第4章 鉆眼機(jī)械4

第四章鉆眼機(jī)械主要內(nèi)容第一節(jié)鉆眼機(jī)械第二節(jié)釬桿

第一節(jié)鉆眼機(jī)械1、根據(jù)鉆孔深度：淺眼鉆機(jī)、中深孔鉆機(jī)鉆眼機(jī)械分類

2、根據(jù)鉆孔孔徑大小：小孔徑鉆機(jī)、大孔徑鉆機(jī)5、根據(jù)鑿巖機(jī)工作原理：鑿巖機(jī)、煤電鉆、潛孔鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)3、根據(jù)鑿巖機(jī)動(dòng)力：風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)、液壓4、根據(jù)工作環(huán)境：露天鉆機(jī)、井下鉆機(jī)一、鑿巖機(jī)一）分類1.以使用的動(dòng)力不同，分為三種：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)發(fā)展較成熟，但噪音大，震動(dòng)大等缺點(diǎn)液壓鑿巖機(jī)：液壓鑿巖機(jī)成本高，現(xiàn)在研究水壓鑿巖機(jī)（深部開(kāi)采）電動(dòng)鑿巖機(jī)：輕便，但動(dòng)力小2.根據(jù)鉆機(jī)的使用場(chǎng)所，分井下鉆機(jī)露天鉆機(jī)3.根據(jù)機(jī)械破碎巖石的方法，可以有如下幾種:

(1)旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)：多刃切削鉆頭鉆機(jī)、金剛石鉆頭鉆機(jī)等。這種鉆機(jī)多用于中等硬度以下的巖石或煤中鉆孔。

(2)沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式鉆機(jī)：各種類型鑿巖機(jī)、潛孔鉆機(jī)和鋼繩沖擊式鉆機(jī)等?？捎迷谥杏惨陨系膸r石中鉆孔。

(3)旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)：牙輪鉆機(jī)。用在中硬以上的巖石中鉆孔。4.根據(jù)可以鉆鑿炮孔的深度可分：深孔鉆機(jī)淺孔鉆機(jī)二）風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（一）類型手持式——下向孔氣腿式——水平孔上向式——上部孔導(dǎo)軌式——水平孔

