采掘机械掘进机械.pptx

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1、 国内平巷掘进广泛采用钻眼爆破法掘进设备。国内平巷掘进广泛采用钻眼爆破法掘进设备。为提高掘进机械化水平，除选用适用、可靠的单项设备为提高掘进机械化水平，除选用适用、可靠的单项设备外，必须考虑设备配套，以形成机械化作业线。主要有：外，必须考虑设备配套，以形成机械化作业线。主要有：耙斗装载机为主的机械化作业线：耙斗装载机为主的机械化作业线：支腿式气动凿岩机支腿式气动凿岩机钻凿炮孔，耙斗装载机把岩石耙入转载机或矿车，巷道支钻凿炮孔，耙斗装载机把岩石耙入转载机或矿车，巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。实现凿孔和装载平行作业，且结构简单，广泛使用。实现凿孔和装载平行作

2、业，且结构简单，广泛使用。凿岩台车为主的机械化作业线：凿岩台车为主的机械化作业线：凿岩台车钻凿炮孔及凿岩台车钻凿炮孔及锚杆孔，侧卸式铲斗装载机把岩石装入转载机或矿车。锚杆孔，侧卸式铲斗装载机把岩石装入转载机或矿车。适用于大断面巷道掘进，效率高，劳动强度低。适用于大断面巷道掘进，效率高，劳动强度低。钻装机为主的机械化作业线：钻装机为主的机械化作业线：钻装机钻凿炮孔、锚杆钻装机钻凿炮孔、锚杆孔和装载转运煤岩，并将岩石装入矿车。巷道支护采用锚孔和装载转运煤岩，并将岩石装入矿车。巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。杆安装机和混凝土喷射机。第四篇第四篇 掘进机械掘进机械第1页/共53页 综合机械化掘进

3、设备直接用掘进机完成破落煤岩、装载、综合机械化掘进设备直接用掘进机完成破落煤岩、装载、转载及支护等工序，实现工序的平行作业。转载及支护等工序，实现工序的平行作业。掘进机破落煤岩体，以装载、转运机构把煤岩输送至后掘进机破落煤岩体，以装载、转运机构把煤岩输送至后配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点：与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点：安全、快速、高效安全、快速、高效掘进机械化发展方向。掘进机械化发展方向。常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连

4、续采煤机、全断面掘进机。全断面掘进机。第四篇第四篇 掘进机械掘进机械第2页/共53页 1连续输送的运输系统及配套设备连续输送的运输系统及配套设备 紧接掘进机中间刮板输送机后部选择一台桥式胶带转载紧接掘进机中间刮板输送机后部选择一台桥式胶带转载机，后部接一条伸缩带式输送机或与多条固定带式输送机机，后部接一条伸缩带式输送机或与多条固定带式输送机搭接，构成一种后配套连续运输系统。搭接，构成一种后配套连续运输系统。根据煤岩物流的连续及非连续输送等特点，介绍常用掘根据煤岩物流的连续及非连续输送等特点，介绍常用掘进机的运输系统及配套运输设备。进机的运输系统及配套运输设备。第四篇第四篇 掘进机械掘进机械第3

5、页/共53页 连续输送运输系统在巷道倾角连续输送运输系统在巷道倾角4o范围内最佳。范围内最佳。如巷道倾角如巷道倾角4o16o时，对配套伸缩带式输送机的设计时，对配套伸缩带式输送机的设计应提出特殊要求，亦即普通的伸缩带式输送机难以满足此应提出特殊要求，亦即普通的伸缩带式输送机难以满足此运输工况运输工况采用一台或多台刮板输送机搭接，构成后配采用一台或多台刮板输送机搭接，构成后配套连续运输系统。套连续运输系统。与伸缩带式输送机配套相比较，刮板输送机溜槽易磨损、与伸缩带式输送机配套相比较，刮板输送机溜槽易磨损、投资费用高、驱动单元多、搬移及管理费用大投资费用高、驱动单元多、搬移及管理费用大对平巷对平巷

6、运输而言，不推荐使用。运输而言，不推荐使用。刮板输送机刮板输送机桥式胶带转载机桥式胶带转载机桥式刮板转载机桥式刮板转载机第四篇第四篇 掘进机械掘进机械伸缩带式输送机伸缩带式输送机掘进机掘进机第4页/共53页 2非连续输送的运输系统及配套设备非连续输送的运输系统及配套设备 现有国内外掘进机施工巷道一般系按巷道中心线和沿煤现有国内外掘进机施工巷道一般系按巷道中心线和沿煤层顶板作业，为使巷道顶板稳定，通常不破坏煤层顶板层顶板作业，为使巷道顶板稳定，通常不破坏煤层顶板煤层起伏时，巷道也相应随着起伏。在此工况下对进尺煤层起伏时，巷道也相应随着起伏。在此工况下对进尺速度、效率等无特殊要求时用轨道矿车运输是

7、适宜的。速度、效率等无特殊要求时用轨道矿车运输是适宜的。目前尚有相当一部分矿井以及部分采准巷道的施工仍用目前尚有相当一部分矿井以及部分采准巷道的施工仍用轨道矿车运输。轨道矿车运输。第四篇第四篇 掘进机械掘进机械无轨胶轮梭车摆动式胶带转载机龙门式刮板转载机胶轮机车(坡度6)齿轮式机车(坡度614)掘进机掘进机轨道矿车第5页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 凿岩机凿岩机冲击破碎原理：冲击破碎原理：工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度，力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深

