氣液聯動鑿巖機的製作方法
2023-07-25 23:18:41 1
專利名稱：氣液聯動鑿巖機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於露天鑽鑿中深孔的氣液聯動鑿巖機。
目前國內能打中深孔的鑿巖機有YG80、YGZ50、YGZ 90、YGZ170、YGZ200等幾種型號的導軌式氣動鑿巖機和YYG80、YYG120、YYG130、YYG150、YYG250、YYG200、YYG300等幾種型號的導軌式液壓鑿巖機。
導軌式氣動鑿巖機的衝擊機構和旋轉機構均採用壓氣驅動，衝擊功率和旋轉功率的配置比為1∶0.1～0.38。它的衝擊機構由氣缸、活塞、配氣機構等組成，旋轉機構由氣動馬達、傳動齒輪、轉動套等組成。這類鑿巖機的優點是結構簡單、工作可靠，其缺點是能量利用率低，鑽進速度慢，而且隨著孔深的增加，鑽速顯著下降。
導軌式液壓鑿巖機的衝擊機構和旋轉機構都是用液壓驅動，衝擊功率和旋轉功率的配置比為1∶0.57～0.74。它的衝擊機構由氣缸、活塞、配油閥、蓄能器、高壓密封件、油道等組成，旋轉機構由油馬達、齒輪、轉動套等組成。這類鑿巖機的優點是能量利用率高，鑽速快，工作面衛生條件好，其缺點是液壓系統龐大，油管和通油孔道多，高壓密封難度大，結構複雜、維修保養困難，購置費用高，一臺引進的露天深孔全液壓鑽車高達200餘萬元，一臺國產同類設備的費用也接近這個數字。由於上述缺點，特別是價位高和難於維修，限制了它的推廣應用，包括引進國外生產技術生產的液壓鑽車在內，目前液壓鑽車的年產量僅30多臺。
氣動鑿巖機和液壓鑿巖機衝擊功率與旋轉功率的配置比均大於1，從功率消耗看，這兩種鑿巖機均屬以衝擊破巖為主的衝擊-轉動式鑿巖機。
近幾年來，國外一些公司和研究單位如瑞士的SIG公司、澳大利亞BOHLER公司、俄羅斯的礦山機械研究和吉爾吉斯的自動化研究所正致力於氣液聯動鑿巖機的研究開發，他們的研究開發工作已取得了重要進展。
國內目前尚無氣液聯動鑿巖機問世，還是一個空白領域。
本實用新型的目的在於提供一種結構簡單、鑽進速度快、能耗相對小、便於維護，集氣動鑿巖機和液壓鑿巖機優點於一身的新型鑿巖機。
為了實現上述目的，本實用新型的基本結構如附
圖1所示。該機由衝擊機構、旋轉機構和排粉系統組成。衝擊機構由無閥配氣機構1、活塞2、氣缸3等組成；旋轉機構由油馬達4、一對大小齒輪5、6、轉動套7等組成，油馬達置於機殼上面，所需動力由液壓動力源提供；衝擊機構和旋轉機構通過過渡套9將其聯接成為一個整體。它的工作原理是壓氣通過一個無閥配氣機構1驅動活塞2作往復運動並按一定的衝擊頻率不斷打擊釺尾8；液壓馬達4通過一對傳動齒輪5、6和轉動套7帶動釺尾8、釺杆和鑽頭轉動，在≥11000N的強力推進條件下，巖石在不斷衝擊和旋轉剪切作用下被破碎形成鑽孔；鑽進過程中產生的巖屑，通過壓氣排粉系統將其排至孔外。
本實用新型提供的氣液聯動鑿巖機，其整體結構特徵是衝擊機構採用壓氣驅動，旋轉機構採用液壓驅動，是一種組合式結構。
衝擊機構與旋轉機構功率配置的特徵是旋轉功率大於衝擊功率，其配置比為1.37∶1。而氣動和液壓鑿巖機的功率配置則相反，衝擊功率大於旋轉功率。由於本機配有的轉釺扭矩為≥350N.m，加大了鑽頭在轉動過程中對巖石剪切破碎的力度，因此，就破巖方法而言，它是一種以剪切破巖為主的旋轉-衝擊式鑿巖機，不同於氣動和液壓鑿巖機的以衝擊為主的衝擊-轉動式破巖方法。
