气动凿岩机常按其攴撑方式、配气机构、转钎方式、冲击频率、重量进行分类。各种 类型的气动凿岩机,由于结构和技术特征不同,应用范围有别。一般根据作业场所(平巷、天井、竖井和釆场等)、所凿炮孔参数(方向、孔径、孔深)、矿岩坚硬程度等进行选型。
按照冲击回转式凿岩的凿岩原理,凿岩机必须具备一些借以完成各冲击、旋转、推 进、排渣等动作的机构和装置,即冲击配气机构、转钎机构、推进机构、排粉机构、润滑系统和操纵机构等,如图1-18所示。各种气动凿岩机就是这些机构的不同组合,主要差异在于冲击配气机构和转钎机构。
冲击配气机构是风动凿岩机的主要机构。它由配气机构、气缸、活塞以及气路等组成。配气机构的作用是将由节气阀输入的压气依次输送到气缸的后腔和前腔中,推动活塞做往复运动,从而获得活塞对钎尾的连续冲击动作。配气机构的制造质量和结构性能的优劣,直接影响活塞的沖击功、冲击频率、转矩和耗气量等主要技术指标。配气机构按其动作原理和结构形式,可分为活阀(从动阀)配气机构、控制阀配气机构和无阀构配气机构三种
Y123型凿岩机采用凸缘环状阀配气机构,其工作原理如图1-21所示。
(1)活塞冲击行程。它是指活塞由缸体的后端向前运动到打击钎尾的整个过程。冲程 开始时,活塞在左端,阀在极左位置。当操纵阀转到机器的运转位置时,从操纵阀气孔1来的压气经缸盖气室2、棘轮孔道3、阀柜孔道4、环形气室5和配气阀前端阀套孔6进入缸体左腔,而活塞右腔则经排气口与大气相通.
此时,活塞在压气压力作用下迅速向右运动,直至沖击钎尾。当活塞的右端面A越过排气口后,缸体右腔中余气受到活塞的压缩,其压力逐渐升高。经过回程孔道,右腔与配 气阀的左端气室7相通,于是气室7内的压力也随着活塞继续向右运动而逐渐增高,有推动阀向右移动的趋势。当活塞的左端面B越过排气口后(见图1-21a),缸体左腔即与大气相通,气压骤然下降。在此瞬时,配气阀在两侧压力差的作用下,迅速右移,并与前盖靠合,切断通往左腔的气路。与此同时,活塞借惯性向右运动,并冲击钎尾,冲击结束,开始回程。
(2)活塞返回行程。开始时,活塞及阀均处于极右位置。这时,压气经由缸盖气室2、棘轮孔道3、阀柜孔道4及阀柜与阀的间隙、气室7和回程孔道进入缸体右腔,而缸体左腔经排气口与大气相通,故活塞开始向左运动。当活塞左端面B越过排气口后,缸体左 腔余气受活塞压缩,压迫配气阀的右端面。随着活塞向左移动,逐渐增加压力的气垫也有推动阀向左移动的趋势,而当活塞的右端面A越过排气孔后(见图1-21b),缸体右腔即
与大气相通,气压骤然下降,同时亦使气室7内的气压骤然下降。配气阀在两侧压力差的作用下,被推向左边与阀柜靠合,切断通往缸体右腔的气路和打开通往缸体左腔的气路。此刻活塞回到缸体左端,结束回程。压气再次进入气缸左腔,开始下一个工作循环。
1.3.1.3Y123型凿岩机转钎机构工作原理
由于棘轮机构具有单方向间歇回转特征,因此当活塞冲程时,利用活塞大头上螺旋母的作用,带动螺旋棒3转动一定角度。棘爪在此情况下,处于顺齿位置,它可压缩弹簧而随螺旋棒转动。当活塞冋程时由于棘爪处于逆齿位置,它玍塔形弹簧的作用下,抵住棘轮内齿,阻止螺旋棒转动。这时由于螺旋母的作用,活塞在凹程时被迫沜蠔旋棒上的螺旋槽方向转动,从而带动转动套5及钎尾套6,使钎子7转动一个角度。这样活塞每冲击一次,钎子就转动一次。钎子每次转动的角度与螺旋棒螺纹导程及活塞运动的行程有关
这种转钎机构的特点是合理地利用了活塞回程的能量来转动钎子,具有零件少、凿岩机结构紧凑旳优点。其缺点是转钎扭矩受到一定限制,螺旋母、棘爪等零件易于磨损。
凿岩机在工作过程中,会产生大量岩粉。这些岩粉必须及时排出孔外。在YT23型凿岩机中,釆用凿岩时注水冲洗与吹风和停止冲击强力吹扫两种方式排除岩粉。凿岩机止常工作中,冲程时,有少量压气湑螺旋棒与螺母之间的间隙经活塞和钎子中心孔进入炮孔底部;回程时,也有少量压气沿活塞花键槽进入钎杄中心孔到炮孔底部与冲洗水一道排除孔底的岩粉。此外,这些少量压气可防止冲洗水倒流入凿岩机的气缸内。
(1)冲洗机构。YT23型凿岩机气水联动 冲洗机构的特点是接通水管后,凿岩机一开动,即可自动向炮孔中注水冲洗;凿岩机停止工作,又可自动关闭水路,停止供水。吹洗机构安装在柄体后部,由操纵阀手柄控制。冲洗 机构的构造如图1-23所示。它由进水阀(见图1-23a)和气水联动注水阀(见图1-23b)两部分组成。
气水联动冲洗机构的工作原理为:凿岩机工作时,压气经操纵阀柄体气路进入气孔A, 使注水阀芯5克服弹簧2的压力,向左移动。注水阀芯的顶尖离开佼垫8。这时压力水从水管接头13经进水阀芯14和柄体水孔进入注水阀体6的B孔,然后通过胶垫8、水针10进入钎杆中心孔,到炮孔底部排除岩粉。当凿岩机停止工作时,气孔A无压气进入,注水阀芯5在弹簧2的作用下,恢复原来位置,阀芯锥部堵住了注水孔路,停止供水。当进水阀随同胶皮水管从凿岩机上卸下时,在水压力作用下,进水阀芯14左移,封闭水路,使管中的压力水不会漏出。
