第1章潜孔钻机

一 钻杆
钻杆的作用是把冲击器送至孔底，传递扭矩和轴压力，并通过 其中心孔向冲击器输送压气。井下潜孔钻机的钻杆较短，长度一 般为800～1300mm，钻完一个深孔需要几十根钻杆。露天潜孔钻 机一般只有二根钻杆，接杆可钻15～18m深的孔。 钻杆承受着冲击振动、扭矩及轴压力等复杂载荷的作用，并且 由孔壁和钻杆之间排出的岩碴对其表面产生喷砂性的磨蚀作用。 因此，要求钻杆有足够的强度、刚度和冲击韧性。钻杆一般采用 中空厚壁无缝钢管。 钻杆直径的大小，应满足排碴的要求。由于供风量是一定的， 排出岩碴的回风速度就取决于孔壁与钻杆之间的环形断面积的大 小。对于一定直径的钻孔，钻杆外径越大，回风速度越大。一般 要求回风速度为25～35m/s.。
⑴有阀冲击器的构造
在阀盖与阀座之间设置了可更换的节流塞5，以便根据岩石的比重 和风压的大小更换此节流塞，用适当直径的节流孔来调节耗气量和 风压，保证有足够大的回风速度，使孔底排碴干净。 在钻孔过程中，有时要在提升或下放钻具的同时给冲击器输送 压气，用以喷吹孔底积存的岩碴或处理夹钻。此时，如果冲击器继 续冲击，势必空打钻头，这就容易损坏卡钎套等零件，这种现象称 为空打现象。冲击器都设计有防空打结构。当提升或下放钻具时， 钻头依靠自重下落，其尾部卡在圆键上，活塞也随之处于下限位置， 这时内缸壁上的进气孔⑥被活塞堵死，露出孔⑤，活塞前端的缩颈 部分与衬套的内孔之间形成的环形空间使前腔与孔底沟通，前腔气 体排至孔底。由孔⑤进入后腔的压气经活塞中心孔直吹孔底，活塞 停止运动，因而消除了空打现象。通常把孔⑤称为防空打孔。
一 钻杆
用无缝钢管制做. 传递扭矩 承受轴压 中空通风
二 冲击器 Drill Hammer
冲击器是潜孔钻机的心脏 部件，它的质量优劣，直接影 响着钻孔速度和钻孔成本。对 冲击器的基本要求是：性能参 数好，钻孔效率高：结构简单， 便于制造、使用和维修；零部 件工作可靠，使用寿命长：能 在各种岩层，如含水层里正常 工作。国产冲击器主要有有阀 冲击器和无阀冲击器两种类型， 它们的技术特征列于表4—1。
⑵有阀冲击器的工作原理
当钻头未触及孔底时，钻头及活塞均处于下限位置， 当钻头未触及孔底时，钻头及活塞均处于下限位置，阀片 7前后两侧的压力相等，依靠自重落在阀座 上。由中空钻杆输 前后两侧的压力相等， 前后两侧的压力相等 依靠自重落在阀座8上 入的压气进入后接头，压缩弹簧，推开止逆塞后，分成两路。 入的压气进入后接头，压缩弹簧，推开止逆塞后，分成两路。 一路进入止逆塞孔① 经阀盖、节流塞、阀座、 一路进入止逆塞孔①，经阀盖、节流塞、阀座、活塞和钻头各 零件的中心孔直吹孔底；另一路经阀盖轴向孔② 零件的中心孔直吹孔底；另一路经阀盖轴向孔②，通过阀片后 侧面与阀盖之间的间隙进入孔④ 再经内外缸之间的环形气道， 侧面与阀盖之间的间隙进入孔④，再经内外缸之间的环形气道， 从防空打孔⑤进入后腔，并排至孔底。 从防空打孔⑤进入后腔，并排至孔底。
第1章 潜孔钻机
一个以乘坐外国轿车、使用外国电器 一个以乘坐外国轿车、 为骄傲的民族决不是一个伟大的民族； 为骄傲的民族决不是一个伟大的民族；一 个没有先进制造业的国家不可能是一个强 大的国家。 大的国家。