8、度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度，活塞向形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。两凹痕之前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。两凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力地冲击钎尾，并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。水，将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。1-凿岩机缸体；凿岩机缸体；2-活塞；活塞；3-钎杆；钎杆；4-钎头钎头 第6页/共53页 凿岩机按动力不同

9、分气动、液压、电动和内燃凿岩机，凿岩机按动力不同分气动、液压、电动和内燃凿岩机，构造原理基本相似。构造原理基本相似。第一节第一节 气动凿岩机气动凿岩机 结构简单、工作可靠、使用安全，应用较早且较多。结构简单、工作可靠、使用安全，应用较早且较多。按操作方式不同分手持式、支腿式和导轨式。按操作方式不同分手持式、支腿式和导轨式。按频率分低频凿岩机按频率分低频凿岩机(冲击频率冲击频率42Hz以下以下)和高频凿岩机和高频凿岩机(冲击频率冲击频率42Hz以上以上)。按转钎机构分内回转式凿岩机和外回转式凿岩机。按转钎机构分内回转式凿岩机和外回转式凿岩机。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第7页/共53页 手持式

10、气动凿岩机手持式气动凿岩机以手托持，无其他支承，靠凿岩机自以手托持，无其他支承，靠凿岩机自重或操作者施加的推压力推进凿岩。功率小、机重较轻，重或操作者施加的推压力推进凿岩。功率小、机重较轻，手持作业劳动强度大、钻孔速度慢，钻凿小直径浅孔。手持作业劳动强度大、钻孔速度慢，钻凿小直径浅孔。支腿式气动凿岩机支腿式气动凿岩机用支腿支承和推进，减轻劳动强度，用支腿支承和推进，减轻劳动强度，提高钻孔效率，用于在岩石巷道钻凿孔径提高钻孔效率，用于在岩石巷道钻凿孔径2442mm，孔，孔深深25m的水平或倾角较小的孔，使用广泛。的水平或倾角较小的孔，使用广泛。导轨式气动凿岩机导轨式气动凿岩机装在凿岩台车钻臂的推

11、进器上沿导轨装在凿岩台车钻臂的推进器上沿导轨推进凿孔。重量较重，冲击能大，采用独立外回转机构，推进凿孔。重量较重，冲击能大，采用独立外回转机构，转矩较大，凿孔速度较快，显著减轻劳动强度，改善作业转矩较大，凿孔速度较快，显著减轻劳动强度，改善作业条件，适用钻凿孔深条件，适用钻凿孔深510m、孔径、孔径4080mm硬岩炮眼。硬岩炮眼。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第8页/共53页 气动凿岩机组成：气动凿岩机组成：冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等第一章第一章 钻孔机械钻孔机械1-钎杆；钎杆；2-凿岩机；凿岩机；3-注油器；注油器；4-水管；水管

12、；5-风管；风管；6-气腿气腿支腿式凿岩机支腿式凿岩机 钎杆钎杆1尾端装入凿岩机尾端装入凿岩机2机头钎套内，注油器机头钎套内，注油器3连接在风连接在风管管5上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润滑，上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润滑，水管水管4供给清除岩粉用水，气腿供给清除岩粉用水，气腿6支撑凿岩机并给以工作所支撑凿岩机并给以工作所需推进力。需推进力。第9页/共53页 1冲击配气机构冲击配气机构 气动凿岩机实现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。气动凿岩机实现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。配气机构作用：配气机构作用：将由操纵阀输入的压气将由操纵阀输入的压气依次依次输送到气缸的后腔和前腔

13、，输送到气缸的后腔和前腔，推动活塞往复运动推动活塞往复运动获得活塞对钎尾的连续冲击动作。获得活塞对钎尾的连续冲击动作。常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀配气机构。阀配气机构。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 (1)被动阀配气机构被动阀配气机构 依靠活塞往复运动时压缩前后腔气体，形成高压气垫推依靠活塞往复运动时压缩前后腔气体，形成高压气垫推动配气阀变换位置。动配气阀变换位置。配气阀有球阀、环状阀和蝶状阀。球阀已很少使用。环配气阀有球阀、环状阀和蝶状阀。球阀已很少使用。环状阀和蝶状阀配气机构动作原理基本相似。状阀和蝶状阀配气机构动作原理

14、基本相似。第10页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械环状阀配气机构1-压气入口；2-气道；3-配气阀；4-气缸后腔；5-活塞；6-排气口；7-气动前腔；8-气路通道 冲击行程：冲击行程：压缩空气进入气缸后腔推动活塞，当活塞前压缩空气进入气缸后腔推动活塞，当活塞前进到关闭排气孔进到关闭排气孔6时，气缸前腔成为密封腔，压力随活塞时，气缸前腔成为密封腔，压力随活塞前移而上升前移而上升压力通过气孔作用于配气阀后腔，当压力超压力通过气孔作用于配气阀后腔，当压力超过压缩空气压力时配气阀换位。过压缩空气压力时配气阀换位。返回行程：返回行程：压缩空气进入前腔，活塞返回，待活塞关闭压缩空气进入前腔，活塞返

