采掘机械第四篇1章-凿岩机详解
采掘机械基本知识
采掘机械基本知识绪论煤炭工业是我国的重要能源工业，而采掘机械化又是煤矿生产机械化的中心环节。
在现行长壁式采煤方法中，包括落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理五大主要工序。
按机械化程度的不同，采煤方法分为炮采、普采和综采。
炮采工艺机械化程度最低，只有运煤一项实现了机械化，其它几项均为人工作业。
普采（包括高挡普采）是利用采煤机或刨煤机来实现落煤和装煤，工作面刮板输送机运煤，并用金属摩擦支柱（或单体液压支柱）及金属铰接顶梁支护顶板的采煤方法。
普采使工作面采煤过程中的落煤、装煤、运煤实现了机械化，但支护顶板仍靠人工作业。
综采是用大功率采煤机来实现落煤和装煤，刮板输送机运煤，自移式液压支架来支护顶板，从而使工作面采煤过程完全实现机械化的采煤方法。
综采工作面的设备与工序之间密切联系、连续作业，从而达到高产高效和安全作业。
综采工作面的主要设备有采煤机、可弯曲刮板输送机、转载机、胶带输送机、液压支架和乳化液泵站，如图0—1所示。
各种设备的作用分别如下采煤机是完成工作面落煤和装煤两大工序的机械，多以刮板输送机为轨道，沿工作面往返运行。
可弯曲刮板输送机是完成工作面（或顺槽）运煤工序的机械，它除了要完成运煤和清理机道外还兼作采煤机的运行轨道，以及作为液压支架向前移动的支点。
转载机安置在采煤工作面的下顺槽中，是将采煤工作面刮板输送机运出的煤炭抬高转载到顺槽可伸缩胶带输送机上去的一种中间转载运输机械。
胶带输送机是完成顺槽中运输工序的机械设备，沿顺槽铺设，可随工作面推进改变长度，将转载机运来的煤运出采区。
液压支架沿工作面架设,随采煤机作业推进而自行前移并推移刮板输送机，可及时支护、控制新裸露的顶板与采空区，为采煤连续作业提供安全的空间。
乳化液泵站安置在顺槽设备列车上，为液压支架提供液压动力。
采煤机械化的发展，大大提高了回采工作面的开采强度，使采煤工作面的推进速度越来越快，这就要求加快掘进速度，以达到采掘平衡。
目前在煤矿中广泛使用的掘进作业方式有传统的钻孔爆破法和掘进机法。
凿岩机工作原理
凿岩机工作原理
凿岩机是一种用来切割和开采石料的工程机械设备，通常用于开采岩石、石灰石、石膏等硬质材料。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 凿岩机通过高速旋转的凿岩刀头将岩石表面切割，并产生冲击力。
凿岩刀头通常由高硬度材料制成，如钎头或金刚石刀片。
2. 冲击力会产生震动，将岩石表面的颗粒破碎开来。
3. 震动会使岩石表面的颗粒脱离岩石体，并产生颗粒间的空隙。
4. 凿岩机通过自身的移动或其他机械设备的协助，不断移动凿岩刀头，将颗粒间的空隙扩大，并扩散至整个岩石体。
5. 随着凿岩刀头的移动，岩石体中的空隙不断扩大，并最终分离岩石块。
通过以上工作原理，凿岩机能够高效地切割和开采石料，提高开采效率和降低人工成本。
同时，凿岩机还具有灵活性和准确性，能够针对不同硬度的岩石进行调整和操作。
凿岩机
摘要目前我国采用的岩石隧道施工方法主要是钻爆法。
钻爆法的工序就是钻眼爆破，目前常用的钻眼设备有气动式凿岩机、液压式凿岩机、内燃式和电动式凿岩机，凿岩机与自制开挖台架、凿岩台车相互配合。
国内把凿岩机配合自制的开挖台架作为主要的钻爆施工方法。
这种方法施工成本较低，但是工人劳动强度大、劳动环境恶劣、施工效率较低；凿岩台车钻眼速度快、自动化程度高、施工安全、施工质量高、工作环境好。
但是凿岩台车使用不经济，三臂以上的台车在六七百万左右，所以在国内没有广泛使用。
单臂台车每次工作只能钻出一个孔，工作效率较低。
在此前提下设计一多工位隧道作业排架，此排架安装三台凿岩机、凿岩机距离可以变化，因此作业员在控制室就可以完成不同间距的钻孔。
此排架安装在单臂凿岩台车上，提高了工作效率、凿岩的自动化程度、同时提高了经济效益。
一绪论对于隧道钻孔爆破，对于孔的位置有一定的要求。
爆破设计主要包括两个方面的内容：掏槽设计和周边眼设计。
掏槽眼的爆破效率直接影响本循环隧道爆破的成败，而周边眼的爆破是为隧道创造比较光滑的轮廓，减少超欠挖。
一般情况下，上下排距用50～90cm，硬岩取小值，中硬岩取中值，软岩取大值。
图1 隧道凿孔示意图如图所示，在钻孔时先钻孔2周围的孔然后在周边的孔装上炸药，在爆破的时候由于只有孔2是空的，所以爆炸所产生的力就指向2孔，因此就形成一个更大的孔。
像这样依次钻孔爆炸，孔的直径也越来越大，此时孔间的距离也要发生变化。
如图凿岩机钻孔由1、2、3变到4、5、6、时，凿岩机的距离不仅能在x轴变动而且在y轴也能变动。
因此多工位隧道作业排架主要就是改变凿岩机x和y轴间距离得变化。
在x 轴移动的距离为500～1000mm，在y轴移动的距离为0～500mm。
二支承结构的设计2.1支承方案的设计在钻孔时多台凿岩机同时工作，为了结构的简化且保证各个凿岩机的正常工作，采用一个传动机构同时推动三台凿岩机。
因此把三台凿岩机固定在一个支承架上，通过传动机构推动支承架的来回移动从而控制凿岩机的运动。
采掘机械第四篇1章-凿岩机详解
第一节
概述
凿岩机械发展趋势 • 凿岩机械趋向全自动化（凿岩机器人） 自动开孔、防卡钎、自动停机、自动退钎、台车 和钻臂自动移位、定位以及遥控操作系统等。 • 凿岩机械趋向环保化（一般选用液压凿岩机） • 凿岩机械趋向多样化 — 标准化和系列化 — 定型和非定型 — 大型化和小型化