武汉理工大学 机电工程学院
一 潜孔钻机作业示意图
二 潜孔钻机凿岩原理及其特点
潜孔钻机可在中硬或中硬以上(f≥8)的岩石中钻孔。它与凿岩机一 样，都有冲击、转动、排碴和推进的凿岩成孔过程，同属冲击转动式 冲击转动式 钻孔。如同外回转凿岩机一样，具有独立的回转机构和冲击机构，不 钻孔 同的是潜孔钻机的冲击机构——冲击器装于钻杆的前端，潜入孔底， 随钻孔的延伸而不断推进。潜孔钻机即因冲击器潜入孔底而得名。 潜孔钻机不象凿岩机接杆钻进那样，能量损失 能量损失随钎杆的加长而增 能量损失 加，因而能打深孔、大孔；应用于井下钻孔时，同凿岩机相比，由于 噪音大大降低；应用于露天钻孔时，同 冲击器深入孔内作业，工作面噪音 噪音 钢绳冲击式钻机相比，钻孔速度 钻孔速度提高2~3倍，机械化程度较高，辅助 钻孔速度 作业时间少，提高了钻机作业率；潜孔钻机重量较轻，机动灵活，投 资费用低，特别是能钻斜孔，有利于控制矿石的品位、增加边坡的稳 定性、消除根底、提高爆破质量。 按作业环境的不同，有井下潜孔钻机 露天潜孔钻机 井下潜孔钻机和露天潜孔钻机 井下潜孔钻机 露天潜孔钻机两大类型。 露天潜孔钻机，按钻孔直径和重量的大小，有轻型、中型和重型三种。
三 井下潜孔钻机
三 井下潜孔钻机
三 井下潜孔钻机
三 井下潜孔钻机
四 露天潜孔钻机
4.2 钻具
潜孔钻机的钻具包括 钻杆、冲击器和钻头 钻头。钻 钻头 杆的两端有联接螺纹，一 端与回转供风机构相联接， 另一端联接冲击器。冲击 器的前端安装钻头。钻孔 时，回转供风机构带动钻 具回转并向中空钻杆供给 压气，冲击器冲击钻头进 行凿岩，压气将岩碴排出 孔外，推进机构将回转供 风机构和钻具不断地向通过活塞的运动把压气的压力能转变为破碎岩石的机械能
⑴有阀冲击器的构造
冲击器通过接头1上的螺纹与钻杆联接。接头l上镶有硬质合金柱，用以 防止因上部掉入物料而卡磨冲击器，减少外缸10与孔壁的摩擦，延长冲击器 使用寿命。配气机构由阀盖6、阀片7、阀座8等组成。活塞9是一个中空棒锤 形圆柱体。气缸由内缸11和外缸10组成。内外缸之间的环形空间是气缸前腔 的进气道。外缸联接安装着冲击器的所有机件。衬套12位于卡钎套15的顶端， 活塞运动时，其前端部分可在衬套里滑动。卡钎套15通过螺纹与外缸联接在 一起，并依靠其内壁上的花键带动钻头23转动。钻头23是整体式球面柱齿钻 头。钻头尾部可在卡钎套内上下滑动。为了防止钻头在提升或下放时脱落， 用圆键17把钻头与卡钎套连在一起，并用柱销13和钢丝16阻挡圆键，防止钻 头掉入孔内。碟簧4的作用是补偿接触零件的轴向磨损，保证零件压紧，防 止高、低压腔连通以致影响冲击器性能，它在工作时还起到减振的作用。 为了使冲击器能在含水层里正常作业，J—200B型冲击器设有防水装置。 防水装置由密 封圈19、止逆塞20和弹簧21组成。工作时在压气的作用下，弹 簧处于压缩状态，止逆塞前移，压气便可进入冲击器。当停止供气时，止逆塞 在弹簧作用下自动关闭进气口。冲击器 内的气体被封闭，阻止了钻孔中的涌 水及泥沙倒灌入冲击器。