（二）構(gòu)造（以氣腿式鑿巖機(jī)為主）主機(jī)分為三部分：柄體、缸體、機(jī)頭柄體：進(jìn)氣和進(jìn)水管、操縱閥、氣腿的調(diào)壓閥、換向閥、水針、風(fēng)水聯(lián)動(dòng)裝置缸體：活塞、配氣閥、棘輪、螺旋棒機(jī)頭：（三）工作原理1、沖擊機(jī)構(gòu)沖擊機(jī)構(gòu)主要有氣缸、活塞及配氣裝置組成。借助配氣裝置可自動(dòng)變換壓氣交替進(jìn)入氣缸的后、前腔，使活塞在氣缸中前后移動(dòng)，與之聯(lián)為一體的錘G也隨之前后移動(dòng)。向前移動(dòng)叫沖程，錘在沖程末端打擊釬子，向后移動(dòng)叫回程，為下一次沖擊作準(zhǔn)備。常用的配氣裝置有環(huán)閥、控制閥和無(wú)閥配氣三種。（1）環(huán)閥配氣環(huán)閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、動(dòng)作可靠等優(yōu)點(diǎn)。（2）控制閥配氣控制閥是一種適應(yīng)性更強(qiáng)、工作更穩(wěn)定可靠的配氣裝置。它的特點(diǎn)是配氣閥的換位是由壓氣推動(dòng)的，這樣可保證活塞走完全部沖程，但是在缸體上要多兩條控制氣道，閥的加工也比較復(fù)雜。國(guó)產(chǎn)鑿巖機(jī)采用這種閥的最多，它的工作原理下圖。（3）無(wú)閥配氣沒(méi)有專用的配氣閥，它利用與活塞連在一起的一段圓桿，隨著活塞的移動(dòng)來(lái)完成配氣工作。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能充分利用壓氣膨脹作功。這利鑿巖機(jī)的活塞沖程較短、沖擊頻率比較高，故鉆速快、耗氣少、效率高，但噪音及震動(dòng)也比較大。2、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（1）內(nèi)棘輪和螺旋棒轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)常用的轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)是內(nèi)棘輪和螺旋棒轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)，在閥柜后面，裝有一個(gè)內(nèi)齒棘輪，與螺旋棒咬合，構(gòu)成逆止機(jī)構(gòu)使螺旋棒只能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋棒上的斜齒用螺旋母與活塞咬合。沖程時(shí)，活塞前進(jìn)推動(dòng)螺旋棒旋轉(zhuǎn)，活塞能直向前進(jìn)；回程時(shí)，由于螺旋棒不能逆轉(zhuǎn)，棘輪與閥柜又都是用銷釘固定在缸體上，故迫使活塞沿螺旋棒斜齒轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度。活塞前端的錘用花鍵與轉(zhuǎn)動(dòng)套咬合，六角形釬尾也插在轉(zhuǎn)動(dòng)套中，因此活塞回程時(shí)就帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套和釬子一齊轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖。內(nèi)棘輪和螺旋棒轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)1—螺旋棒；2—棘爪；3—內(nèi)棘輪；4—活塞；5—轉(zhuǎn)動(dòng)套；6—釬子（2）外棘輪與活塞螺旋槽轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)對(duì)于無(wú)閥鑿巖機(jī)，由于活塞后面帶有配氣圓桿，無(wú)法安設(shè)螺旋棒需要采用這種轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)，見(jiàn)圖。在活塞錘上有四條直槽6和四條斜槽3，直槽與轉(zhuǎn)動(dòng)套7咬合，斜槽與外齒棘輪4咬合。外齒棘輪與安設(shè)在機(jī)殼上的棘爪5組成逆止機(jī)構(gòu)，使棘輪只能按圖中實(shí)線箭頭方向旋轉(zhuǎn)，不能逆轉(zhuǎn)。沖程時(shí)，活塞迫使棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞不轉(zhuǎn)?；爻虝r(shí)，由于棘輪不能逆轉(zhuǎn)，斜槽迫使活塞一面后退一面旋轉(zhuǎn)，同時(shí)直槽推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套和釬子一齊轉(zhuǎn)動(dòng)。外棘輪與活塞螺旋槽轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)1—配氣圓桿；2—活塞；3—活塞螺旋槽；4—外棘輪；5—棘爪；6—活塞直槽；7—轉(zhuǎn)動(dòng)套；8—釬子（3）獨(dú)立回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有一種獨(dú)立回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，常為重型鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)采用。