第一节
冲击式凿岩理论 1、冲击式凿岩的过程： （1）呈跃进式破坏 （2）产生承压核 （3）形成破碎漏斗
第二节 气动凿岩机
凿岩机具 1、钎头 • 钎头形状：一字 形、十字形和柱 齿合金钎头 • 钎头构造：刃角、 隙角、曲率半径、 初始直径、排粉 槽和吹洗孔 • 钎头材料：合金 钢
第二节 气动凿岩机
2、钎杆 • 中空六角形 • 非镍铬低碳合 金钢和其他新 材料 • 平均寿命150 －250m • 破坏形式：钎 杆折断、钎尾 堆顶和钎肩磨 损
第三节
液压凿岩机
• 活塞返回(b)：此时压力油经滑阀H腔、e孔进入活塞右端 M腔，活塞左端A腔经a孔、滑阀N腔回油箱，活塞被推动 左移。当活塞移动到打开d孔时，M腔部分压力油经孔d作 用在阀芯右端，推动阀芯左移，油流换向，回程结束并开 始下一个循环的冲程。在活塞左移的过程中，当活塞左移 关闭f孔后，D腔内油液被压缩，使回程蓄能器3储存能量， 同时还可对活塞起缓冲作用。当冲程开始时，该蓄能器就 释放能量，以加快活塞向前运动的速度，提高冲击力。 • 主油路蓄能器5，其作用是积蓄和补偿液流，减少油泵供 应量，从而提高效率，并减少液压冲击。
第二节 气动凿岩机
润滑与润滑机构 • 作用：减少摩擦、防止生锈、 保持间隙的密封。 • 润滑剂应具有的性质： ① 粘度适宜 ② 形成乳剂 ③ 较高的化学稳定性、无毒和 无腐蚀性 • 润滑机构
采掘机械与液压传动 第4篇1章
当活塞移动到打开d孔时，M腔部分压力油经孔d作用 在阀芯右端，推动阀芯左移，油流换向，回程结束并 开始下一个循环的冲程。在活塞左移的过程中，当活 塞左移关闭f孔后，D腔内油液被压缩，使回程蓄能器3 储存能量，同时还可对活塞起缓冲作用。当冲程开始 时，该蓄能器就释放能量，以加快活塞向前运动的速 度，提高冲击力。 在YYG-80型液压凿岩机上还装有一个主油路蓄能 器5，其作用是积蓄和补偿液流，减少油泵供应量，从 而提高效率，并减少液压冲击。 YYG-80型液压凿岩机的冲击机构采用独立的液压 系统，由一台齿轮泵供油，而转钎机构则与配套的液 压钻车的液压系统合并使用。
YT23型气腿凿岩机外形如图4-1-2。该机主机由柄体气缸
3及机头7组成，用两根螺 栓8将它们与手柄1连成一 体。钎子6插在机头的钎 尾套内，并借钎卡5支持。 自动注油器10连在进气 管上，使润滑油混和在压 缩空气中呈雾状，带入 凿岩机内润滑各运动副。 冲洗炮眼用的压力水由水 管从凿岩机尾部送入，经 插在机器内的水针直至钎 子的中心孔。气腿11支承 凿岩机并给以推进力。
钎尾后，在返回行程中带动钎子转过一定的角度，转 角的大小取决于螺旋杆的导程与活塞行程，一般为 10～15°。这种内回转转钎机构的特点是合理的利用 了活塞返回行程的能量来转动钎子，具有零件少，结 构紧凑，工作可靠的优点，应用最为普遍。其不足之 处是转钎扭矩受到一定限制，棘爪等零件易于磨损。
YTP26无螺旋杆的外棘轮转钎机构（如图4-1-8）。 YTP26型凿岩机采用一种无螺旋杆的外棘轮转钎机构。 外棘轮4装在机头中，其内装有螺母与冲击活塞2上的 螺旋槽3相配合。棘爪5装在机头内，并借助弹簧将它顶 在外棘轮齿槽内。活塞上还有直花键6，与转动套7相配 合，在活塞返回行程时，即可带动钎子旋转。这种转钎 机构的优点是没有单 独的螺旋杆，零件少。 它的缺点是螺旋槽与 花键槽均开在活塞杆 上，削弱了活塞杆的 强度。
1地下采矿凿岩机
1.1 凿岩机概述
1.1.2 凿岩机分类
根据《凿岩机械与气动工具产品型号编制方法》（JB/T 1590-2010），凿岩机型号应依次由其 类别、组别、型别、产品主参数、产品改进设计状态和制造企业标识等产品特征信息代码组成。
例如： YT—气腿式凿岩机，其中Y表示凿岩机（岩）的类别，组别为气动，T为型别代号（气腿式）； YSP—向上式高频凿岩机，其中S表示型别代号为上向式，P表示特性代号（高频）； YGP—导轨式高频凿岩机，其中G表示其型别代号为导轨式。 FT—气腿，其中F表示该气腿的类别为辅助凿岩设备（辅），T为该气腿的组别。 当产品主参数系双主参数时，应采用斜杠“／”将其分隔；企业标识码为可选要素，其余为 必备要素。
图1-12 钎尾的钎耳结构形式
1.1 凿岩机概述
1.1.3 凿岩钎具
按断面形状分为六角形钎尾和圆形钎尾。前者用于轻型凿岩机，后者用于重型凿岩机和液压凿 岩机。
按螺纹结构分为波形、复合、梯形、S螺纹等钎尾。波形螺纹广泛应用于中、小截面钎具；梯 形螺纹结构螺纹应用于中、大截面钎具。近年来出现的S螺纹实际上是一种双头梯形螺纹，它比梯 形螺纹具有更小的扭紧与卸开力矩。
1.2 浅孔气动凿岩机
1.2.1气动凿岩机的分类
（2）按冲击配气机构分类。冲击配气机构是气动凿岩机的最主要机构,它是由气缸、活塞、配 气机构以及气路等组成。凿岩机活塞的往复运动并且对钎杆进行冲击是凿岩机的主要动作。活塞的 往复运动是通过凿岩机的配气机构实现的。因而配气机构制造质量和结构性能的优劣,直接影响活 塞的冲击能、冲击频率和耗气量等主要技术指标。配气机构有3种,即被动阀式、主动阀式和无阀式。
（1）按支撑方式分类。
1）手持式凿岩机。这类凿岩机的重量较轻,都在25kg以下,工人手持操作。可以打各种小直径 和较浅的炮孔。一般只打向下的孔和近于水平的孔。由于它靠人力操作,劳动强度大,冲击能和扭矩 较小,凿岩速度慢,现在地下矿山很少用它。Y3、Y26等型号凿岩机属于此类。
