凿岩机

内蒙古科技的学 矿业工程学院 郑建军
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3、转钎机构动作原理（书图2-4） 由棘轮、棘爪、螺旋棒、螺母、活塞转 动套、钎尾套和钎子等组成。螺母与活塞借 左旋螺纹固装成一体。 棘轮机构只能单向旋转。
冲程时：活塞只做直线运动，由螺母带动螺旋 棒转动一个角度（此时棘爪是顺齿故可转动）。 回程时：迫使活塞转动一个角度，从而通过转 动套、带动钎尾套、钎杆转动。 活塞每往复运动一次，钎子便转动一次，故钎 子的转动是非连续性的。
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凿岩机主要用于
在坚硬的岩石中 钻孔。 动作原理：冲击 转动式的。如图 2-1，

在轴向力P的作用下，钻头凿入岩石一个深度 τ ，其破碎面I-I’，为了形成一个圆形的炮孔， 钎子每冲击一次，还要回转一个角度β ，然后进 行新的冲击，相应的破碎面Ⅱ-II’ ，如此往复， 形成一定深度的钻机孔。 在两次冲击之间留下来的扇形岩瘤，将借钎头 切削刃上所产生的水平分力T剪碎。
7655气腿式凿岩机(图10)
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2、冲击配气机构动作原理（书图2-3） 活塞冲程：压气进入气缸（活塞左侧） →活塞右移→气缸内的压气与外界大气作用 →活塞冲击。钎尾：结束冲程，开始回程. 活塞回程：活塞处于极右位置。压气进 入缸体（活塞右侧）→活塞向左移动完成回 程作业。 由于活塞的作业切断和打通某些气路， 压气又进入气缸，开始了第二个工作循环。
四、气动凿岩机的技术特征
国产气动凿岩机的类型有30多种，见表2-1
主要性能参数：冲击力、冲击功率、冲击频
率、转数和扭转力矩、合理轴推力和气耗量。 根据凿岩机的计算图2-19，在假设条件下， 有六种假设：（1）不计活塞和钎子重量的影响 （2）压气压力用平均指示压力表示 （3）压气量是常量 （4）初速度为零，作等加速运动 （5）不计孔深影响 （6）忽略各种摩擦阻力
（下图为钎杆样图）
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高速液压凿岩机（图3）
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气动凿岩机HY20 （图4）
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手持式凿岩机Y26型（图5）
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气腿式凿岩机(图6)
气腿式凿岩机工作场景
3)伸缩式（上向式）凿岩机：带有轴向 气腿，专用于钻60-90°的上向孔。40kg， 2～5m,d=36～48mm。（图7） 4)导轨式（柱架式）凿岩机：机重较大， 一般装在凿岩钻车或柱架的导轨上工作。 35～100kg,d=40～90mm。（图8）
HT72液压凿岩采矿台车
YD40台车钻机
QL-Y28液压凿岩机
YYT29气腿式全液压凿岩机
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一、电动凿岩机
与其他凿岩机比较，具有动力单一，成本低和 效率高。
工作原理见图2-23
振动较大，零件易于损坏，机重较大。
（下一页为钎头样图）
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(2）强力吹扫装置 当钻孔较深或向下钻孔时，聚集在孔底得岩粉 较多，需及时排除，否则影响钻机的正常工作。 把操纵阀手柄推到强力吹扫位专用管道，压气 进入孔底，实现强力吹扫工作。 5、凿岩机的支撑及推进机构 为了克服凿岩机工作时产生的后坐力，并使活 塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，必须对凿岩机施 以适当的轴推力。 7655型凿岩机采用FT-160A型气腿(图11)，其 支撑与推进机构，作用原理见图2-7
1、冲击配气机构 由配气机构，气缸和活塞及气路组成。 配气机构制造质量和结构性能的优劣，直接 影响活塞的冲击功、冲击频率、转矩和气耗 量等。
配气机构有三种形式， （1）活阀配气机构 （2）控制阀配气机构 （3）无阀配气机构 了解它们的优缺点。
2、转钎机构 有内回转和外回转两大类, （1）内回转转钎机构用于7655、YT-25、 YT-24、YT-28、YT-27、YG-40、YSP-45等型 凿岩机； （2）外回转转钎机构用于YG-80、YG-65和 BBC-120F等型凿岩机。
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气腿式凿岩机(图9)
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1、7655型气腿凿岩机的构造（如图10）