它由一個(gè)專用馬達(dá)(風(fēng)動(dòng)或液壓)經(jīng)減速后帶動(dòng)釬子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。特點(diǎn)是扭矩大，不易夾釬，轉(zhuǎn)速可調(diào)能適用于各種不同的巖石，可以反轉(zhuǎn)便于安裝拆卸接桿釬子。3、排粉機(jī)構(gòu)（1）分類干式和濕式干式排粉：將壓氣導(dǎo)入釬子中心孔送到炮眼底部，吹出巖粉；濕式排粉：將壓力水經(jīng)由水針和釬子中心孔送到炮眼底部，使巖粉充分潤(rùn)濕后排出。（2）濕式排粉原理鑿巖機(jī)設(shè)有風(fēng)水聯(lián)動(dòng)裝置，以保證開(kāi)鉆時(shí)立刻供水，停鉆時(shí)立刻停水。鑿巖機(jī)工作時(shí)，柄體氣室的壓氣經(jīng)孔道3推注水閥2向后移動(dòng)，打開(kāi)水道5，使水流入水針。停鉆時(shí)，由于柄體氣室沒(méi)有壓氣，彈簧1推動(dòng)注水閥堵住進(jìn)水孔道5，使水不能進(jìn)入水針。風(fēng)水聯(lián)動(dòng)裝置工作狀態(tài)停機(jī)狀態(tài)（1）分類：分為懸掛式和落地式兩種。懸掛式的懸在風(fēng)管彎頭處，容油量小；落地式注油器放在離鑿巖機(jī)不遠(yuǎn)的進(jìn)風(fēng)管中部，容油量大，其結(jié)構(gòu)基本相同。4、潤(rùn)滑部分（注油器）（2）工作原理注油器內(nèi)管與進(jìn)風(fēng)軟管相連。當(dāng)壓氣在內(nèi)管中通過(guò)時(shí)，經(jīng)橫管上的小孔1進(jìn)入由內(nèi)管和外管夾層構(gòu)成的油室2，使油面壓力增大，潤(rùn)滑油就沿著導(dǎo)管4經(jīng)針形閥從橫管上的小孔3噴出，并被壓氣吹散成霧狀，與壓氣混合一起進(jìn)入鑿巖機(jī)。鑿巖機(jī)內(nèi)凡是壓氣能到達(dá)的地方，油霧也能到達(dá)，使鑿巖機(jī)零件能夠得到良好的潤(rùn)滑。懸掛式注油器5、支撐機(jī)構(gòu)鑿巖機(jī)的重量在20kg以上，使用時(shí)必須將它支持起來(lái)以減輕勞動(dòng)、方便操作。因此就需要靈活適用的架支設(shè)備。在打眼時(shí)還要給鑿巖機(jī)以合適的軸向推力，以克服釬子反跳，才能更有效地鉆鑿孔底巖石，故推進(jìn)設(shè)備也是非常必要的。氣腿是鑿巖機(jī)的一個(gè)附件。氣腿的控制部件(調(diào)壓閥、換向閥)都已集中設(shè)置于鑿巖機(jī)的柄體上，使它成為氣腿式鑿巖機(jī)的一個(gè)組成部分。氣腿的構(gòu)造：它是一組由內(nèi)管1、伸縮管2、外管3所組成的三層套管。在伸縮管上安設(shè)活塞5，將外管分隔成上腔6和下腔4。氣孔A通上腔，氣孔B經(jīng)內(nèi)管和伸縮管上的小孔7通至下腔。操縱部分主要指手柄及調(diào)壓閥。手柄控制沖擊進(jìn)氣，調(diào)壓閥可控制氣腿進(jìn)氣。利用調(diào)壓閥可控制氣腿力。調(diào)壓閥套在換向閥上，用小手柄來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，見(jiàn)圖9，當(dāng)小手柄朝順時(shí)針?lè)较虬獾奖M頭時(shí)，調(diào)壓閥進(jìn)氣孔1與氣腿上腔進(jìn)氣孔A恰好對(duì)正，進(jìn)氣量最大，推進(jìn)力也最大。逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，孔1與孔A錯(cuò)開(kāi)，這時(shí)與孔A相對(duì)的是兩條月牙槽，槽2與孔1相連，是一條進(jìn)氣槽，轉(zhuǎn)角增大時(shí)斷面逐漸減小，另一條槽3與2的方向相反并經(jīng)橫槽4與排氣孔相連。故轉(zhuǎn)角增大不但進(jìn)氣少而且泄漏增多，所以能有效地調(diào)節(jié)氣腿推進(jìn)力。逆時(shí)針轉(zhuǎn)到盡頭時(shí)，進(jìn)氣路完全封閉，氣腿上、下腔均與大氣相通。6、操縱部分（四）鑿巖機(jī)的性能參數(shù)沖擊功：活塞沖擊釬桿所作的功。影響沖擊功大小的因素：風(fēng)壓、活塞直徑和行程。扭矩：推動(dòng)釬子旋轉(zhuǎn)的力矩。沖擊頻率：活塞每分鐘沖擊釬子的次數(shù)。耗風(fēng)量：鑿巖機(jī)正常工作所消耗的壓氣量。YT24A-76鑿巖機(jī)技術(shù)參數(shù)機(jī)重24kg輸水膠管內(nèi)徑φ13mm機(jī)身長(zhǎng)630mm鉆頭直徑34～42mm使用氣壓0.63MPa最大鉆孔深度5m氣缸直徑76mm釬尾配套尺寸22×108mm活塞結(jié)構(gòu)行程55mmYT24A-76-2氣腿重17kg鑿巖沖擊頻率≥35Hz氣腿長(zhǎng)度3000mm沖擊能≥65J推進(jìn)深度1350mm鑿巖耗氣量≤80L/s最大軸推力2000N空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速≥300r/minHT200ml/h型霧油器重1.2kg噪音≤120dB(A)貯油量200ml使用水壓0.2～0.3MPa