凿岩机工作原理
凿岩机工作原理
凿岩机是一种用于打孔、切割岩石的机械设备，其工作原理主要包括下述几个步骤：
1. 岩石定位：首先需要确定需要进行凿岩作业的具体位置。
这可能需要使用传感器、激光仪等设备来提供岩石的位置信息。
2. 液压系统：凿岩机通常采用液压系统来提供动力。
液压系统包括液压泵、液压马达和液压缸等组件，通过压力传递和控制液体来产生驱动力。
3. 钻头位置设定：使用液压系统将凿岩机上的钻头移动到岩石表面，并确保正确的位置和角度。
这通常通过液压缸和传动机构实现。
4. 钻孔过程：液压系统施加压力，通过钻头旋转和钻进运动来切割岩石。
液压马达带动钻杆进行旋转，同时液压缸提供沿轴向的钻进力。
5. 冷却系统：由于凿岩过程会产生大量的热量，需要使用冷却系统来降低钻头和岩石的温度。
这通常通过喷水或液压油进行冷却。
6. 岩石破碎：通过钻孔过程中施加的旋转力和冲击力，岩石逐渐破碎。
岩石碎片会随着凿岩机的运动将其排出。
7. 钻孔深度控制：凿岩机通常配备深度控制装置，以确保钻孔
的深度符合要求。
深度控制装置可以根据需要调整钻头的下降速度和停止位置。
总体而言，凿岩机的工作原理是通过液压系统提供动力，驱动钻头进行旋转和钻进运动，从而切割和破碎岩石。
同时，冷却系统和深度控制装置等辅助设备的使用，使得凿岩作业更加高效和可控。
凿岩机知识介绍
YN24C内燃式凿岩机在岩石上凿孔，可垂直向下、水平向上小于45°垂直向下最深钻孔达六米。
YN24C内燃式凿岩机特主机重量仅24C公斤，携带方便，YN24CT型内燃凿岩机适用于高山、无电源、无风压设备的地区和流动性较大的临时性工程尤为适合。
YN24C内燃式凿岩机无论在高山、平地，无论在40°的酷热或零下40°的严寒地区均可进行工作，YN24C内燃式凿岩机具有广泛的适应性。
YN30内燃式凿岩机是用来直接开采石料的工具。
它在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它石方工程。
此外，YN30内燃式凿岩机也可改作破坏器，用来破碎混凝土之类的坚硬层。
凿岩机按其动力来源可分为风动凿岩机、内燃式凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机等四类。
YN30内燃式凿岩机利用内燃机原理，通过汽油的燃爆力驱使活塞冲击钢钎，凿击岩石。
YN30内燃式凿岩机适用于无电源、无气源的施工场地。
YN内燃式凿岩机（以下简称凿岩机）与手持式内燃捣固机（以下简称捣固机）的特点与用途来看，在改进中从以下几个方面进行了考虑：选择合适的凿岩机机型；操持手把的改进与外观的设计；压气、扭转多余机构的去除；减重；捣固工具的设计。
YN内燃式凿岩机操持手把的改进作为此次改进的重点之一。
在改进中重点应考虑操作者的可操作性、舒适性和减震性。
另外，YN内燃式凿岩机外观与整机的协调一致也是必须注意的地方。
YN内燃式凿岩机结构简单、工作可靠、使用安全，广泛用于煤矿岩巷掘进。
用途：YN24CT型内燃凿岩机具有凿孔、劈裂、破碎、捣实、铲凿等功能，广泛用于矿山、筑路、采石、国防工程等。
本公司专业生产风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机。
YN24C内燃凿岩机特点：不用更换机头内部零件，只需按要求搬动手柄，即可作业。
使用该机操作方便，更加省时，省力，具有凿速快、效率高等特点。
YN24C内燃式凿岩机目前达到同类产品一流水平，并能和国际同类产品零件完全互换。
凿岩机培训教材
第一章凿岩机的分类凿岩机是用来直接开采石料的工具。
它在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它石方工程。
此外，凿岩机也可改作破坏器，用来破碎混凝土之类的坚硬层。
凿岩机按其动力来源可分为风动凿岩机、内燃凿岩机（如图所示）、电动凿岩机（如图所示）和液压凿岩机等四类。
风动凿岩机主要有气缸——活塞组件、配气装置、钢钎回转机构、操纵阀及冲洗—吹风机构等组成。
风动凿岩机在操作时有用人手扶持的，称为手持式凿岩机；有利于气动支腿的，称为气腿式凿岩机（如图所示）；有利用气动柱架导轨的，称为柱架导轨式凿岩机；也有在一台车架上装有一至数只凿岩机的，称为凿岩台车手持式凿岩机要有很大的力气扶持，剧烈的振动直接传于人身，使人很容易疲劳，影响健康，目前属于淘汰产品。
气腿式凿岩机是由一气腿代替人力顶着凿岩机工作，从而大大减轻工人的劳动强度。
内燃凿岩机的主要优点是携带方便。
柱架导轨式凿岩机在导轨上行走，钻凿范围有一定限制。
凿岩台车有履带式、轮胎式和轨道式，它们都有专门设计的专用地盘，上面安装一至数只凿岩机，从不同的方向和角度同时进行钻凿工作，大多用在采矿的坑道内和隧道内。
液压凿岩机是近几年来出现的一种新型凿岩机，基本可以分为二种类型：一种是小型手持式，其冲击能量较小，主要是用来代替传统的风镐，大多数与小型挖掘——装载机、液压工程车等配套使用；另一种是大型机载式，这类液压凿岩机大多是以液压挖掘机的反铲作业装置为基础，将反铲斗换装成凿岩机进行工作，由挖掘机驾驶员在驾驶室内进行操作。
此类凿岩机的能量较大，一般在1~6kN·m范围内。
（如图所示）。