书中图2-2为7655气腿凿岩机及其结构 凿岩机配有：FT-160A型气腿 FT-200A型自动注油器 特点：（1）控制系统集中，操作方便，重量较 轻，扭矩大； （2）结构简单，凿岩效率高。 构造：缸盖、气缸和机头组成。 （1）操作手柄装在缸盖后部，内侧安有操纵气腿快速缩 回的扳机；（伸缩手柄） （2）缸盖、气缸、机头与手柄用两根长螺栓装成一整体 （3）钎子插到机头的钎层套中，并借助卡钎器支持。
二、气腿式凿岩机的构造及其动作原理
（图9为实体模型） 凿岩机类型很多，但其构造大同小异。有 些虽主要参数不同、重量不等、尺寸不一， 但结构基本相似。 有的采用不同的配气及转钎机构，而其它 机构则无大区别。 各类凿岩机中，以气腿凿岩机应用最广， 其结构和气路有代表性。代表：7655型气腿 式凿岩机。
立柱式凿岩机机架
YGZ70导轨式独立内回转凿岩机
YGZ-90导轨式凿岩机，冲击机构和转钎机构是 各自独立操纵的，转钎速度可以调节。 YGZ-90型凿岩机属重型导轨式，只能与凿岩钻 车或特制的凿岩柱架使用。主要用于井下采矿场 或小型露天采矿场。 其特点：1、采用无阀配气机构 2、采用独立转钎机构。 工作原理见书P21
FT－160A型气腿（图11）
Rh:平衡凿岩机工作时产生
的后座力，施加适当的轴 向推力，使凿岩机获得最 优转速； Rv:平衡凿岩机和钎杆的重 量； α ：是变化的，越来越小 ，有调节装置。 气腿最大推进长度是1362mm, 最大轴推力160kg, 可移动底部顶叉。
工作实录图
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4、排粉机构
在凿岩过程中，产生大量的岩粉，必须及时地排 出孔外。在7655型凿岩机中，采用了凿岩时注水冲 洗加吹风和停止冲击强力吹扫两种方式排除岩粉。 （1）注水冲洗机构 少量压气经过螺旋棒和螺母间隙，沿活塞中心孔 进入钎杆（冲程时），或沿活塞杆的键槽进入钎杆 （回程）。进入钎杆的压气沿钎杆中心孔到孔底， 与由水针引进的压力水一起排除孔底岩粉。水针通 过螺旋棒和活塞杆的中心孔插入钎尾的中心孔中。 7655凿岩机设有风水联动冲洗机构，其特点：接 通水管后，凿岩机一开动，即可自动向钻孔注水冲 洗，停止工作，自动关闭水路。如图2-5所示
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上向式凿岩机（图7）
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导轨式凿岩机(图8)
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一、气动凿岩机的主要组成机构
冲击配气机构，转钎机构，推进机构， 排粉系统，润滑系统和操纵机构。
各种气动凿岩机是这些机构的不同组合，而区别在于 冲击配气机构和转钎机构。
6、凿岩机的操纵机构
有三个操纵手柄，分别控制凿岩机的操纵阀和 气腿的调压阀和换向阀。 （1）操纵阀：5个位置：0位，1～4位；图2-9 （2）调压阀：无极地调节气腿的轴推力，以适 应各种作业条件，轴推力大小可控制； （3）换向阀：装于调压阀内，改变进气方向， 实现气腿的伸缩。 7、凿岩机的润滑 一般都在进气管路上连接一个自动注油器，实 现自动润滑，要选择不同气候条件的润滑油。 注：润滑油，标号。
三、导轨式凿岩机 导轨式凿岩机重量较大，一般安装在凿岩钻车、 台架或凿岩柱架上工作。配备专用推进机构。 1、YG-40型轻型凿岩机与FJZ-25型凿岩柱架配 套使用。D=40-55mm,L=15m。 书中图2-13为工作布置图。 转钎机构为内回转棘轮式。 YG-40型凿岩机的技术特征，见表2-1，P23 2、 YGZ-90型外回转导轨式凿岩机 此式是针对内回转凿岩机存在的问题设计制造 的，内回转式零件易于磨损，在节理发达的岩石 中钻孔时易卡钎。
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YN27C型内燃凿岩机 （图2）
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3、液压凿岩机----高压液体驱动动力，动 力消耗少，能量利用率高，可提高凿岩效率 和速度。（图3） 4、气动凿岩机----压缩空气，形成高压气 体，作为驱动动力。应用最为广泛。(图4)
气动凿岩机的类型很多，一般有以下几种; 1)手持式凿岩机：重量轻、功率较小，便于手持 操作。主要用于钻浅孔和二次爆破作业。（图5） 2)气腿式凿岩机：带有起支撑和推进作用的气腿。 22～30kg,孔深3～5m,d=34～42mm.（图6）
凿岩机的动力
按照冲击钎尾和转动钎头所用的驱动动力，
划分为：气动、电动、内燃和液压等型凿岩 机。 1、电动凿岩机----电动机驱动动力，效 率较高（如图1）； 2、内燃凿岩机----小功率内燃机驱动动 力；本身带有动力机构，使用灵活。（图2， 野外作业）
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电动凿岩机（图1）