15、回，待活塞关闭排气口后，后腔压力上升，推动配气阀换位。排气口后，后腔压力上升，推动配气阀换位。配气阀的不断换位使活塞往复运动，冲击钎尾。配气阀的不断换位使活塞往复运动，冲击钎尾。第11页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 (2)控制阀配气机构控制阀配气机构 压缩空气通过控制气路推动配气阀换向，耗气量比被动压缩空气通过控制气路推动配气阀换向，耗气量比被动阀配气机构小。阀配气机构小。控制阀配气机构控制阀配气机构1-阀套；2-后阀室；3-阀柜；4-控制阀；5、11-通大气小孔；6、8-控制气孔；9-气孔；10-前阀室 冲击行程：冲击行程：压气进入气缸后腔，活塞前移压气进入气缸后腔，活塞前移越过

16、控制孔越过控制孔6，部分压气进入后阀室，阀换位，前阀室废气逸入大气。当活塞部分压气进入后阀室，阀换位，前阀室废气逸入大气。当活塞越过排气孔越过排气孔8时后腔通大气，活塞靠惯性冲击钎尾。时后腔通大气，活塞靠惯性冲击钎尾。返回行程：返回行程：压气进入气缸前腔，活塞反向运动压气进入气缸前腔，活塞反向运动 越过控制越过控制孔孔8时，部分压气进入前阀室，阀换位，后阀室废气逸出。当时，部分压气进入前阀室，阀换位，后阀室废气逸出。当活塞越过排气口活塞越过排气口6后，气缸前腔与大气相通，返回行程结束。后，气缸前腔与大气相通，返回行程结束。第12页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 (3)无阀配气机构无阀

17、配气机构 无独立配气阀，靠活塞在运动过程中位置变换实现配气，无独立配气阀，靠活塞在运动过程中位置变换实现配气，有活塞尾杆配气和活塞大头配气。有活塞尾杆配气和活塞大头配气。活塞尾杆配气机构活塞尾杆配气机构1-柄体；2-配气体；3-气缸；4-活塞；5-排气口；6-导向套 冲击行程：冲击行程：压气沿箭头经配气体压气沿箭头经配气体2进入气缸进入气缸3后腔后腔气缸前气缸前腔通大气，活塞向前运动，活塞配气杆关闭进气孔后，气缸后腔通大气，活塞向前运动，活塞配气杆关闭进气孔后，气缸后腔内压气膨胀做功，继续推动活塞加速向前，活塞大头打开排腔内压气膨胀做功，继续推动活塞加速向前，活塞大头打开排气孔气孔5后，活塞在

18、惯性作用下高速冲击钎尾，完成冲击行程。后，活塞在惯性作用下高速冲击钎尾，完成冲击行程。配气尾杆打开配气体回程气孔，压气进入气缸前腔，活塞返配气尾杆打开配气体回程气孔，压气进入气缸前腔，活塞返回。返回行程与冲击行程一样，经过进气、膨胀和惯性滑行阶回。返回行程与冲击行程一样，经过进气、膨胀和惯性滑行阶段。段。第13页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 2转钎机构转钎机构使气动凿岩机钎杆回转的机构。使气动凿岩机钎杆回转的机构。内回转和外回转内回转和外回转(独立回转独立回转)转钎机构。转钎机构。(1)内回转转钎机构内回转转钎机构1-棘轮；棘轮；2-棘爪棘爪3-螺旋棒；螺旋棒；4-活塞活塞5-转钎

19、套转钎套6-钎尾套；钎尾套；7-钎杆钎杆 活塞活塞4往复运动，通过螺旋棒往复运动，通过螺旋棒3和棘轮机构，使钎杆每和棘轮机构，使钎杆每被冲击一次转动一定角度。棘轮机构具有单向间歇转动被冲击一次转动一定角度。棘轮机构具有单向间歇转动特性，冲程时棘爪处于顺齿位置，螺旋棒转动，活塞依特性，冲程时棘爪处于顺齿位置，螺旋棒转动，活塞依直线向前冲击。回程时棘爪处于逆齿位置，阻止螺旋棒直线向前冲击。回程时棘爪处于逆齿位置，阻止螺旋棒转动，迫使活塞转动，带动转钎套和钎杆转动。转动，迫使活塞转动，带动转钎套和钎杆转动。内回转机构多用于轻型手持式或支腿式气动凿岩机。内回转机构多用于轻型手持式或支腿式气动凿岩机。第

20、14页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 冲击活塞返回行程中带动钎杆转过一定角度，转角大小冲击活塞返回行程中带动钎杆转过一定角度，转角大小取决于螺旋杆导程与活塞行程，一般为取决于螺旋杆导程与活塞行程，一般为10 15。内回转转钎机构内回转转钎机构特点特点:合理利用活塞返回行程的能量来转动钎杆，零件少，结合理利用活塞返回行程的能量来转动钎杆，零件少，结构紧凑，工作可靠。构紧凑，工作可靠。转钎转矩受到限制，棘爪等零件易于磨损。转钎转矩受到限制，棘爪等零件易于磨损。第15页/共53页 (2)外回转外回转(独立回转独立回转)转钎机构转钎机构 多用于重型导轨式气动凿岩机。多用于重型导轨式气动凿岩机