凿岩机械产品类组划分表类组产品名称凿岩机械（1）凿岩机1）凿岩机2）内燃凿岩机3）液压凿岩机4）电动凿岩机（2）钻车5）露天钻车6）掘进钻车7）采矿钻车（3）钻机8）潜孔钻机（车）9）潜孔冲击器10）回转钻机（4）凿岩辅助设备11）气腿12）水腿13）油腿第二章凿岩机工作原理第一节工作原理风动凿岩机是利用配气阀来改变压缩空气进入气缸的方向，从而使缸内活塞往复运动冲击钢钎凿击碎石的。
凿岩机工作原理与结构实验
凿岩机工作原理与结构实验凿岩机是一种用于在坚硬岩石或混凝土板上进行切割、挖掘或破碎的重型工程机械。
其工作原理通常涉及机械振动力和冲击力的结合。
下面将详细介绍凿岩机的工作原理和结构实验。
一、凿岩机的工作原理：凿岩机的工作原理主要是通过电机带动液压泵，液压泵将液压油送入主油缸或液压缸，产生压力。
随着压力的增大，液压油将推动一组滑块、凿头、锤头或凿杆等机构进行往复运动。
通过凿头或锤头对岩石或混凝土板进行冲击或振动，从而实现切割、挖掘或破碎的目的。
具体来说，凿岩机的工作原理包括以下几个关键步骤：1.电机启动：通过电机启动，驱动凿岩机的液压泵开始工作。
2.液压系统：液压泵将液压油送入主油缸中，产生压力。
液压系统还包括压力传感器和液压阀等控制元件。
3.运动机构：液压油在主油缸中产生的压力将推动滑块、凿头、锤头或凿杆等运动机构进行往复运动。
4.冲击力或振动力产生：滑块、凿头、锤头或凿杆等运动机构对岩石或混凝土板产生冲击或振动力。
5.切割、挖掘或破碎：冲击或振动力作用下，凿头或锤头对岩石或混凝土板进行切割、挖掘或破碎。
6.控制系统：液压系统中的控制元件可以调节凿岩机的工作频率、冲击力大小等参数。
二、凿岩机的结构实验：为了验证凿岩机的工作原理和结构设计的合理性，通常可以进行以下实验：1.原理分析：对凿岩机的工作原理进行理论分析和验证，通过数学计算和力学模型的建立，对工作过程进行描述，并得出相应的力学公式。
2.结构测试：对凿岩机的各个零部件进行结构测试，包括滑块、凿头、锤头、凿杆等运动机构的强度和刚度测试，以及液压系统的工作性能测试。
3.模拟实验：通过对凿岩机的结构进行数值模拟实验，通过计算机软件进行模拟和仿真，验证设计的合理性和工作过程所产生的力学参数。
4.实机试验：在实际凿岩机设备上进行试验，测试整个凿岩机的工作性能、切割、挖掘或破碎效果、冲击力大小等参数。
通过调节液压系统中的控制元件，观察凿岩机的工作频率、冲击力大小等参数的变化。
第四篇 掘进机械 第一章 钻孔机械
第三篇
掘进机械
综合机械化掘进设备直接用掘进机完成破落煤岩、装载、 综合机械化掘进设备直接用掘进机完成破落煤岩、装载、 转载及支护等工序，实现工序的平行作业。 转载及支护等工序，实现工序的平行作业。 掘进机破落煤岩体，以装载、 掘进机破落煤岩体，以装载、转运机构把煤岩输送至后 配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。 配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。 与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点： 与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点： 安全、快速、高效 掘进机械化发展方向。 安全、快速、高效——掘进机械化发展方向。 掘进机械化发展方向 常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、 常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、 全断面掘进机。 全断面掘进机。
第一章 钻孔机械 2．转钎机构 ． 使气动凿岩机钎杆回转的机构。 使气动凿岩机钎杆回转的机构。 内回转和外回转(独立回转 转钎机构。 独立回转)转钎机构 内回转和外回转 独立回转 转钎机构。 (1)内回转转钎机构 内回转转钎机构
1-棘轮；2-棘爪 棘轮； 棘爪 棘轮 3-螺旋棒；4-活塞 螺旋棒； 活塞 螺旋棒 5-转钎套 转钎套 6-钎尾套；7-钎杆 钎尾套； 钎杆 钎尾套
第一章 钻孔机械 钻孔机械主要用于岩巷掘进的钻眼爆破法工作面中钻凿 炮眼，是钻孔施工所使用的孔内各种机具的总称， 炮眼，是钻孔施工所使用的孔内各种机具的总称，主要指 凿岩机的钎头、钎杆和钻机的钻头、钻杆等。 凿岩机的钎头、钎杆和钻机的钻头、钻杆等。
第一章 钻孔机械 凿岩机冲击破碎原理： 凿岩机冲击破碎原理： 冲击破碎原理 工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。 工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击 力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度， 力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度， 形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度， 形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度，活塞向 前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。 前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。两凹痕之 间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。 间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断 地冲击钎尾，并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力 地冲击钎尾， 水，将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。 将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。