(2)强吹气路。当向下凿岩或炮孔较深时,聚集在孔底的岩粉较多,如不及时排除,就会影响正常凿岩作业。排除时,需扳动操纵阀到强吹位置(见图1-24),使凿岩机停止冲击,注水水路切断,强吹气路接通,从操纵阀孔1进入大量压气,经气路2~6进入钎杆中心孔7,刭孔底强吹,把岩粉排除。为了防止强吹时活塞后退,导致从排气孔漏气,在气缸左腔钻有小孔8。小孔8与强吹气路相通,使压气进入气缸左腔,保证强吹时,活塞处于封闭排气孔的位置,防止漏气和影响强吹效果。
凿岩结東时,为使孔底干净,提高爆破效果,仍需强力吹扫,将孔底岩粉和泥水排除。
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,以提高凿岩效率,必须对凿岩机施以适当的轴推力。轴推力是由气腿发出的,同时气腿还起着支承凿岩机的作用。
YT23型凿岩机采用FTl60型气腿为其支承与推进机结构,其基本结构如图1-25所示。
FT160型气腿的最大轴推力为1600N,最大推进长度为1362mm。它有外管10、伸缩管8、气管7三层套管。外管10与架体2用螺纹连接,下部安有下管座11。伸缩 管8的上部装有塑料碗5、垫套6和压垫4,下部安有顶叉14和顶尖15。气管7安设在架体上。气腿工作时,伸缩管8沿导向管12伸缩,并以防尘套13密封
FTl60型气腿的支承与推进原理如图1-26所示。气腿借连接轴Ⅰ与凿岩机铰接,伸缩管6下端的顶叉7支撑在底板岩石上。钻凿水平炮孔时,气腿轴心线与地平面成α角。当压气进入气缸上腔时,活塞4伸出,把凿岩机支撑在适当的钻孔位置。顶叉7抵住底板岩石后,气缸上腔继续通入压气,对凿岩机产生一个作用力R,此力可分解图125160型气腿结构为水平分力R1和垂直分力R。
RH=rosa;
RV =Sina
RH用于支承和平衡凿岩机工作时产生的后坐力。
RV用于支承和平衡凿岩机及钎杆的重量。
随着炮孔不断加深,活塞杆继续伸岀,α角逐渐缩小。调节进气量可保持凿岩机工作时所需的最优轴推力和适当的推进速度。如果活塞已全部伸出,或在调换钎杆时,可转动换向阀使压气进入气腿的下腔,从而使活塞杆快速缩回。在移动顶叉的位置之后,再重新攴撑好凿岩机以便继续凿岩。
1)气腿伸出。图1-30(a)所示为气腿伸出时的位置,扳动调压阀手柄1,调压阀上的半月形进气槽m把调压阀气孔b和柄体上气孔c接通。此时从操纵阀和柄体孔a进来的压气按图中实线箭头所示方向,经孔b和孔c进入气腿上腔,伸缩管伸出,支撑和推进凿岩机。此时气腿下腔的废气按虚线箭头所示方向,经柄体孔c、调压阀孔f和柄体孔d排人大气。
2)气腿轴推力调节。气腿伸出后,扳动调压阀手柄置于不同位置,可以实现气腿轴推力从零到最大值之间的变化。
在逆时针方向转动调压阀手柄时,孔b和孔c接通的半月牙形槽m的断面积越来越小,通入气腿上腔的压气量也相应减小;与此同时,孔b和孔d接通的放气槽n的断面积 越来越大,由孔b经孔d排入大气的压气量相应增大,从而实现了气腿轴推力的调节。 3)气腿快速缩回。图1-30(b)所示为气腿快速回缩位置,由换向阀4控制。凿岩机工作时,进入调压阀的压气将换向阀推到最左位置(见图1-30a)。当扳动手柄2里面尼龙扳机3时,扳机3克服压气推力,将换向阀推至最右位置(见图1-30b)。此时气路改变方向,由孔a进入的压气按实线箭头所示方向经换向阀孔h、调压阀孔f、柄体孔e进入气腿下腔,使气腿快速缩回。此时气腿上腔的废气按虛线箭头所示方向,经孔c、调压阀气路和孔d排入大气。
湖南培新矿机是一家有十年研发生产经验的小型凿岩台车和钻车厂家,凿岩台车在湖南被戏称为钻炮眼机,主要适用于矿山、冶金等领域小型巷道、隧道、涵洞的有轨开挖、掘进工程。该钻车采用全液压驱动单臂凿岩,凿岩速度可达0.8-2米/分。系统设有终点自动停止冲击、自动防卡钎、感应水排渣功能,操作方便,安全可靠。该机车结构紧凑、重心低、机动灵活,采用轨轮行走方式,工作稳定。灵活的液压凿岩机构具有节约能源、噪音低、功能多、效率高等优点。整机能耗小、噪音低、安全可靠、可大幅改善工作环境,提高施工效率和质量。该设备对巷道的工作面、顶板、侧帮、底板、掏心孔均能凿岩作业。该机不仅能钻凿掘进炮孔,根据断面大小情况,装上本所推进器后,还能很方便的钻凿锚杆孔。
DF10A-1BDG主要技术参数
项 目 |
主 要 技 术 参 数 |
||
整 机 |
运输状态外形尺寸(l×b×h)mm |
7110×920×2050 |
|
凿孔直径 mm |
φ43~φ76 |
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钻孔深度 mm |
2700(标配) |
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2100(选配一) |
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钻孔速度 m/min |
0.8-2 |