附
圖1為氣液聯動鑿巖機的結構示意圖。圖面標號1-無閥配氣機構，2-活塞，3-氣缸，4-油馬達，5、6-傳動齒輪，7-轉動套，8-釺尾，9-過渡套。
本實用新型有以下優點1、採用氣液聯動，大大簡化了整機結構，提高了工作可靠性，便於維護。
2、由於採用了旋轉-衝擊破巖方法，鑽孔速度較氣動鑿巖機要高1-1.5倍，接近同種規格液壓鑿巖機的鑽速。
3、旋轉-衝擊鑿巖採用強力推進，改善了鑿巖機具中的應力循環特性，提高了持久極限，有利於提高釺具的使用壽命。
4、降低了整機價格，其購置費(含鑿巖機、臺車和壓氣機)相當於輕型潛孔鑽車，僅為全液壓鑽車的五分之一。
實施例本機進行巖石鑽進，按以下順序實施操作1、啟動排粉系統；2、操縱液壓動力源換向閥手柄，液壓油驅動油馬達，經傳動齒輪和轉動套帶動釺尾、釺杆和鑽頭轉動；
3、操縱推進手柄，啟動氣馬達，通過推進機構對鑿巖機施加所需推力；4、操縱衝擊手柄，使壓氣進入衝擊機構驅動活塞作往復運動，並按一定頻率打擊釺尾。在衝擊、旋轉和推力的共同作用下，鑿巖機進入巖石鑽進狀態。
本實用新型提供的氣液聯動鑿巖機在某水庫一處山地上與KQL-120型臺車配套進行了現場試驗。試驗條件、試驗參數和試驗結果如下1、試驗條件巖石種類弱風化花崗巖鑽頭φ65mm(柱齒)φ90mm(十字楔形刀刃)釺杆杆長3050mm/根，杆徑φ38mm2、鑿巖機工作參數衝擊風壓0.5-0.55Mpa旋轉油壓8-14Mpa推力10000-11000N排粉風壓0.5-0.55Mpa3、試驗結果①氣液聯動鑿巖機運轉正常，設備主要部件均未出現故障。
②鑿巖速度φ65mm的柱齒鑽頭，測鑽進24.5mm的平均鑿巖速度為904mm/min；φ90mm的十字型鑽頭，測鑽進37.25mm的平均鑿巖速度為877mm/min。
③孔深度14.3m④隨著孔深的增加，鑿巖速度下降不明顯。φ65mm柱齒鑽頭和φ90mm十字型鑽頭的鑽速下降幅度僅1％左右。
試驗結果完全證實了本實用新型提供的氣液聯動鑿巖機所具有的優點。
權利要求1.一種用於露天和井下鑽鑿中深孔的氣液聯動鑿巖機，它由衝擊機構、旋轉機構和排粉系統組成。用壓氣驅動的衝擊機構由無閥排氣機構(1)、活塞(2)、氣缸(3)等組成；用液壓驅動的旋轉機構由油馬達(4)、一對大小齒輪(5)、(6)、轉動套(7)等組成，油馬達置於機殼上面，所需動力由液壓動力源提供；衝擊機構和旋轉機構通過過渡套9將其聯接成為一個整體。
2.根據權利要求1所述的氣液聯動鑿巖機，其特徵在於旋轉機構的旋轉功率與衝擊機構的衝擊功率的配置比為1.37∶1，強力轉釺扭矩為≥350N.m；鑿巖機的推進力為≥11000N。
專利摘要本實用新型氣液聯動鑿巖機是一種用於露於鑽鑿中深孔的鑿巖設備。它由氣動衝擊機構、液壓旋轉機構和排粉系統構成。本機的主要特點和關鍵技術在於:動力配置採用氣液聯動,即衝擊採用氣動,旋轉採用液壓;旋轉功率與衝擊功率的配置比為1.37∶1,強力轉釺扭矩加大了剪切破巖的力度。因此,與其他鑿巖機相比,本機具有結構簡單、工作可靠、鑽速快、釺具使用壽命長、便於維修和價格性能比低等突出優點。
文檔編號E21B1/00GK2435509SQ00225388
公開日2001年6月20日 申請日期2000年8月8日 優先權日2000年8月8日
發明者趙統武, 甘海仁, 劉明深, 李明全, 鄭磊, 趙錦橋, 林從謀, 孫文晉 申請人:長沙礦冶研究院