第1章 凿岩机械解读
密实核说是拉伸和剪切联合作用的切削破煤(岩) 机理学说，截割机理如图1-2所示。 二、冲击破岩机理 冲击破岩有砸碎、凿岩、劈裂等多种方式，凿 岩是冲击破岩最重要的应用。凿岩机的活塞以一定 速度冲击钎尾（或钎杆）时，使钎头侵入岩体，形 成破碎坑，又由于钎头的转动，使破碎坑扩展成孔 眼，并逐渐形成一定深度的钻孔。
6．磨砺性 刀具在截割过程中接触煤岩而被磨损，引 起截割阻力和生产费用的增加，使采掘机 械工作性能和开机率降低。煤岩磨损钢铁 和硬质合金的烈度称为磨砺性(研磨性)。 研究表明，煤岩的磨砺性与其石英含量、 石英核直径和抗拉强度有关。 7．破碎性能指标 破碎性能指标用于评价截割时煤层的可 破碎性，其指标定义为
2. 硬度 煤岩抵抗尖锐工具侵入的性能。 反映煤岩体在较小的局部面积上抵抗外力作用而不 被破坏的能力，大小取决于煤岩体的结构、组成颗粒的 硬度、形状和排列方式等。 硬度越大，截割、钻凿越困难。
3．弹性、塑性与脆性 弹性、塑性与脆性反映煤岩受外力作用与其变形之 间关系的性质。 弹性：所受外力撤消后煤岩恢复原来形状的性能。 破碎弹性较高的煤岩，消耗的能量较多，且由于弹性变 形，破碎也比较困难。 塑性：所受外力消失后煤岩不能恢复原来形状的性 能。破碎塑性高的煤岩，消耗的能量较多。 脆性：煤岩破碎时不带残余变形的性能。脆性高的 煤岩，容易破碎，消耗的能量也较小。
3．松散性 煤岩被破碎后其容积增大的性能。 破碎后与破碎前煤岩的容积之比——松散比(或松散 系数)。 4．稳定性 煤岩暴露出自由面以后，不致塌陷的性能。
二、煤岩的机械性质 煤岩体受到机械施加的外力时所表现的性质。 在破碎煤岩时，借助于煤岩的机械性质选择对煤岩 体作用力的形式、破岩工具的种类和形状。 煤岩的机械性质主要包括弹性、塑性、脆性、强度、 硬度、坚固性、截割阻抗、磨砺性等。
4-1 钻孔机械解析
第一节 气动凿岩机
气动凿岩机组成： 冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等
支腿式凿岩机
1-钎杆；2-凿岩机；3-注油器； 4-水管；5-风管；6-气腿
钎杆1尾端装入凿岩机2机头钎套内，注油器3连接在风 管5上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润滑， 水管4供给清除岩粉用水，气腿6支撑凿岩机并给以工作所 需推进力。
第一节 气动凿岩机
手持式气动凿岩机以手托持，无其他支承，靠凿岩机自 重或操作者施加的推压力推进凿岩。功率小、机重较轻， 手持作业劳动强度大、钻孔速度慢，钻凿小直径浅孔。 支腿式气动凿岩机用支腿支承和推进，减轻劳动强度， 提高钻孔效率，用于在岩石巷道钻凿孔径24～42mm，孔 深2～5m的水平或倾角较小的孔，使用广泛。 导轨式气动凿岩机装在凿岩台车钻臂的推进器上沿导轨 推进凿孔。重量较重，冲击能大，采用独立外回转机构， 转矩较大，凿孔速度较快，显著减轻劳动强度，改善作业 条件，适用钻凿孔深5～10m、孔径40～80mm硬岩炮眼。
活塞尾杆配气机构 1-柄体；2-配气体；3-气缸；4-活塞；5-排气口；6-导向套
第一节 气动凿岩机
冲击行程：压气沿箭头经配气体2进入气缸3后腔→气缸前
第四篇 掘进机械
综合机械化掘进设备直接用掘进机完成破落煤岩、装载、 转载及支护等工序，实现工序的平行作业。 掘进机破落煤岩体，以装载、转运机构把煤岩输送至后 配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。 与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点：
安全、快速、高效——掘进机械化发展方向。
常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、 掘锚联合机组和全断面掘进机 。
第四篇 掘进机械
随着采煤工作面综合机械化程度的提高，要求巷道掘 进速度相应加快，以保证采掘比例协调和矿井的高产稳产。 掘进设备按掘进工艺分为钻眼爆破法掘进设备和综合机 械化掘进设备。 完成钻爆法掘进工序所需设备：钻(凿)孔机械、装载机 械、转载机械及修整巷道机械等。 钻(凿)孔机械是在煤岩体上钻(凿)孔的机械； 装载机械是将爆落的煤岩装入矿车或其他运输设备中的 机械； 转载机械承接由装载机械卸入的煤岩，并将其卸入矿车 或其他运输设备内的机械； 巷道支护设备是将巷道支护构件或加固材料敷设到巷道 顶板和侧帮上的机械； 修整巷道设备用于巷道挑顶、卧底、刷帮等作业。