輸氣膠管內(nèi)徑φ25mm

三）鑿巖臺(tái)車（1）分類軌輪式、履帶式、輪胎式（2）構(gòu)造車體、主鉆背、推進(jìn)器（3）工作原理升降油缸可使鉆背上下擺動(dòng)，借助平行四連桿機(jī)構(gòu)可使推進(jìn)器升降，以保持鉆眼的平行度；水平擺角油缸和俯仰角油缸可使推進(jìn)器水平擺動(dòng)和繞鉆背端點(diǎn)垂直擺動(dòng)，以鉆進(jìn)不同方向的炮眼；補(bǔ)償油缸使推進(jìn)器緊頂在工作面上；回轉(zhuǎn)油缸可使推進(jìn)器繞油缸軸線翻轉(zhuǎn)180，以鉆進(jìn)巷道周邊眼和底眼。推進(jìn)機(jī)構(gòu)采用風(fēng)動(dòng)馬達(dá)絲桿推進(jìn)方式。四）液壓鑿巖機(jī)以液壓為動(dòng)力，通過(guò)配油機(jī)構(gòu)，是高壓油交替作用于活塞兩端，形成壓差，迫使活塞在缸體內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，完成沖擊釬子、破碎巖石的功能。轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立的外回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，壓力水排粉。五）電動(dòng)鑿巖機(jī)（電鉆）以電能作為動(dòng)力按使用條件分為煤電鉆和巖石電鉆（一）煤電鉆（1）構(gòu)造：電動(dòng)機(jī),減速器,散熱裝置,開(kāi)關(guān),手柄、外殼等組成。（2）工作原理：煤電鉆鉆眼屬于旋轉(zhuǎn)式鉆眼法。人為對(duì)鉆頭施加軸向壓力，將釬刃壓入巖石中，同時(shí)釬頭不斷旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生扭矩，推動(dòng)釬刃產(chǎn)生切削力向前切削巖石，使孔底巖石連續(xù)的沿螺旋線破壞。（3）使用條件用于較軟巖層或煤層中（二）巖石電鉆（1）構(gòu)造：與煤電鉆基本相同。（2）工作原理：巖石電鉆鉆眼屬于旋轉(zhuǎn)式鉆眼法。人為對(duì)鉆頭施加軸向壓力，將釬刃壓入巖石中，同時(shí)釬頭不斷旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生扭矩，推動(dòng)釬刃產(chǎn)生切削力向前切削巖石，使孔底巖石連續(xù)的沿螺旋線破壞。（3）使用條件與煤電鉆相比，主要用于較硬巖層或煤層中二、潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)工作原理1-鉆桿；2-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；3-推進(jìn)機(jī)構(gòu)；4-沖擊器；5-沖擊活塞；6-釬頭；7-風(fēng)管三、牙輪鉆機(jī)1-加壓回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2-鉆桿；3-鉆頭；4-牙輪牙輪鉆機(jī)工作原理一、鑿巖機(jī)釬子構(gòu)成：釬頭、釬桿一）釬頭①形狀：一字形、十字形、球齒形第二節(jié)鉆眼工具②不同形狀釬頭特征：一字形：沖擊力集中，鑿入深度大，制造工藝簡(jiǎn)單；易夾釬，磨損快十字形：容易開(kāi)眼，夾釬少；鑿進(jìn)速度低，制造工藝復(fù)雜球齒形：容易開(kāi)眼，不易夾釬，炮眼較圓，重復(fù)破巖少，耐磨，鑿巖速度高；制造工藝復(fù)雜③主要參數(shù)：刃角：刃頭兩刃面的夾角，一般為90o~120o，多為110o。刃角小，易鑿入巖石中，鑿巖速度快，易磨鈍和破裂；刃角大，釬刃強(qiáng)度高，耐磨性好。隙角：兩側(cè)面的傾角。作用是減少釬頭與眼壁的摩擦,避免卡釬。隙角大，易崩角，加劇釬頭徑向磨損；隙角小，易卡釬。我國(guó)鑲合金片釬頭隙角為3o，球齒釬頭隙角在7o左右。初始直徑：一般為38~43mm。排粉溝吹洗孔④釬頭材料：錳鉻合金、鎢鈷類合金⑤釬頭型號(hào)：通常用硬質(zhì)合金牌號(hào)和型號(hào)表示硬質(zhì)合金牌號(hào)（成分、性能）：YG8C，Y表示硬質(zhì)合金，G表示鈷，其后數(shù)值表示其合金百分?jǐn)?shù)，C表示粗晶粒合金，X表示細(xì)晶粒合金。硬質(zhì)合金型號(hào)（形狀、尺寸）：K0型（長(zhǎng)片狀）、K1型（短片狀）、K318（楔片狀）、Q型（球齒狀）、Z型（錐球齒狀）、K0型主要用于一字形釬頭，K1型主要用于鑲焊十字形釬頭，Q型及Z型主要用于鑲嵌球齒釬頭。二）釬桿構(gòu)成：釬梢、釬身、釬肩、釬尾

形狀：中空六角形——環(huán)形釬肩:手持式、氣腿式中空?qǐng)A形——耳形釬肩：導(dǎo)軌式p37

無(wú)釬肩六角形：上向式二、電鉆鉆具一）煤電鉆鉆具①組成：鉆頭、麻花鉆桿鉆頭：兩翼、三翼麻花鉆桿：前端，方槽尾孔；中部，麻花螺紋；尾部，圓柱形。②主要參