第十一单元 凿岩机械.doc

PAGE 297 第十一单元 凿岩机械 【学习目标】 本单元由两个课题组成。通过本单元的学习，学生应能够说出凿岩机和凿岩台车在煤矿生产中的作用，掌握凿岩机和凿岩台车的工作过程和结构组成，了解凿岩机和凿岩台车的操作要领和操作方法。 课题一 凿岩机 【任务描述】 目前，煤矿巷道掘进工艺有钻（眼）爆（破）法和掘进机法两种。钻爆法首先在工作面钻凿有规律的炮眼，在炮眼内装上炸药进行爆破，然后用装载机械把爆破下来的煤、岩装入矿车运出工作面。掘进机法没有钻眼爆破工序，直接利用掘进机上的的刀具破落工作面上的煤、岩石，形成所需断面形状的巷道，同时将破落下来的煤、岩装入矿车或运输机运走，实现落、装、运一体化。 本课题要求学生掌握我国煤矿常用凿岩机的类型、结构和工作原理。 【知识学习】 一、凿岩机的类型 冲击式钻眼法使用的是凿岩机，凿岩机适宜在中等坚硬和坚硬的岩石上钻凿炮眼。除用于煤矿的巷道掘进外，也是金属矿、铁路、公路、建筑、水利工程中的重要凿岩工具。 凿岩机按动力分为气动式（也称风钻）、电动式、内燃式和液压式，如图11-1所示；按支承和推进方式分为手持式、气腿式、伸缩式和导轨式；按冲击频率为分低频、中频和高频三种。冲击频率在2000次/min以下的为低频，2000～2500次/min为中频，高于2500次/min为高频。 图11-1 典型凿岩机 a—气动式凿岩机 b—电动式凿岩机 c—内燃式凿岩机 d—液压式凿岩机 二、凿岩机工作原理 1．凿岩机工作原理 凿岩机按冲击破碎原理进行工作，它主要由冲击机构、转钎机构、除粉机构和钎子等组成，在工作时需完成两个基本动作，即击钎和转钎。 如图11-2所示，凿岩机工作时，作高频往复运动的活塞a（冲击锤），不断地冲击钎子2尾端，在冲击力的作用下，冲击一次，使钎子的钎刃将岩石压碎并凿入一定深度，形成一道凹痕Ⅰ-Ⅰ。活塞带动钎子在返回行程时，在转钎机构的作用下，使钎子回转一定角度β1，然后再次冲击钎尾，又使钎刃在岩石上形成第二道凹痕Ⅱ-Ⅱ。两道凹痕之间形成的扇形岩块，被钎刃上所能产生的水平分力剪碎。活塞不断的冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续的输送压缩空气或压力水把岩粉排除，就可形成一定深度的圆形炮眼。 图11-2 凿岩机的工作原理 a—活塞（冲击锤） b—缸体 c—钎杆 d—钎头 1—凿岩机 2—钎子 2．钎子 钎子是凿岩机破碎岩石和形成岩孔的刀具，由钎头、钎杆、钎肩和钎尾组成。目前普遍使用活头钎子，如图11-3所示。这类钎子的钎头磨损后，更换钎头可继续使用。 图11-3 活头钎子 1—钎头 2—钎杆 3—钎肩 4—钎尾 5—水孔 钎头按刃口形状不同，分为一字形、十字形、X、Y形和球型等，如图11-4所示。现场最常用的是镶嵌硬质合金片的一字形和十字形钎头，在致密的岩石中钻眼一般使用一字形钎头，在多裂缝的岩石中钻眼多使用十字形钎头。钎头直接破碎岩石，要求它锋利、耐磨、排粉顺利、制造和修磨简便、成本低。 钎头通常使用的硬质合金牌号为YG-8C、YG-10C、YG-11C、Y 图11-4 钎头形状 钎杆是传递冲击和扭矩的部分，要求具有较高的强度。常用硅锰钢和硅锰钼钢制成。断面呈有中心孔的六角形。钎杆中心孔通水或通压气以清理钻孔内的岩粉。 钎尾直接承受凿岩机活塞的频繁冲击和扭转，要求既有足够表面硬度，又有良好韧性，对钎尾应进行热处理。制造钎杆的钢材称钎钢，我国使用的是中空8铬（ZK8Cr）、中空55硅锰钼（ZK55SiMnMo）、中空35硅锰钼钒（ZK35SiMnMoV）和中空锰钼钒（ZK40MnMoV）等。它们具有强度高、抗疲劳性能好、耐腐蚀等优点。 钎尾部的长度比凿岩机内转动套的长度稍长，以便活塞始终冲击钎尾，这个尺寸一般在凿岩机技术性能中注明，以便配用所需钎尾。 钎肩用来限制钎尾插入机体的长度，并使钎卡能卡住钎杆不致从钎尾套中脱落。 三、典型凿岩机 1．YT-23（7655）型气腿式凿岩机 气动凿岩机结构简单、工作可靠、使用安全，广泛用于煤矿岩巷掘进。气动凿岩机类型很多，但主机构造和动作原理大致相同，都设有操纵机构、冲击配气机构、转钎机构、吹洗机构和润滑机构等。 下面以YT-23型气腿式凿岩机为例介绍凿岩机的结构和工作原理。 YT-23型气腿式凿岩机的外形如图11-5所示，主机由柄体、汽缸和机头组成，利用两根螺栓固装在一起。气腿支承着凿岩机并给以推动力，钎子的尾部装入凿岩机的机头钎尾套内，注油器连接在风管上，使润滑油混合在压缩空气中呈雾状而带入凿岩机内润滑各运动部，压力水经水管供至钎子中心孔冲洗炮眼内的粉尘。 图11-5 YT-23（7655）型气腿式凿岩机外形 1—手把 2柄体 3—操纵阀手把 4—汽缸 5—消音罩 6—机头 7—钎卡 8—钎杆 9—气腿 10—自动注油器 11—水管 12—连接螺栓 （1）冲