矿井挖掘机械1
第一篇第一篇 矿井采掘机械矿井采掘机械第二章第二章 凿岩机械凿岩机械1．凿岩机的破岩原理是怎样的？答：凿岩机是按冲击破碎原理进行工作的。
工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。
在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定的深度，行成一道凹痕。
活塞退回后，钎子转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾时，又形成一道新的凹痕。
两道凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。
活塞不断地冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续地输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，即形成一定深度的圆形钻孔。
2. 凿岩机在采矿工程的主要用处是什么？按动力分哪几种？答：凿岩机主要用于采矿工程岩巷掘进的钻爆法工作面中钻凿炮眼；按动力不同分为风动式、液动式、电动式和内燃式。
3．凿岩台车需要实现哪些动作？如何实现这些动作？答：凿岩台车应实现下列运动：台车进入和退出工作面，即行走运动；在断面任何位置以任意角度钻眼，即推进器变位和钻臂的变幅运动；凿岩机沿钻孔轴线前进和后退，即推进运动。
下面以CTH10-2F 型凿岩台车为例说明其运动过程。
(1)行走运动：利用其结构上有的行走机构实现台车进入和退出工作面。
(2)推进器变位：在摆角油缸的作用下，可实现推进器的水平摆动，通过俯仰油缸可实现推进器的俯仰运动，以钻凿不同方向的炮眼。
钻臂变幅：为钻凿不同位置的炮眼，钻臂应能实现升降、摆动和旋转等变幅运动。
摆臂油缸可使钻臂摆动；钻臂油缸可使钻臂升降；由摆线马达-棘轮组成的旋转机构可使钻臂绕自身轴线旋转360°,使其能用很小的角度钻凿巷道不同位置的岩孔。
(3)推进运动：台车的推进器为液压缸-钢丝绳式。
推进油缸的两端都装有导绳轮。
钢丝绳一端固定在导轨上，另一端绕过导绳轮固定在托盘上，调节装置可控制钢丝绳的张紧程度。
由于活塞杆固定在导轨上，工作时，缸体移动，即会牵引钢丝绳带动凿岩机沿导轨进退。
第三章 装载机械装载机械1. 试述靶斗装载机的主要组成部分和工作过程。
15矿山机电设备 采掘机械1凿岩台车PPT课件
钎杆
钎杆如图b所示，钎杆由专用钎子钢（ZK8Cr、ZKSiMn等）制成，断面呈有中心孔 的六角型。钎杆尾部六方侧面需用锻钎机加工、并经热处理，以便插入凿岩机的转动套 内配合、传递扭矩。钎尾端面承受凿岩机活塞的频繁冲击，要求既有足够表面硬度，又 有良好的韧性，为了防止活塞过早磨损，钎尾端面硬度应比活塞硬度较低。钎杆中心孔 供通水或通压气用，以便清除岩孔内的岩粉，清除岩粉用的压气或水经中心孔，由钎头 两侧面小孔流入钻孔底部。
受由钎尾和钎杆传来的冲击能量、回转扭矩和冲洗介质，在
孔底直接破碎岩石，并回转变换凿岩位置，以及排除岩屑。
钎尾、钎杆、钎头的型式与尺寸应与凿岩机的类型、凿岩参
数、钎杆型式和尺寸，以及岩石性质等相适应。因钎具不但
经受反复的冲击力 (产生多次拉压交变应力)，还要承受扭矩、
弯曲、摩擦与磨损，以及冲洗介质的腐蚀等作用，其工作条
9
钎子
• 钎尾插入凿岩机转动套筒内，通过它把冲击能 量、回转扭矩和冲洗介质传递给钎杆和钎头。钎肩 的作用是限制钎尾的长度和防止钎尾从套筒中脱出。 钎尾的端面必须平整光滑，质量好，保持适当的硬 度和良好的韧性。钎杆把钎尾传来的冲击能量、回 转扭矩和冲洗介质传给钎头。
10
钎子
•பைடு நூலகம்
钎杆也需要有较高的强度和刚度，而且要吸振。钎头承
13
钎头的类型
• ①刃片钎头 • ②球齿钎头 • ③复合片齿钎头（简称复合钎头）
14
凿岩机的种类
按所用动力可分：
低；另外机体后坐，导致活塞行程减小，使冲击
能下降，凿岩速度降低。因此，在一定的条件下，
把接近最高凿岩速度而又使钎头磨损最小的轴推
力称为最优轴推力。
7
钎头与钎杆的连接
凿岩机的工作原理
基本原理和工作原理1. 引言凿岩机是一种用于在岩石或混凝土中进行钻孔、凿岩或爆破的机械设备。
它通常由一个电动或液压驱动的旋转机构和一个用于传递冲击力的凿头组成。
凿岩机主要用于建筑、矿山和公路等工程领域。
在本文中，我们将详细解释凿岩机的工作原理。
我们将介绍凿岩机的组成部分，然后讨论其工作原理。
我们将讨论一些常见的应用和注意事项。
2. 组成部分凿岩机通常由以下几个主要部分组成：2.1 驱动装置驱动装置是凿岩机的核心部分，它提供了旋转力和冲击力。
根据不同类型的凿岩机，驱动装置可以是电动、气动或液压系统。
其中，液压驱动装置是最常见的类型。
2.2 凿头凿头是传递冲击力的部件，通常由硬质合金制成。
它位于驱动装置的末端，并通过旋转机构与驱动装置相连。
2.3 旋转机构旋转机构用于将驱动装置的旋转力传递给凿头。
它通常由齿轮和轴承组成，以确保平稳的旋转运动。
2.4 控制系统控制系统用于控制凿岩机的运行，包括启动、停止、调节和监测等功能。
它可以是手动控制或自动控制，具体取决于凿岩机的类型和应用场景。
3. 工作原理凿岩机的工作原理基于两个基本原理：旋转和冲击。
3.1 旋转在工作时，驱动装置提供了一个旋转力，将其传递给凿头。
