毕设论文-凿岩机液压系统的设计.doc

第一章绪论 课题的研究背景和意义凿岩机是用来直接开采石料的工具,如图 1所示。它在岩层上钻凿出炮眼, 以便放入炸药去炸开岩石,从而完成开采石料或其它石方工程,此外,凿岩机也可改作破坏器,用来破碎混凝土之类的坚硬层。图1 凿岩机凿岩机按其动力来源可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机等四类。 1、风动凿岩机。如图 2所示, 风动式以压缩空气驱使活塞在气缸中向前冲击,使钢钎凿击岩石,应用最广。电动式由电动机通过曲柄连杆机构带动锤头冲击钢钎,凿击岩石。并利用排粉机构排出石屑,内燃式利用内燃机原理,通过汽油的燃爆力驱使活塞冲击钢钎,凿击岩石。适用于无电源、无气源的施工场地。液压式依靠液压通过惰性气体和冲击体冲击钢钎,凿击岩石。这些凿岩机的冲击机构在回程时,由转钎机构强迫钢钎转动角度,使钎头改变位置继续凿击岩石。通过柴油的燃爆力驱使活塞冲击钢钎,如此不断地冲击和旋转,并利用排粉机构排出石屑,即可凿成炮孔。图2 风动凿岩机 2、内燃凿岩机。如图 3所示, 内燃凿岩机不用更换机头内部零件,只需按要求搬动手柄,即可作业。具有操作方便,更加省时,省力,具有凿速快、效率高等特点。在岩石上凿孔,可垂直向下、水平向上小于 45°垂直向下最深钻孔达六米。无论在高山、平地,无论在 40°的酷热或零下 40°的严寒地区均可进行工作,本机具有广泛的适应性。内燃凿岩机具有矿山开采凿孔、建筑施工、水泥路面、柏油路面等各种劈裂、破碎、捣实、铲凿等功能,广泛用于矿山、建筑,消防,地质勘探,筑路,采石,建筑,国防工程等。图3 内燃凿岩机 3、电动凿岩机。如图 4所示,电动凿岩机具有能产生较大冲击能量的锤击机构和连续或间隙转动的转钎机构,用于石方施工中钻凿炮眼的电动工具。图4 电动凿岩机 4、液压凿岩机。如图 5所示,用高压油作为动力推动活塞冲击钎子,,附有独立回转机构的一种凿岩机械。由阀控制(也有无阀的)活塞往复运动。由于油压比气压力高得多,达 10 兆帕以上。虽与风动凿岩机近似,但其活塞直径较小、长度较大、波形较好。在活塞运动改变方向而产生高峰压力时,机上装有蓄能器。其优点:钻速快(比风动凿岩机高两倍以上),冲击功高、扭矩大、频率亦高;具有可调性、能耗低(为风动凿岩机的 1/3 左右);效率高;便于自动化和电脑控制, 卡钻事故少,钻具寿命长,使工作环境大为改善。液压凿岩机是近几年来出现的一种新型凿岩机,基本可以分为二种类型:一种是小型手持式,其冲击能量较小,主要是用来代替传统的风镐,大多数与小型挖掘——装载机、液压工程车等配套使用;另一种是大型机载式,这类液压凿岩机大多是以液压挖掘机的反铲作业装置为基础,将反铲斗换装成凿岩机行工作, 由挖掘机驾驶员在驾驶室内进行操作。此类凿岩机的能量较大,一般在 1~6kN ·m 范围内。气动凿岩机虽然具备很多优点,但存在着能耗大和作业环境恶劣的缺点, 1946 年研制成功矿用牙轮钻机, 20世纪 70年代初期液压凿岩机投入市场。近年来,国外一些先进矿山实现了掘进、采矿凿岩钻车遥控和机器人化,并将支腿式水力凿岩机和水压潜孔冲击器投入使用。图5 液压凿岩机液压凿岩机作为重要的旋转冲击式钻孔设备, 广泛应用于中小型露天矿、岩土工程、铁路、公路、水电等领域, 进行基础施工、隧道开挖、勘探、采石、采矿作业爆破孔的钻凿。液压凿岩机的前身是气动凿岩机,与气动凿岩机相比,液压凿岩机有如下优势:1、能量利用率高。一般可达 40% 以上,据相关统计数据显示:液压凿岩机与气动凿岩机的能耗比为 1: ; 2. 凿岩效率高。液压凿岩机以液压油为介质, 工作压力是气动凿岩机的 20~40倍,冲击能高,从而使液压凿岩机的凿岩效率高出气动凿岩机 1倍有余; 3. 适用范围广。液压凿岩机以液压作为动力, 便于根据不同的工况调整冲击能、冲击频率和转钎速度,使其处于最佳工作状态; ,消除了排气噪声和油雾,改善工作面的环境; ,寿命长; ,克服了气动凿岩机随海拔高度升高而降低工作效率的缺陷,适用范围广。迄今为止,凿岩爆破是实施岩石破碎的主要方法,破碎岩石首先需要在岩(矿) 石中钻凿按爆破要求设计的炮孔。目前采用机械破碎岩石钻孔的方法主要有以下三种类型: (1) 冲击-旋转破碎岩石钻孔。采用冲击载荷和转动钎具一定角度,并施加合理的推力来破碎岩石,适应在中硬、坚硬的岩石中钻孔。此类钻孔设备有潜孔钻机和凿岩机等; (2) 旋转破碎岩石钻孔采用旋转式多刃钎具切割岩石,同时施加较大的推力破碎岩石。适应在磨蚀性小及中硬以下的岩石中钻孔。此类钻孔设备有电钻和旋转钻机; (3) 旋转-冲击破碎岩石钻孔,又称为碾压破碎钻孔。它是施加很大的轴压(一般大于 300 kN) 给钻头,同时