轻型凿岩机.doc

轻型液压凿岩机【摘要】凿岩机械是采掘、建筑、工程建设等领域应用广泛的的工程机械。尽管世界凿岩机，尤其是凿岩机技术有很大发展，但在我国其主导产品几十年来没有大的变化。我国大量的中小矿山及一般工程施工中仍普遍使用能耗高、破岩效率低、易损零件多、寿命低、噪声高、环境污染严重的支腿式气动凿岩机。研制开发轻型独立回转液压凿岩机就是在这样的背景下提出的。用轻型独立回转凿岩机替代传统的气动凿岩机能明显提高凿岩作业效率、显著降低耗能、减少噪声污染和空气污染，迅速提高我们凿岩和工程施工的装备技术水平。本文在综合分析各类液压凿岩机冲击工作原理和轻型液压凿岩机各种结构的基础上，提出了轻型独立回转液压凿岩机的构型，对其主要部件进行了设计和研究。针对所设计的液压凿岩机，利用计算机辅助设计软件画出其装配图和部分典型零件图，然后对其进行分析研究，了解其结构原理，对本次设计的成果进一步巩固加深，达到设计的最终目的。关键字：凿岩机；设计；轻型；研究；冲击机构第一章 液压凿岩机的发展史液压凿岩机是20世纪70年代发展起来的一种新型高效率的凿岩设备,它的出现使凿岩机在机械动力和效率方面有了新的发展。因此液压凿岩机是凿岩机械产品中新的一代。20世纪60年代初期，德国Krupp公司研制出了实用的液压碎石机，它首先用于城市建筑施工工程；1970年法国Montabert公司首先研制成功了世界上第一台实用的液压凿岩机，并很快投入批量生产、推广使用；随后瑞典、德国、美国、芬兰、日本等国陆续研制了各种型号的液压凿岩机或液压碎石机投放市场。与传统的气动冲击机械相比，液压冲击机械具有能耗低、效率高、环境污染小、操作方便、易于实现自动化等优点，它们在生产实践中显示了巨大的优越性和广阔的发展前景，因而引起了工程界和矿业界得高度重视。在短短的30年里。世界上先后出现了包括瑞典、法国、芬兰、美国、德国等著名公司在内的30多家液压冲击机械专业生产厂家，在世界范内形成了一个新兴的工业产业。目前，已有数百种液压凿岩机和液压碎石机的系列产品问世，一些先进的产品已历经了几代更新。我国开展液压冲击机械的研究工作起步于70年代初期，基本与国际研究水平同步，但由于当时我国液压技术发展较慢，液压凿岩机与液压碎石机未能在我国普遍推广应用。知道80年代，我国科研人员走技术引进和自行开发相结合的道路，在突破实验研究的许多关键技术之后，取得了迅速的发展。近些年来，随着我国对外开放政策的深入和科学技术的长足进步，液压冲击机械这个新兴的技术产业也得到了迅猛的发展，目前我国内已经有十几家单位研制生产数十种型号的液压凿岩机和液压碎石机的系列产品，在我国的能源开发、城市建筑、隧道工程建设中获得了较好的应用。第二章 液压凿岩机的工作原理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使工作环境大为改善。液压凿岩机工作原理：该机主要由供油及配油系统、贮能系统、能量转换系统、减振及支承系统，以及作业工具系统等部分组成。冲击循环过程可分为四个阶段。 第一阶段：由高压油源来的液压油进入柱塞的下端，推动柱塞向上运行。 第二阶段：柱塞在上升过程中，将阀套向上推动，直到定点位置，于是高压油经过阀套与柱塞之间的一个经过标定的进油口向腔供油，同时氮气贮能器隔膜也向上压缩氮气进行贮能。 第三阶段：当柱塞上端面受到的液体压力超过下端的液体压力时，力的不平衡使柱塞加速向下运动，同时贮能器提供快速运动所需的油量。在向下运动的过程中，柱塞将节流小孔打开，使阀套也下降。柱塞继续向下运动，一直到与破碎工具相碰产生打击为止。 第四阶段：阀套在向下运动过程中， 切断了向腔的供油，并使它与低压回油路相通，这样整个过程又回到初始位置。如此周而复始，使可自动进行连续打击。第三章 液压凿岩机的优点及缺点液压凿岩机采用循环的高压油为动力，克服了风动凿岩机存在的一系列问题和缺陷。它与风动凿岩机比，有以下优点：(1）动力消耗少，能量利用率高。液压凿岩机动力消耗仅为风动凿岩机的1/41/3，并且不用压气设备和风管。(2）机械性能好、凿岩速度高。由于油压比风压高几十倍，所以凿岩机的冲击功、冲击频率和能量传递效率等性能指标都大为提高，凿岩速度也比同类型风动凿岩机高出一倍以上。(3）采用液压为动力便于根据岩石情况调整性能参数，实现程序控制和自动控制。(4）能够和柴油机驱动的液压凿岩台车配套，实现能源单一化，提高设备的机动性和台班工效。(5）消除了排气噪声和油雾，改善了劳动条件。(6）所有运动件都浸在油液中工作，润滑条件好，延长了零件的使用寿命。 液压凿岩机和风动凿岩机相比的缺点是：需要与液压台车配套使用，投资大，单位功率的重量大，技术要求和维护费用较高，目前在我国只能作为其他凿岩设备的补充。随着技术的进步与发展，液压凿岩机逐渐取代风动凿岩机。第四章 液压凿岩机的使用技术1）液压凿岩机在启动前检查蓄能器的充气压力是否正常；检查冲洗水压和润滑空气压力是否正确；检查润滑器里是否有足够的润滑油，供油量是否合适；检查油泵电机的回转方向。 2）凿岩时应该把推进器摆到凿岩位置，使前端抵到岩石上，小心操纵让凿岩机向前移动，使钻头接触岩石；开孔时，先轻轻让凿岩机推进，当纤杆在岩中就位后，在操纵至全开位置。 3）凿岩机若不能顺利开孔，则应先操纵凿岩机后退，再让凿岩机前移，重新开孔。 4）在更换纤头时，应将钻头轻抵岩石，让凿岩机电机反转，即可实现机动卸纤头。 5）液压元件的检修只能在极端清洁的条件下进行，连接机构拆下后，一定要用清洁紧配的堵头立即塞上。液压系统的机构修理后的凿岩机重新使用之前，必须把液压油循环地泵入油路，以清洗液压系统的构件。 6）应定期检查润滑器的油位和供油量；定期对回转机构的齿轮加柱耐高温油脂；定期检查润滑油箱中的油位，清除油箱内的污物和杂质。 7）若要长期存放，则应用紧配的保护堵头将所有的油口塞柱，彻底清洗机器并放掉蓄能器里的气体。凿岩机应放在干燥清洁的地方存放。 液压凿岩机的参数： 冲击功率：5.5kw 冲击频率：50Hz回转速度：350（r/min） 最大转矩：175N.m 冲击压力：17Mpa【总结】液压凿岩机因其能量利用率高、凿岩速度快、环