凿头通过旋转机构与驱动装置相连，并随着驱动装置的旋转而旋转。
凿头上通常安装有一些切削齿或钻头，它们可以在岩石或混凝土中切割或钻孔。
通过控制驱动装置的旋转速度和方向，可以实现不同类型和大小的钻孔或切削作业。
3.2 冲击除了旋转力外，驱动装置还提供了一个冲击力，通过凿头传递给岩石或混凝土。
这种冲击力可以破坏岩石的结构，使其变得脆弱，并容易被切割或钻孔。
冲击力的大小取决于驱动装置的能力和凿头的设计。
通常，液压驱动装置提供的冲击力比电动或气动驱动装置更大。
3.3 工作过程在实际工作中，凿岩机通常需要进行以下步骤：1.设置凿岩机的位置和方向，确保它可以安全地进行工作。
2.启动驱动装置，使凿头开始旋转。
3.将凿头放置在需要切削或钻孔的位置，并施加一定的压力。
矿山生产机械操作与维护 凿岩机械
（5）凿孔：当开眼深度达5～10mm后，钻机可按预定 参数进行工作，应根据岩层情况适当调整各钻进参数，以达 到最佳钻进效果；
（6）退钎：孔眼深度达到要求后，先停止推进、冲击， 然后退钎，以后再停止转动。遇到退钎困难时，也可边轻冲 击边退钎。
操作中油液工作温度最高不得超过60℃，油液过滤精度
应高于15μm。
七、凿岩机械的常见故障及处理方法
（一）风动凿岩机的常见故障及处理方法
风动凿岩机的常见故障现象： 1.凿岩机速度降低 （1）钻速明显下降发生闷响有时停钻 （2）气腿推力不足，伸缩不灵，机器后跳 （3）活塞旋转不灵或研缸，机器发热，甚至停钻 （4）工作时从排气口向外喷水或从机头端部向外流水 2.活塞使用寿命短 （1）活塞端面打堆、打裂或打偏 （2）活塞折断 3.水针损坏 从机头向外流水，影响正常润滑与工作 4.气水联动失灵 （1）排气口喷雾 （2）从机头向外流水 （3）转动时快时慢
四、液压凿岩机 1.液压凿岩机的组成及工作原理
组成
冲击机构 转钎机构 推进机构
排粉机构
操纵机构
液压凿岩机的配油、冲击原理 1-活塞；2-滑阀；3-回程蓄能器；4-钎尾；5-主油路蓄能器
2.液压凿岩机液压系统
凿岩机的液压系统 一般分为冲击系统 及转钎-推进系统 两部分。冲击系统 是独立的，转钎推进系统可以和配 套的液压凿岩台车 的系统合并，当台 车需要移动时，凿 岩机不工作，凿岩 机工作时台车不动 作，合并后可使系 统紧凑并节省费用。 国产YYG-80型液 压凿岩机就采用这 种布局形式，见图
1. 基本组成及工作原理 （1）基本组成
柄体部
缸体部
机头部
气腿
附属机构
YT-23型气腿式凿岩机 1-手柄；2-柄体；3-气缸；4-消音器；5-钎卡；6钎子；7-机头；8-连接螺栓；9-气腿连接轴；10-
《采掘机械》教材辅助教学材料 1凿岩机
油形成雾状，在含润滑油的压缩空气驱动凿岩机的
同时，各运动零件相应被润滑。
三、液压凿岩机
1、液压凿岩机的组成机构及工作原理 液压凿岩机是一种以液压为动力的凿岩机。 液压凿岩也是由油缸的冲击机构、转钎机 构和排粉系统组成的。 1）冲击机构 液压凿岩机借助配油阀使高压油交替地进入 活塞的前后油腔形成压力差，使活塞做往复运动。 高压油进入活塞后腔，则推动活塞做冲程运动、 冲击钎尾；高压油进入活塞前腔，使活塞做回程 运动。产生冲击动作的关键部位是配油阀，有独 立式、套筒式、旋转式、无阀式配油。
钎头：呈一字形、十字 形和X形等，其中最常用 的是一字形钎头。
钎杆：断面呈有中心孔 的六角形。中心孔供通 水或通压气用，以便清 除岩孔内的岩粉。 钎尾：钎杆尾部插入凿 岩机的钎套后，用钎卡 卡住钎杆凸肩，防止拔 钎子时与凿岩机脱开， 或防止凿岩机空打时钎 子由凿岩机的转动套中 脱出。
钎头和钎杆
2、气腿式凿岩机的构造及其动作原理
2）转钎机构 作用：使气动凿岩机钎杆回转。 类型：有内回转和独立回转两种。 (1)内回转转钎机构 钎杆回转是依靠棘轮机构和螺纹连接来完成的。
3 4 5 B 2 A
1
O 6 O1
1
7 (a)
棘轮机 构具有 单向间 歇转动 特性
(b)
8
(1)内回转转钎机构
当活塞4往复运动时，通过螺旋杆3和棘轮机 构，使钎杆每被冲击一次转动一定的角度。 冲程时棘爪处于顺齿位置，螺旋杆3转动，活 塞依直线向前冲击。回程时，棘爪处于逆齿位置， 阻止螺旋杆转动，迫使活塞转动，从而带动转钎 套和钎杆转动一定角度。
柄到强吹位置，使凿岩机停止冲击，停止注水，压缩
空气按强吹气路从操纵阀进入，经过气缸气孔、机头 气孔、钎杆中心孔渗入孔底，实现“强吹”，把岩屑 泥水排除。
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第一节
4、转角的影响 两次相邻冲击 之间钎头所转动 的角度过大或过 小，都会影响凿 岩速度，转角存 在最优值，一般 介于22－30 °之 间。
概述
第一节
凿岩机的原理
主要动作： 1 前后冲击 2 转钎 3 除粉（冷却钎头）
概述
第一节
概述
类型：凿岩机根据动力的不同，可分为风 动、液压、电动、内燃凿岩机。 地下矿山的开采中，使用最多的是风动 凿岩机。与其它三种凿岩机相比，风动凿 岩机有以下优点： • 结构简单 • 安全可靠 • 坚固耐用 • 修理简便
第一节
概述
