潛孔鉆機(jī)的基本組成與工作原理

1、地下潛孔鉆機(jī)的基本組成與工作原理一、地下潛孔鉆機(jī)的基本組成圖1-1為地下潛孔鉆機(jī)組成的示意圖，它由鉆頭 1、沖擊機(jī)構(gòu)（沖擊器）2、鉆桿3、回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、氣接頭與操縱機(jī)構(gòu) 5、調(diào)壓機(jī)構(gòu)6、支承調(diào)幅與升降機(jī)構(gòu) 7組成。其中1、2、3 合稱鑿巖鉆具。二、地下潛孔鉆機(jī)的工作原理與特點(diǎn)潛孔鉆機(jī)鑿巖原理和重型鑿巖機(jī)一樣，是間歇沖擊巖（礦）石，連續(xù)回轉(zhuǎn)，不同的是潛孔鉆機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)一潛孔沖擊器裝于鉆桿的前端，潛人孔底，活塞直接沖擊鉆頭，且隨鉆孔的延伸，不斷推進(jìn)。潛孔鉆機(jī)即因沖擊器潛人孔底而得名。鉆機(jī)由沖擊機(jī)構(gòu)2中的活塞完成沖擊鉆頭1的沖擊動(dòng)作，并由冶金設(shè)備回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作。由調(diào)壓機(jī)構(gòu) 6完成推進(jìn) 力大小

2、的調(diào)節(jié)，以高效完成鉆孔工作，鉆機(jī)的升降與調(diào)幅由機(jī)構(gòu)7完成。各種動(dòng)作由操縱機(jī)構(gòu)5來控制。支承機(jī)構(gòu)可以是支架或鉆車。鉆孔過程中形成的巖厭粉），則由流經(jīng)鉆桿 與孔壁之間的氣體或水排至孔外。潛孔鉆機(jī)不像鑿巖機(jī)接桿鉆進(jìn)那樣，能量損失隨釬桿接頭增多而增加，因它的鉆桿不傳 遞沖擊能，故沖擊能量損失小，因此可打更深的孔。由于沖擊器深人孔內(nèi)作業(yè)，工作173?計(jì)算它的工作參數(shù)。1.軸推力61洽理的軸推力潛孔鑿巖也主要是靠鉆頭的沖擊能量來破碎巖（礦）石，鉆頭回轉(zhuǎn)只是用來更換位置，避免重復(fù)破碎。因此，潛孔鑿巖不需要很大的軸推力。軸推力過大，不僅易 產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，還會(huì)加速硬質(zhì)合金的磨損， 使鉆頭過早損壞；軸推力過小，則

3、鉆頭不能與巖（礦） 石很好地接觸，影響沖擊能量的傳遞效率，甚至導(dǎo)致沖擊器不能正常工作。低氣壓型潛孔鉆機(jī)的合理軸推力可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算SP#$（3035）"/（1-1）式中P# 合理的軸推力，N;"鉆孔直徑，cm ；f 巖石普氏硬度系數(shù)。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，低氣壓型潛孔鉆機(jī)的軸推力又可按表1-1選取。表1-1潛孔鉆機(jī)合理的軸推力鉆頭名義直徑 D/mm合理軸推力PH/kN鉆頭名義直徑 D/mm合理軸推力PH/kN1004-620010-141506-1025014-20（2）調(diào)節(jié)推（壓）力的計(jì)算潛孔鉆機(jī)鉆孔時(shí)，鉆進(jìn)部件（含鉆具和回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)）的自重施于孔底有一個(gè)力（向下鉆時(shí)為正，向

4、上鉆時(shí)為負(fù)），它會(huì)影響合理軸推力的大小。同時(shí)，在 鉆進(jìn)時(shí)鉆桿與孔壁之間還有摩擦阻力，所以，潛孔鉆機(jī)必須設(shè)有調(diào)壓機(jī)構(gòu)，以便調(diào)節(jié)施于鉆具上的作用力（推力）。調(diào)壓機(jī)構(gòu)施于鉆具上的調(diào)節(jié)推（壓）力按下式計(jì)算：PT$P#-gMsi n!+gfjMcos!+&（1-2）式中PT施于鉆具上的調(diào)節(jié)推（壓廣，N;P# 計(jì)算的合理軸推力，N;M 鉆進(jìn)部件的質(zhì)量，kg；!孔向與水平面所成夾角，（° ；"摩擦系數(shù)，一般取"=0.25;R沖擊器鉆頭的反彈力，其值為活塞在每一工作循環(huán)中使氣缸返回到初始位置所需的 最小軸推力，N;g重力加速度，m/s 2。如向上鉆孔時(shí)，則（1-2）式等號(hào)

5、右邊第二項(xiàng)為 “$號(hào)。當(dāng)P%為負(fù)值時(shí)，表明鉆進(jìn)部件自重施于孔底的軸推力大于P&,必須通過調(diào)壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行減壓鉆進(jìn)；反之，則需加壓，進(jìn)行加壓鉆進(jìn)。當(dāng)P%為零時(shí)，表明只靠鉆進(jìn)部件的自重力即可合理鉆進(jìn)，無需調(diào)壓。2.鉆具的回轉(zhuǎn)速度鉆頭每沖擊一次，只能破碎一定范圍的巖石。當(dāng)鉆具轉(zhuǎn)速過高時(shí)，在兩次鑿痕之間，勢(shì) 必留下一部分未被沖擊破碎的巖瘤，使回轉(zhuǎn)阻力矩增大， 鉆具振動(dòng)加劇，鉆頭磨損加快，不僅降低了鉆進(jìn)速度，甚至造成夾鉆事故；當(dāng)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，則可能產(chǎn)生重復(fù)破碎現(xiàn)象，因沒有充分利用鉆頭的沖擊能量，鉆速降低。鉆具的最優(yōu)轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)鉆頭兩次沖擊之間既不留巖 瘤，又不產(chǎn)生重復(fù)破碎來確定。然而，這個(gè)合理的轉(zhuǎn)角與鉆頭直徑、巖石性質(zhì)、沖擊能量、 沖擊頻率、軸推力、鉆頭結(jié)構(gòu)以及硬質(zhì)合金片（柱）的磨損程度等諸多因素有關(guān)，很難做出 準(zhǔn)確的計(jì)算，通常只能根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法確定。根據(jù)國內(nèi)潛孔鉆機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)和參考國外資料,鉆具的合理轉(zhuǎn)速可按表1-2選取，或用F列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：78/095n( 6500/#).(1-3)式中n 1鉆具的合理轉(zhuǎn)數(shù),r/min;D 鉆孔直徑，mm。表1-2回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)