《工程机械设计》 10 石方工程机械

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1、石方工程机械第一节凿岩机械与配套设备第二节石料破碎和筛分机械第一节凿岩机械与配套设备凿岩机械是用来对石方进行钻孔作业的机械化设备。钻孔爆破法是最常用的凿岩方法。它首先用凿岩机械在岩石的工作面上开凿一定深度和孔径的炮孔，然后装入炸药进行爆破，再将爆破后的碎石由装岩设备运走，从而实现凿岩和掘进。在钻孔爆破法施工中使用的凿岩机械有凿岩机和凿岩台车两种。第一节凿岩机械与配套设备一、凿岩机(一)凿岩机的分类与技术特性根据凿岩机采用动力的不同，凿岩机可分为：风动凿岩机；液压凿岩机；内燃凿岩机；电动凿岩机。在石方工程中，以风动凿岩机应用最为广泛。第一节凿岩机械

2、与配套设备风动凿岩机按推进方式和用途可分为：手持式凿岩机：重量较轻，依靠人力推进，能钻水平、垂直向下及倾斜向下的炮孔，是浅孔凿岩的主要机械。气腿式凿岩机：安装在起支撑和推进作用的气腿上，适用于钻凿水平、倾斜向下和稍倾斜向上的炮孔。向上式凿岩机：带有能轴向伸缩并与凿岩机连成一体的汽缸，专门用于钻凿向上的炮孔。导轨式凿岩机：重量大，需安装在凿岩台车或导轨上，总称钻车。这类凿岩机用于深孔凿岩，是石方工程最重要的凿岩机械。第一节凿岩机械与配套设备第一节凿岩机械与配套设备(二)凿岩机的工作原理1、风动凿岩机的工作原理风动凿岩机实际上是一种双作用的活塞式风动

3、工具，它的工作原理如图所示。压缩空气从储气筒经管路进入凿岩机的机体，再通过配气机构的作用，使压缩空气交替地进入汽缸的两端。与此同时，汽缸两端由于配气机构的作用而交替排气。在汽缸两端压力差的作用下，活塞在汽缸中往复运动，冲击钢钎进行凿岩作业。第一节凿岩机械与配套设备冲程；回程；活塞在气缸内往复一次，就完成了凿岩和返回一个工作循环。在回程中，通过钢钎回转机构将钢钎回转一个小角度，以便下一个冲程可以换一个角度凿岩。当钢钎回转一周时，就可在岩层上按钎头的横断面尺寸凿进一个深度为h的圆孔。活塞不断进行往复运动，钢钎就如此不断的凿击岩层，直到所需要的深度为止

4、。第一节凿岩机械与配套设备粉垫的形成：影响凿击效能；冲洗设备：干式；湿式。干式：压缩空气→气缸壁内的气道→活塞杆和钢钎的中心孔→孔底→吹净石粉；湿式：高压水；根据上述工作原理，风动凿岩机必须包括以下几个部分：气缸－活塞组件，配气机构，钢钎回转机构、操纵阀、以及冲洗设备。第一节凿岩机械与配套设备转钎机构工作原理：第一节凿岩机械与配套设备钻杆和钻头：(1)钻杆：又称钢钎，一般为六角形或圆形空心碳钢结构。中空的目的是为了清除孔底石粉，另外还可减轻钻杆的重量，节省钢材；钻杆由杆柄、杆身和杆头(钻头)三部分组成；杆柄装在凿岩机的回旋套内，直接承受活塞的冲击

5、作用。杆身的下端是钎头，也就是钻头，直接参加凿岩工作。凿岩机一般有4～7根不同规格的钻杆配会使用，可根据钻孔深度不同而选用。第一节凿岩机械与配套设备(2)钻头：由于直接参加凿岩工作，磨损很快，为了节省优质钢材，通常和杆身分开制造(即活动钻头)，用螺纹(常用左螺纹)或锥度配合和杆身连成一体。为了增加其耐磨性，一般用于凿击坚硬岩石的钻头，在刃口处镶有硬质合金工具钢。这种钻头的优点是钻头磨钝后，可以随时拆下更换，而杆身仍可继续使用。第一节凿岩机械与配套设备钻头的形状根据所凿岩石硬度的不同而不同，常用的钻头有单凿、双凿、和十字形三种。第一节凿岩机械与配套

6、设备2、液压凿岩机的构造及工作原理由于液压凿岩机的突出特点，液压凿岩机的使用日益广泛。按冲击机构的配油方式：有阀类和无阀类。瑞典的阿特拉斯COPl038和COPl238型液压凿岩机就属于有阀类，而美国的HARD－3型属于无阀类。第一节凿岩机械与配套设备瑞典阿特拉斯公司的COPl038HD型液压凿岩机结构：机体、冲击机构、转钎机构、液压系统和排粉装置；冲击机构由冲击活塞6、缓冲弹簧4和密封装置5组成；转钎机构由液压马达9、花键连接套10、传动轴11、驱动齿轮13以及转钎齿轮套3组成；液压马达可正反转，还能随着油压流量调节实现无级调速；液压系统有油压

7、流量调节器7和蓄能器12，可根据岩质调节冲击频率和转钎的回转速度；排粉装置采用旁侧供水口2，可保证岩粉排除和钻头冷却的需要。第一节凿岩机械与配套设备COPl038HD型液压凿岩机工作原理：冲程：压力油通过油路1进入油缸后腔，前腔通过油路5回油，活塞在油压作用下开始冲程；当活塞将通往柱阀的油路2打开时，压力油经由油路2推动阀柱左移；同时，活塞冲击钎子。柱阀低压侧的回油通过油路6、7流入回油路4。回程：压力油通过油路5进入前腔，后腔通过油路1回油，活塞开始冲程；当活塞打开柱阀油路6时，压力油通过油路7、6推动阀柱右移；柱阀低压侧10的油通过油路2、3

8、排入回油路4。通过调换调节塞和改变油压，可改变冲击频率和冲击功。第一节凿岩机械与配套设备二、凿岩台车的构造和原理推进器，钻臂及其变幅机构