其因长时间处于低速大扭矩运行状态而先期磨损损坏，从而使定向钻机6个推拉马达减速器磨损均匀。用控制器控制动力头推拉马达的运转，不用改变动力头结构，改进成本较小。
    （2）结构
    液压系统改进后水平定向钻机液压系统如图1所示。变量泵1将压力油输至推拉主阀2，推拉主阀2可控制输至6个推拉马达（Y3～Y8）的流量。这6个推拉马达分别由其自带的高速电磁阀控制其排量，以控制其转速和转动方向。该液压系统设置回油散热器9，可对液压系统进行冷却。

    电控系统改进后水平定向钻机电气控制系统如图2所示。改进后对控制器1的功能进行了提升，由控制器1及推拉手柄2控制变量泵和6个推拉马达。推拉手柄2为电控手柄，可通过控制器1控制前进电磁阀Y1和后退电磁阀Y2，使动力头向前推进或向后拉回。控制器1功能提升后，既可分别累计记录高速电磁阀（Y3～Y8）的工作时间，又可在推拉高速开关3的控制下，根据记录的累计时间，判断那个高速电磁阀应当工作。

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