21、。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 外棘轮外棘轮4装在机头中，内装螺母与冲击活塞装在机头中，内装螺母与冲击活塞2上的螺旋槽上的螺旋槽3配合棘爪配合棘爪5装在机头内，借助弹簧顶在外棘轮齿槽内。装在机头内，借助弹簧顶在外棘轮齿槽内。活塞上有直花键活塞上有直花键6，与转动套，与转动套7配合，活塞返回行程带配合，活塞返回行程带动钎杆旋转。动钎杆旋转。螺旋槽与花键槽开在活塞杆上，削弱活塞杆强度。螺旋槽与花键槽开在活塞杆上，削弱活塞杆强度。第16页/共53页 3排屑机构排屑机构 用水冲洗排除孔内岩屑的机构。用水冲洗排除孔内岩屑的机构。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 凿岩机驱动后，压力水经水针进入钎杆中心孔直

22、通炮孔凿岩机驱动后，压力水经水针进入钎杆中心孔直通炮孔底，同时少量气体从螺旋棒或花键槽经钎杆渗入炮孔底部，底，同时少量气体从螺旋棒或花键槽经钎杆渗入炮孔底部，与冲洗水一起排除孔底岩屑。与冲洗水一起排除孔底岩屑。凿深孔和向下凿孔时，孔底岩屑不易排出，扳动操纵手凿深孔和向下凿孔时，孔底岩屑不易排出，扳动操纵手柄到强吹位置，使凿岩机停止冲击，停止注水，压缩空气柄到强吹位置，使凿岩机停止冲击，停止注水，压缩空气按强吹气路从操纵阀孔进入，经气缸气孔、机头气孔、钎按强吹气路从操纵阀孔进入，经气缸气孔、机头气孔、钎杆中心孔渗入孔底，实现强吹，把岩屑泥水排除。杆中心孔渗入孔底，实现强吹，把岩屑泥水排除。第17

23、页/共53页 4 4润滑机构润滑机构 向凿岩机各运动件注润滑油，以保证正常凿岩作业的机向凿岩机各运动件注润滑油，以保证正常凿岩作业的机构。构。在进气管上安装一台自动注油器，实现自动注油，油量在进气管上安装一台自动注油器，实现自动注油，油量大小用调节螺钉调节。压缩空气进入注油器后，对润滑油大小用调节螺钉调节。压缩空气进入注油器后，对润滑油施加压力，在高速气流作用下，润滑油形成雾状，在含润施加压力，在高速气流作用下，润滑油形成雾状，在含润滑油的压缩空气驱动凿岩机的同时，各运动零件相应被润滑油的压缩空气驱动凿岩机的同时，各运动零件相应被润滑。滑。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第18页/共53页第一章

24、第一章 钻孔机械钻孔机械第二节第二节 液压凿岩机液压凿岩机 以循环高压油为动力，驱动钎杆、钎头，以冲击回转方以循环高压油为动力，驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机械。式在岩体中凿孔的机械。液压凿岩机一般安装在凿岩台车的钻臂上工作，可钻凿液压凿岩机一般安装在凿岩台车的钻臂上工作，可钻凿任何方位的炮孔，钻孔直径通常为任何方位的炮孔，钻孔直径通常为3065mm，适用于以，适用于以钻眼爆破法掘进的矿山井巷、硐室和隧道的钻孔作业。钻眼爆破法掘进的矿山井巷、硐室和隧道的钻孔作业。优点：优点：1、能量利用率能量利用率3040%，风动凿岩机，风动凿岩机10%；2、机械性能好，凿岩速度快机械性能好，

25、凿岩速度快(冲击频率每分钟上万次，风动冲击频率每分钟上万次，风动凿岩机每分钟三千次左右凿岩机每分钟三千次左右)，速度提高一倍以上；，速度提高一倍以上；3、消除消除风动凿岩机的排气噪音和油雾，改善作业条件；风动凿岩机的排气噪音和油雾，改善作业条件；4、运动运动件在油液中工作，润滑条件好，提高零件寿命。件在油液中工作，润滑条件好，提高零件寿命。缺点：缺点：投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护费用较高。费用较高。第19页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 按操作方式分支腿式和导轨式，导轨式应用普遍。按操作方式分支腿式和导轨式，导轨式应用普遍。导轨

26、式液压凿岩机将凿岩机装在凿岩台车钻臂的推进器导轨式液压凿岩机将凿岩机装在凿岩台车钻臂的推进器上，沿导轨推进凿岩。上，沿导轨推进凿岩。按重量分为轻型按重量分为轻型(50kg以下以下)、中型、中型(50100kg)和重型和重型(100kg以上以上)。轻型主要用于钻凿小直径浅孔，重型用于。轻型主要用于钻凿小直径浅孔，重型用于钻凿大直径深孔。钻凿大直径深孔。第20页/共53页液压凿岩机液压凿岩机组成：组成：冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑机构等。冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑机构等。1-冲击机构；冲击机构；2-转钎机构；转钎机构；3-蓄能器；蓄能器；4-机头；机头；5-冲击进油口；冲击进油口；6