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适用断面(b×h)m |
2×2~3.5×3.5 |
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液压凿岩机型号 |
HYD200阴钎尾 |
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凿岩机冲击功率kW |
7.5 |
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供电电压 |
380VAC 50HZ |
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电器功率 kW |
32.6 |
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总 重 kg |
≈6000 |
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行走底盘 |
底盘结构 |
铰接式车体 |
|
行走形式 |
轨轮行走 |
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轨距 mm |
600 |
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驱动形式 |
液压马达驱动/牵引行走 |
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行驶速度 km/h |
0—3 |
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制动形式 |
失压制动(牵引时无制动) |
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离去角 |
4° |
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接近角 |
8° |
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离地间隙 mm |
40 |
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爬坡能力(良好轨道面) |
≈5‰ |
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最小转弯半径 mm |
6500(内侧) |
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钻臂机构 |
钻臂结构 |
2.4米螺旋钻臂 |
|
举 升 |
升55° 降16° |
||
摆 臂 |
左30.5° 右30.5° |
||
摆 角 |
左45° 右45° |
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旋 转 |
正180° 反180° |
||
俯 仰 |
俯105° 仰15° |
||
补偿行程 mm |
1500(标配) |
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1200(选配一) |
|||
推进器 |
推进器总长 mm |
HYD200阳钎尾 |
4210(标配) |
3610(选配一) |
|||
钎杆长度 mm |
3090(标配) |
||
2475(选配一) |
|||
孔 深 mm |
2700(标配) |
||
2100(选配一) |
|||
最大推进力 KN |
9 |
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供气系统 |
空压机 |
活塞式空压机 |
|
排气量(L/min) |
210 |
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工作气压 Mpa |
0.8 |
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凿岩机润滑气量 L |
100~150 (0.2~0.3 Mpa) |
||
供水系统 |
水泵 |
多级增压离心水泵 |
|
凿岩机供水压力 Mpa |
0.8~1.2 |
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冷却器入口水压 Mpa |
0.3~0.6 |
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其他配置 |
液压油箱冷却形式 |
水冷 |
|
照明系统 |
3盏高亮度LED照明灯 |