CN2435509Y - 气液联动凿岩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型气液联动凿岩机是一种用于露于钻凿中深孔的凿岩设备。它由气动冲击机构、液压旋转机构和排粉***构成。本机的主要特点和关键技术在于:动力配置采用气液联动,即冲击采用气动,旋转采用液压;旋转功率与冲击功率的配置比为1.37∶1,强力转钎扭矩加大了剪切破岩的力度。因此,与其他凿岩机相比,本机具有结构简单、工作可靠、钻速快、钎具使用寿命长、便于维修和价格性能比低等突出优点。

Description

气液联动凿岩机

本实用新型涉及一种用于露天钻凿中深孔的气液联动凿岩机。

目前国内能打中深孔的凿岩机有YG80、YGZ50、YGZ 90、YGZ170、YGZ200等几种型号的导轨式气动凿岩机和YYG80、YYG120、YYG130、YYG150、YYG250、YYG200、YYG300等几种型号的导轨式液压凿岩机。

导轨式气动凿岩机的冲击机构和旋转机构均采用压气驱动，冲击功率和旋转功率的配置比为1∶0.1～0.38。它的冲击机构由气缸、活塞、配气机构等组成，旋转机构由气动马达、传动齿轮、转动套等组成。这类凿岩机的优点是结构简单、工作可靠，其缺点是：能量利用率低，钻进速度慢，而且随着孔深的增加，钻速显著下降。

导轨式液压凿岩机的冲击机构和旋转机构都是用液压驱动，冲击功率和旋转功率的配置比为1∶0.57～0.74。它的冲击机构由气缸、活塞、配油阀、蓄能器、高压密封件、油道等组成，旋转机构由油马达、齿轮、转动套等组成。这类凿岩机的优点是能量利用率高，钻速快，工作面卫生条件好，其缺点是：液压***庞大，油管和通油孔道多，高压密封难度大，结构复杂、维修保养困难，购置费用高，一台引进的露天深孔全液压钻车高达200余万元，一台国产同类设备的费用也接近这个数字。由于上述缺点，特别是价位高和难于维修，限制了它的推广应用，包括引进国外生产技术生产的液压钻车在内，目前液压钻车的年产量仅30多台。

气动凿岩机和液压凿岩机冲击功率与旋转功率的配置比均大于1，从功率消耗看，这两种凿岩机均属以冲击破岩为主的冲击-转动式凿岩机。

近几年来，国外一些公司和研究单位如瑞士的SIG公司、澳大利亚BOHLER公司、俄罗斯的矿山机械研究和吉尔吉斯的自动化研究所正致力于气液联动凿岩机的研究开发，他们的研究开发工作已取得了重要进展。

国内目前尚无气液联动凿岩机问世，还是一个空白领域。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、钻进速度快、能耗相对小、便于维护，集气动凿岩机和液压凿岩机优点于一身的新型凿岩机。

为了实现上述目的，本实用新型的基本结构如附图1所示。该机由冲击机构、旋转机构和排粉***组成。冲击机构由无阀配气机构1、活塞2、气缸3等组成；旋转机构由油马达4、一对大小齿轮5、6、转动套7等组成，油马达置于机壳上面，所需动力由液压动力源提供；冲击机构和旋转机构通过过渡套9将其联接成为一个整体。它的工作原理是：压气通过一个无阀配气机构1驱动活塞2作往复运动并按一定的冲击频率不断打击钎尾8；液压马达4通过一对传动齿轮5、6和转动套7带动钎尾8、钎杆和钻头转动，在≥11000N的强力推进条件下，岩石在不断冲击和旋转剪切作用下被破碎形成钻孔；钻进过程中产生的岩屑，通过压气排粉***将其排至孔外。

本实用新型提供的气液联动凿岩机，其整体结构特征是：冲击机构采用压气驱动，旋转机构采用液压驱动，是一种组合式结构。

冲击机构与旋转机构功率配置的特征是：旋转功率大于冲击功率，其配置比为1.37∶1。而气动和液压凿岩机的功率配置则相反，冲击功率大于旋转功率。由于本机配有的转钎扭矩为≥350N.m，加大了钻头在转动过程中对岩石剪切破碎的力度，因此，就破岩方法而言，它是一种以剪切破岩为主的旋转-冲击式凿岩机，不同于气动和液压凿岩机的以冲击为主的冲击-转动式破岩方法。

附图1为气液联动凿岩机的结构示意图。图面标号1-无阀配气机构，2-活塞，3-气缸，4-油马达，5、6-传动齿轮，7-转动套，8-钎尾，9-过渡套。

本实用新型有以下优点：

1、采用气液联动，大大简化了整机结构，提高了工作可靠性，便于维护。

2、由于采用了旋转-冲击破岩方法，钻孔速度较气动凿岩机要高1-1.5倍，接近同种规格液压凿岩机的钻速。

3、旋转-冲击凿岩采用强力推进，改善了凿岩机具中的应力循环特性，提高了持久极限，有利于提高钎具的使用寿命。

4、降低了整机价格，其购置费(含凿岩机、台车和压气机)相当于轻型潜孔钻车，仅为全液压钻车的五分之一。

实施例：本机进行岩石钻进，按以下顺序实施操作：

1、启动排粉***；

2、操纵液压动力源换向阀手柄，液压油驱动油马达，经传动齿轮和转动套带动钎尾、钎杆和钻头转动；

3、操纵推进手柄，启动气马达，通过推进机构对凿岩机施加所需推力；

4、操纵冲击手柄，使压气进入冲击机构驱动活塞作往复运动，并按一定频率打击钎尾。在冲击、旋转和推力的共同作用下，凿岩机进入岩石钻进状态。

本实用新型提供的气液联动凿岩机在某水库一处山地上与KQL-120型台车配套进行了现场试验。试验条件、试验参数和试验结果如下：1、试验条件：

岩石种类：弱风化花岗岩

钻头：φ65mm(柱齿)φ90mm(十字楔形刀刃)

钎杆：杆长3050mm/根，杆径φ38mm2、凿岩机工作参数：

冲击风压：0.5-0.55Mpa

旋转油压：8-14Mpa

推力：    10000-11000N

排粉风压：0.5-0.55Mpa3、试验结果：

①气液联动凿岩机运转正常，设备主要部件均未出现故障。

②凿岩速度：

φ65mm的柱齿钻头，测钻进24.5mm的平均凿岩速度为904mm/min；

φ90mm的十字型钻头，测钻进37.25mm的平均凿岩速度为877mm/min。

③孔深度：14.3m

④随着孔深的增加，凿岩速度下降不明显。φ65mm柱齿钻头和φ90mm十字型钻头的钻速下降幅度仅1％左右。

试验结果完全证实了本实用新型提供的气液联动凿岩机所具有的优点。

Claims (2)

1、一种用于露天和井下钻凿中深孔的气液联动凿岩机，它由冲击机构、旋转机构和排粉***组成。用压气驱动的冲击机构由无阀排气机构(1)、活塞(2)、气缸(3)等组成；用液压驱动的旋转机构由油马达(4)、一对大小齿轮(5)、(6)、转动套(7)等组成，油马达置于机壳上面，所需动力由液压动力源提供；冲击机构和旋转机构通过过渡套9将其联接成为一个整体。

2、根据权利要求1所述的气液联动凿岩机，其特征在于：旋转机构的旋转功率与冲击机构的冲击功率的配置比为1.37∶1，强力转钎扭矩为≥350N.m；凿岩机的推进力为≥11000N。

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