27、-转钎进油口转钎进油口 第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第21页/共53页 冲击机构：冲击机构：缸体缸体4、活塞、活塞5和滑阀和滑阀12。整体缸体，滑阀整体缸体，滑阀12与活塞与活塞5轴线平行，缸孔中前后有铜轴线平行，缸孔中前后有铜套套 6、3支承活塞支承活塞5运动，并导入液压油。运动，并导入液压油。滑阀滑阀12作用：作用：自动改变油液流入活塞前、后腔方向，使自动改变油液流入活塞前、后腔方向，使活塞往复运动，打击冲击杆活塞往复运动，打击冲击杆8尾部尾部冲击能量传给钎杆。冲击能量传给钎杆。转钎机构：转钎机构：摆线马达摆线马达11、减速齿轮、减速齿轮10、7及冲击杆及冲击杆8。齿轮齿轮7中压装花键套

28、，配合冲击杆中压装花键套，配合冲击杆8上花键，钎尾插入冲上花键，钎尾插入冲击杆前端六方孔内，马达带动齿轮击杆前端六方孔内，马达带动齿轮7转动，冲击杆转动，冲击杆8和钎杆和钎杆跟随转动。跟随转动。第22页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 1冲击机构冲击机构 按配油结构分有阀式和无阀式。按配油结构分有阀式和无阀式。有阀式冲击机构按回油方式分单腔回油和双腔回油。有阀式冲击机构按回油方式分单腔回油和双腔回油。按配油阀与冲击活塞相对位置分单腔回油套阀式冲击机按配油阀与冲击活塞相对位置分单腔回油套阀式冲击机构和单腔回油柱阀式冲击机构。构和单腔回油柱阀式冲击机构。有阀式冲击机构有阀式冲击机构组成：组

29、成：活塞、缸体和配油阀等。压力油通过配油阀和活塞相互活塞、缸体和配油阀等。压力油通过配油阀和活塞相互作用不断改变活塞两端的受压状态，使活塞在缸体内往复作用不断改变活塞两端的受压状态，使活塞在缸体内往复运动并冲击钎尾作功。运动并冲击钎尾作功。无阀式冲击机构无阀式冲击机构组成：组成：活塞、缸体，通过活塞运动时位置的改变实现配油。无活塞、缸体，通过活塞运动时位置的改变实现配油。无阀式冲击机构在技术上尚未成熟。阀式冲击机构在技术上尚未成熟。液压凿岩机多采用单腔回油套阀式、单腔回油柱阀式和液压凿岩机多采用单腔回油套阀式、单腔回油柱阀式和双腔回油柱阀式冲击机构。双腔回油柱阀式冲击机构。第23页/共53页

30、(1)单腔回油套阀式冲击机构单腔回油套阀式冲击机构 活塞两端和配油阀两端的受压面积都不相同，受压面积活塞两端和配油阀两端的受压面积都不相同，受压面积小的一端始终处于高压，另一端由活塞和配油阀互相控制小的一端始终处于高压，另一端由活塞和配油阀互相控制交替进油和回油，使活塞往复移动交替进油和回油，使活塞往复移动冲击钎尾。冲击钎尾。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械回程：回程：1-钎尾；钎尾；2-活塞；活塞；3-套阀套阀4-低压回油；低压回油；5-高压进油高压进油6-蓄能器；蓄能器；7-配油腔配油腔8-液压缸前腔；液压缸前腔；9-液压缸后腔液压缸后腔10-控制油口；控制油口；11-后腔受压面后腔受压面1

31、2-低压回油口；低压回油口；13-前腔受压面前腔受压面 回程回程 活塞冲击钎尾前瞬时，高压油从油缸前腔活塞冲击钎尾前瞬时，高压油从油缸前腔8进进入配油腔入配油腔7，将阀，将阀3推向后端，封闭油缸后腔进油通道，推向后端，封闭油缸后腔进油通道，打开低压回油口打开低压回油口4，释放油缸后腔压力，活塞向后回程运，释放油缸后腔压力，活塞向后回程运动。当活塞回程到关闭低压回油口时，多余高压油储存动。当活塞回程到关闭低压回油口时，多余高压油储存于蓄能器于蓄能器6中。中。第24页/共53页 回程换向回程换向 当活塞回程到打开控制油口当活塞回程到打开控制油口10时，配油腔时，配油腔7内的高压油卸压，套阀前端面失

32、压后，套阀在后端高压油内的高压油卸压，套阀前端面失压后，套阀在后端高压油作用下前移换向，高压油进入油缸后腔作用下前移换向，高压油进入油缸后腔9，使活塞减速停，使活塞减速停止并返向进入冲击行程止并返向进入冲击行程 第一章第一章 钻孔机械钻孔机械回程换向回程换向1-钎尾；钎尾；2-活塞；活塞；3-套阀；套阀；4-低压回油；低压回油；5-高压进油；高压进油；6-蓄能器；蓄能器；7-配油腔；配油腔；8-液压缸前腔；液压缸前腔；9-液压缸后腔；液压缸后腔；10-控制油口；控制油口；11-后腔受压面；后腔受压面；12-低压回油口；低压回油口；13-前腔受压面前腔受压面 第25页/共53页 冲程冲程 活塞前