• 1868年，查理土· 布莱建立了世界上第一个凿岩机的制造 公司。 • 1890年C· H· 绍星等人发展了锤式凿岩机，并在同年由登 维尔凿岩机制造公司生产了第一批活塞与钎杆分开的锤式 凿岩机。 • 具有现代凿岩机特色的锤式冲击设备出现在1896年。由美 国人乔治· 莱纳制造的凿岩机，其冲击频率已经达到30Hz， 并具有棘轮棘爪螺旋棒转钎机构和湿式排扮装置。 • 1938年德国人制成了气腿和碳化钨钎头。 • 在20世纪60年代初期，发展了回转与冲击机构分开的独立 回转式凿岩机。
第一节
概述
• 20世纪20年代，英国多尔曼制成一台液压凿岩机， 由于当时工业水平还不高，液压技术也不够完善， 故未能用于生产。 • 1970年法国蒙塔贝特公司首先制成第一代可用于 生产的液压凿岩机。 • 1977 年日本古河矿业公司推出重型液压凿岩机 , 把液压凿岩机安装在 9 个钻臂的大型液压钻车上 。 • 1980年由长沙矿冶研究院、 株洲东方工具厂等单 位研制成功我国第一台用于生产的液压凿岩机。
第二节 气动凿岩机
结构 • 凿岩机 • 气腿 • 风管 • 注油器 • 水管 • 钎子
钎子的尾端装入凿岩机的机头钎套内，注油器连接 在风管上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润滑， 水管供给清除岩粉用的水，气腿支撑着凿岩机并给以工作 所需的推进力。
第二节 气动凿岩机
冲击配气原理 • 气动凿岩机的冲击运动是由活塞在气缸中 作往复运动，并冲击钎尾来实现的。 • 冲击配气机构主要由缸体、活塞、配气阀 等组成。
第一节
概述
凿岩机械发展趋势 • 凿岩机械趋向全自动化（凿岩机器人） 自动开孔、防卡钎、自动停机、自动退钎、台车 和钻臂自动移位、定位以及遥控操作系统等。 • 凿岩机械趋向环保化（一般选用液压凿岩机） • 凿岩机械趋向多样化 — 标准化和系列化 — 定型和非定型 — 大型化和小型化
第一节
冲击式凿岩理论 1、冲击式凿岩的过程： （1）呈跃进式破坏 （2）产生承压核 （3）形成破碎漏斗
第四篇
掘进机械
• 在井巷掘进中，传统的钻爆法仍占主要地 位。主要工序为钻眼、爆破、装载、支护。 使用综掘设备可一次成巷，但仅在煤巷， 半煤岩巷道中应用。硬岩巷道的岩巷掘进 机在煤矿中应用得不多。
第一章
• • • • • 概述 气动凿岩机 液压凿岩机 凿岩台车 锚杆钻机
钻孔机械
第一节
概述
凿岩机发展过程 • 遥远的古代：石斧劈柴，用削尖的木棍和弓箭捕杀动物以 及在岩石上钻孔等利用冲击做功的方法。 • 战国时代：人们根据冲击原理发明了弩机和抛石机；火箭、 火炮、突火枪等武器，也都是利用火药引爆产生的反冲作 用力发射。 • 1813年，英国人理查德· 特里维锡科首先发明了以蒸汽为 动力的冲击式凿岩机。 • 在1844年，英国人布隆顿发明了一种以压缩空气为动力的 凿岩机。 • 1857年气动凿岩机诞生年：意大利工程师巴特里特和杰 曼· 萨梅特对以往的凿岩机进行了改进，于1857年8月以压 缩空气为动力的一体式凿岩机实验成功。
第二节 气动凿岩机
• 活塞冲击行程：此时活塞位于气缸左腔，配气阀 10在极左位置，从柄体操纵阀气孔1来的压气， 经气路2、3、4、 5进入气缸左腔6，而气缸右腔 8经排气孔7与大气相通，故活塞在压气压力的作 用下，迅速向右运动，冲击钎尾。活塞在向右运 动的过程，先封闭排气孔7，而后活塞左侧越过排 气孔。这时气缸右腔的气体受压缩，压力升高， 经气路9和11作用在气阀的左面，而气缸左腔已 通大气，故作用在气阀右面的压力小，气阀便向 右移动，封闭气孔5，使气路4和11联通，于是活 塞冲击行程结束，返回行程开始。
概述
第一节
概述
2、冲击功的影响 冲击功是破碎效果的基本因素， 是冲击式凿岩机械的主要工作参数 之一。 • 凿岩时，必须使冲击功大于临界冲 击功，此时的凿岩速度与冲击功成 正比。 • 评价凿岩工作的主要指标是凿岩速 度和效率，两者与比功耗密切相关。 • 比功耗指的是破碎单位体积岩石所 需要的功。
第一节
第二节 气动凿岩机
转钎原理 • 一般采用内棘轮机构在活塞回程阶段实现钎子的回转。 • 冲程时，螺旋棒转动，活塞不转；回程时，螺旋棒不能转 动，活塞转动。 • 常用凿岩机每次转角15－30 ° ，转速为150－200r/min。
第二节 气动凿岩机
岩粉与排粉方法 • 排粉：凿岩过程中，炮眼底部的岩石不断 受到钎头冲击破碎成岩粉，必须及时将它 排除，才能继续钻进。 • 凿岩过程中产生的粉尘，对人体健康影响 极大（矽肺病），所以常采用湿式凿岩。 • 中心式供水排粉方法。 • 先通气，再进水。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
概述
3、冲击频率的影响 • 冲击频率达到临界值以前，凿岩速度与冲击频率 成正比；冲击频率超过临界值后，凿岩速度与冲 击频率成反比。 • 原因：外载荷从零达到最大需要时间，冲击频率 过大时，冲击载荷无法达到最大。 • 冲击频率临界值可达10000次/min以上。而目前 使用的风动凿岩机冲击频率最高仅达3500次/min。
第二节 气动凿岩机
• 活塞返回行程：此时活塞位于气缸右腔，配气阀 10处于极右位置。压气经气路1、2、3、 4、11、 9进入气缸右腔，作用在活塞右端，因气缸左腔通 大气，故活塞向左运动。在运动过程中，先是活 塞左侧封闭排气孔，而后活塞右侧越过排气孔。 这时气缸左腔的气体受到压缩，压力升高，而气 缸右腔已通大气。气阀左面经气路11、 9、 8、 7与大气相通，故气阀在气缸左腔被压缩气体的作 用下，移至极左位置，由操纵阀气孔1输入的压气 再次进入气缸左腔。于是第二次冲击行程开始。