33、后腔处于高压状态，在前后压差作用下活塞前后腔处于高压状态，在前后压差作用下向前进入冲程运动。向前进入冲程运动。冲程时要求活塞快速前进，所需高压油流量大冲程时要求活塞快速前进，所需高压油流量大蓄能器蓄能器储存的能量释放，向后腔补充，直到冲击钎尾。储存的能量释放，向后腔补充，直到冲击钎尾。冲程换向冲程换向 在冲击钎尾前瞬间，前腔与配油腔接通，在冲击钎尾前瞬间，前腔与配油腔接通，高压油作用到配油阀前端面，套阀后移换向，此时活塞已高压油作用到配油阀前端面，套阀后移换向，此时活塞已将能量传递给钎尾，冲击结束，恢复到回程初始位置。将能量传递给钎尾，冲击结束，恢复到回程初始位置。第一章第一章 钻孔机械钻孔机

34、械1-钎尾；钎尾；2-活塞；活塞；3-套阀；套阀；4-低压回油；低压回油；5-高压进油；高压进油；6-蓄能器；蓄能器；7-配油腔；配油腔；8-液压缸前腔；液压缸前腔；9-液压缸后腔；液压缸后腔；10-控制油口；控制油口；11-后腔受压面；后腔受压面；12-低压回油口；低压回油口；13-前腔受压面前腔受压面 第26页/共53页单腔回油套阀式冲击机构：单腔回油套阀式冲击机构：冲击过程：冲击过程：回程、回程换向、冲程和冲程换向。回程、回程换向、冲程和冲程换向。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械(2)单腔回油柱阀式冲击机构单腔回油柱阀式冲击机构 回程；冲程回程；冲程1-钎尾；钎尾；2-活塞；活塞；3-柱阀

35、；柱阀；4-低压回油；低压回油；5-高压进油；高压进油；6-蓄能器蓄能器7-配油腔；配油腔；8-液压缸前腔；液压缸前腔；9-液压缸后腔；液压缸后腔；10-控制油孔控制油孔11-后腔受压面；后腔受压面；12-低压回油孔；低压回油孔；13-前腔受压面前腔受压面 第27页/共53页 回程：回程：压力油经柱阀压力油经柱阀3左腔左腔活塞活塞2左端腔，活塞右端腔经柱阀左端腔，活塞右端腔经柱阀油箱，活塞右移。油箱，活塞右移。1-钎尾；钎尾；2-活塞；活塞；3-柱阀；柱阀；4-低压回油低压回油5-高压进油；高压进油；6-蓄能器；蓄能器；7-配油腔配油腔8-液压缸前腔；液压缸前腔；9-液压缸后腔液压缸后腔10-

36、控制油孔；控制油孔；11-后腔受压面后腔受压面12-低压回油孔；低压回油孔；13-前腔受压面前腔受压面 活塞打开活塞打开10孔孔 压力油压力油柱阀阀芯右端柱阀阀芯右端阀芯左移阀芯左移油油流换向，回程结束。流换向，回程结束。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第28页/共53页 冲程：冲程：活塞处于右端，柱阀阀芯处于左端，压力油活塞处于右端，柱阀阀芯处于左端，压力油 柱阀柱阀活活塞右端腔塞右端腔活塞左移。活塞左移。活塞关闭活塞关闭10孔孔 压力油压力油柱阀阀芯左端柱阀阀芯左端阀芯右移阀芯右移油油流换向。流换向。阀芯右移，同时活塞冲击钎尾，完成冲击行程。阀芯右移，同时活塞冲击钎尾，完成冲击行程。第一章第

37、一章 钻孔机械钻孔机械第29页/共53页 (3)双腔回油柱阀式冲击机构双腔回油柱阀式冲击机构 活塞两端直径相同。由配油柱阀控制，前后腔交替进油活塞两端直径相同。由配油柱阀控制，前后腔交替进油和回油，实现活塞往复冲击运动。和回油，实现活塞往复冲击运动。A-调节塞；调节塞；B-活塞；活塞；C-柱阀；柱阀；D-高压蓄能器；高压蓄能器；E-回油蓄能器回油蓄能器1、5-主油路；主油路；2、6、7、9-控制油路；控制油路；3、4-回油油路；回油油路；8、10-柱阀左右油室柱阀左右油室第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第30页/共53页 冲程冲程 压力油从压力油从P口进入，通过柱阀、主油路到活塞后腔，前口进入，

38、通过柱阀、主油路到活塞后腔，前腔回油经过主油路柱阀回油箱。腔回油经过主油路柱阀回油箱。活塞在后腔压力作用下开始冲程，当活塞后端控制油孔活塞在后腔压力作用下开始冲程，当活塞后端控制油孔打开时，高压油经后端控制油路，推动柱阀左移换向，同打开时，高压油经后端控制油路，推动柱阀左移换向，同时活塞冲击钎尾。时活塞冲击钎尾。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第31页/共53页 回程回程 压力油经柱阀主油路进入活塞前腔，活塞后腔回油，经压力油经柱阀主油路进入活塞前腔，活塞后腔回油，经主油路柱阀回到油箱，活塞开始回程。当打开调节塞主油路柱阀回到油箱，活塞开始回程。当打开调节塞A油油孔时，高压油经前端控制油路进入柱

39、阀左端油室，推动柱孔时，高压油经前端控制油路进入柱阀左端油室，推动柱阀右移换向，柱阀换向后高压油进入后腔，使冲击活塞减阀右移换向，柱阀换向后高压油进入后腔，使冲击活塞减速停止并进入下一个冲击行程。速停止并进入下一个冲击行程。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械A第32页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 2蓄能机构蓄能机构 液压凿岩机大都采用液压凿岩机大都采用1或或2个蓄能器，作用：蓄能和稳压，个蓄能器，作用：蓄能和稳压，吸收液压系统的脉冲和振动。吸收液压系统的脉冲和振动。冲击行程活塞速度很高，所需瞬时流量是平均流量的几冲击行程活塞速度很高，所需瞬时流量是平均流量的几倍倍在冲击机构高压侧装蓄能

40、器，将回程过程中多余流在冲击机构高压侧装蓄能器，将回程过程中多余流量以液压能形式储存于蓄能器中，冲击行程时释放。量以液压能形式储存于蓄能器中，冲击行程时释放。蓄能器有隔膜式和活塞，多采用隔膜式。蓄能器有隔膜式和活塞，多采用隔膜式。第33页/共53页液压缓冲装置原理液压缓冲装置原理1-钎杆；钎杆；2-反冲套筒；反冲套筒；3-缓冲器外壳；缓冲器外壳；4-高压油路；高压油路；5-反冲活塞；反冲活塞；6-冲击锤冲击锤 钎杆钎杆1装在反冲套筒装在反冲套筒2内，反冲套筒的后面加反冲活塞内，反冲套筒的后面加反冲活塞5，在反冲活塞的锥面上承受高压油。当钎杆反弹力经反冲，在反冲活塞的锥面上承受高压油。当钎杆反弹

41、力经反冲套筒套筒2传给反冲活塞传给反冲活塞5后，反冲活塞向后运动，把反弹力传后，反冲活塞向后运动，把反弹力传给高压油路中的蓄能器，蓄能器将反冲能量吸收。给高压油路中的蓄能器，蓄能器将反冲能量吸收。为提高反冲效果，蓄能器尽量靠近缓冲器高压油室。为提高反冲效果，蓄能器尽量靠近缓冲器高压油室。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第34页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 3转钎机构转钎机构 凿岩时使钎杆转动的机构。凿岩时使钎杆转动的机构。内回转和外回转内回转和外回转机构机构。内回转机构：内回转机构：利用冲击活塞回程能量，通过螺旋棒和棘利用冲击活塞回程能量，通过螺旋棒和棘轮机构，使钎杆每被冲击一次转动

42、一定角度，为间歇回转。轮机构，使钎杆每被冲击一次转动一定角度，为间歇回转。内回转机构输出转矩小，多用于轻型支腿式液压凿岩机。内回转机构输出转矩小，多用于轻型支腿式液压凿岩机。外回转机构外回转机构(独立回转机构独立回转机构)：用单独的液压回路驱动液：用单独的液压回路驱动液压马达经过齿轮减速，带动钎杆旋转，为连续回转，可无压马达经过齿轮减速，带动钎杆旋转，为连续回转，可无级调速并可反向旋转。输出转矩大，多用于导轨式液压凿级调速并可反向旋转。输出转矩大，多用于导轨式液压凿岩机，其液压马达有齿轮马达、叶片马达和摆线马达。岩机，其液压马达有齿轮马达、叶片马达和摆线马达。第35页/共53页 4排屑机构排屑

43、机构 用水冲洗排除孔内岩屑的机构。用水冲洗排除孔内岩屑的机构。供水方式有中心供水和侧式供水。供水方式有中心供水和侧式供水。中心供水中心供水与气动凿岩机相同，冲洗水从后部通过水针进与气动凿岩机相同，冲洗水从后部通过水针进入钎扦、钎头流入孔底，冲洗水压入钎扦、钎头流入孔底，冲洗水压0.30.4MPa多用多用于轻型液压凿岩机。于轻型液压凿岩机。侧式供水侧式供水的冲洗水直接从凿岩机机头水套进入钎尾、钎的冲洗水直接从凿岩机机头水套进入钎尾、钎杆和钎头杆和钎头水路短，密封可靠，水压高水路短，密封可靠，水压高(1.01.2 MPa)，冲洗排屑效果好，多用于导轨式液压凿岩机。，冲洗排屑效果好，多用于导轨式液压

44、凿岩机。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第36页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第三节第三节 电动凿岩机电动凿岩机 由电动机通过机械转换机构驱动钎杆、钎头，以冲击由电动机通过机械转换机构驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机具。回转方式在岩体中凿孔的机具。用于小型煤矿掘进巷道凿孔，凿孔直径用于小型煤矿掘进巷道凿孔，凿孔直径3243mm，孔深孔深11.5m，最大凿孔深度达，最大凿孔深度达4m。电动凿岩机按推进方式分手持式和支腿式。电动凿岩机按推进方式分手持式和支腿式。手持式手持式(电锤电锤)由人工手持推进。支腿式凿岩机工作时由人工手持推进。支腿式凿岩机工作时用支腿支承和推进。用支腿

45、支承和推进。按冲击机构分为心块式和曲柄连杆压气活塞式。按冲击机构分为心块式和曲柄连杆压气活塞式。第37页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第四节第四节 凿岩台车凿岩台车 支承、推进和驱动一台或多台凿岩机实施钻孔作业，并支承、推进和驱动一台或多台凿岩机实施钻孔作业，并具有整机行走功能的凿孔设备。具有整机行走功能的凿孔设备。用于矿山巷道掘进及其他隧道施工。凿孔直径用于矿山巷道掘进及其他隧道施工。凿孔直径3065 mm，凿孔深度，凿孔深度25m。凿孔时能准确定位定向，并能钻。凿孔时能准确定位定向，并能钻凿平行炮孔。可与装载机械及运输车辆配套，组成掘进机凿平行炮孔。可与装载机械及运输车辆配套，组

46、成掘进机械化作业线。械化作业线。1-钻臂；钻臂；2-凿岩机；凿岩机；3-行走机构行走机构4-操作台；操作台；5-动力源动力源 第38页/共53页 凿岩台车凿岩台车组成：组成：凿岩机、钻臂凿岩机、钻臂(包括推进器包括推进器)、行走机构、行走机构、控制系统、操作台和动力源控制系统、操作台和动力源(泵站泵站)等。等。凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。钻臂用于支承和推凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。钻臂用于支承和推进凿岩机，并可自由调节方位，以适应炮孔位置的需要。进凿岩机，并可自由调节方位，以适应炮孔位置的需要。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 为完成平巷掘进，凿岩台车实现运动：为完成平巷掘进，凿岩台车实

47、现运动：行走运动，以便台车进入和退出工作面；行走运动，以便台车进入和退出工作面；推进器变位和钻臂变幅运动，以实现在断面任意位置推进器变位和钻臂变幅运动，以实现在断面任意位置和任意角度钻眼；和任意角度钻眼；推进运动，以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。推进运动，以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。第39页/共53页1-导向绳轮；导向绳轮；2-推进液压缸；推进液压缸；3-托盘；托盘；4-活塞杆；活塞杆；5-调节装置；调节装置；6-钢丝绳；钢丝绳；7-导轨导轨 第一章第一章 钻孔机械钻孔机械(1)推进运动推进运动液压缸液压缸钢丝绳式推进器钢丝绳式推进器组成：组成：导轨、托盘、液压缸、钢丝绳和绳轮等。导轨、托

48、盘、液压缸、钢丝绳和绳轮等。第40页/共53页1-导向绳轮；导向绳轮；2-推进液压缸推进液压缸3-托盘；托盘；4-活塞杆；活塞杆；5-调节装置调节装置6-钢丝绳；钢丝绳；7-导轨导轨 推进液压缸推进液压缸2的两端装有导绳轮的两端装有导绳轮1，钢丝绳一端固定在导，钢丝绳一端固定在导轨上，另一端绕过导绳轮固定在托盘轨上，另一端绕过导绳轮固定在托盘3上，调节装置上，调节装置5控制控制钢丝绳的张紧程度。钢丝绳的张紧程度。活塞杆固定在导轨活塞杆固定在导轨7上，工作时缸体移动上，工作时缸体移动牵引钢丝绳牵引钢丝绳带动凿岩机沿导轨进退带动凿岩机沿导轨进退 根据动滑轮原理，凿岩机移动速度和行程为液压缸推进根据

49、动滑轮原理，凿岩机移动速度和行程为液压缸推进速度和行程的速度和行程的2倍，作用在凿岩机上的推力只有液压缸推倍，作用在凿岩机上的推力只有液压缸推力的力的1/2推进器特点：传动简单，重量轻，推进行程推进器特点：传动简单，重量轻，推进行程大，钢丝绳拉伸变形大，需调节张紧程度，寿命较短。大，钢丝绳拉伸变形大，需调节张紧程度，寿命较短。第一章第一章 钻孔机械钻孔机械第41页/共53页第一章第一章 钻孔机械钻孔机械 (2)推进器变位推进器变位 摆角液压缸摆角液压缸8实现推进器的水平摆动，俯仰液压缸实现推进器的水平摆动，俯仰液压缸7实现实现推进器俯仰运动，以钻凿不同方向炮眼。推进器俯仰运动，以钻凿不同方向炮

50、眼。在补偿液压缸作用下，推进器作补偿运动，使导轨前端在补偿液压缸作用下，推进器作补偿运动，使导轨前端的顶尖顶紧在岩壁上以增加钻臂工作稳定性，并在钻臂因的顶尖顶紧在岩壁上以增加钻臂工作稳定性，并在钻臂因位置变化引起导轨顶尖脱离岩壁时起距离补偿作用。位置变化引起导轨顶尖脱离岩壁时起距离补偿作用。1-摆臂液压缸；摆臂液压缸；2-钻臂座；钻臂座；3-转轴；转轴；4-钻臂液压缸；钻臂液压缸；5-钻臂旋转机构；钻臂旋转机构；6-钻臂钻臂7-俯仰液压缸；俯仰液压缸；8-摆角液压缸；摆角液压缸；9-托盘；托盘；10-推进器；推进器；11-凿岩机凿岩机a-钻臂起落；钻臂起落；b-钻臂摆动；钻臂摆动；c-推推进器