凿岩机岩土钻掘设备专题调研报告组员：蔡光磊陈超王海龙江科李东升张剑班级：地质工程1303班中南大学地球科学与信息物理目录CONTENTS一. 凿岩机概述 (2)1.1凿岩机的概念 (2)1.2凿岩机的基本分类 (2)1.3凿岩机的工作原理 (2)1.4凿岩机的操作规程 (3)二．风动式凿岩机 (4)2.1风动式凿岩机简介 (4)2.2风动式凿岩机分类 (4)2.3 机械组成 (5)2.4 使用技巧 (5)2.5 缺钎杆噪声控制 (6)三．电动式凿岩机 (7)3.1 概念 (7)3.2 电动式凿岩机特点 (7)3.3 基本构造 (8)3.4 使用技术 (8)四．液压式凿岩机 (9)4.1 概念 (9)4.2 发展现状 (9)4.3液压凿岩机冲击机构的理论研究 (10)4.4液压凿岩机的技术现状与发展趋势 (10)五．内燃式凿岩机 (12)5.1 内燃式凿岩机简介 (12)5.2 使用技术 (12)六．凿岩机械标准与检测方案 (12)6.1凿岩机械标准 (12)6.2凿岩机的测试方法 (12)参考文献： (13)一. 凿岩机概述1.1凿岩机的概念凿岩机，是用来直接开采石料的工具。

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。

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。

1.2凿岩机的基本分类1.2.1风动式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。

1.2.2电动式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。

1.2.3液压式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。

1.2.4内燃式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。

1.3凿岩机的工作原理凿岩机是按冲击破碎原理进行工作的。

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的深度，形成一道凹痕。

活塞退回后，钎子转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾时，又形成一道新的凹痕。

两道凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。

活塞不断地冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续地输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，即形成一定深度的圆形钻孔。

1.4凿岩机的操作规程1、凿岩前检查各部件（包括凿岩机、支架或凿岩台车）的完整性和转动情况，加注必要的润滑油、检查风路，水路是否畅通，各连接接头是否牢固。

2、工作面附近进行敲帮问顶，即检查工作面附近顶板及二帮有无活石、松石，并作必要的处理。

3、工作面平整的炮眼位置，要事先捣平才许凿岩，防止打滑或炮眼移位。

4、严禁打干眼，要坚持湿式凿岩，操作时先开水，后开风，停钻时先关风，后关水。

开眼时先低速运转，待钻进一定深度后再全速钻进。

5、钻眼时扶钎人员不准戴手套。

6、使用气腿钻眼时，要注意站立姿势和位置，绝不能靠身体加压，更不能站立在凿岩机前方功钎杆下，以防断钎伤人。

7、凿岩中发现不正常声音，排粉出水不正常时，应停机检查，找出原因并消除后，才能继续钻进。

8、退出凿岩机或更换钎杆时，凿岩机可慢速运转，切实注意凿岩机钢钎位置，避免钎杆自动脱落伤人，并及时关闭气路。

9、使用气腿式凿岩机凿岩时，要把顶尖切实顶牢，防止顶尖打滑伤人。

10、使用向上式凿岩机收缩支架时，须扶住钎杆，以防钎杆自动落下伤人。

二．风动式凿岩机2.1风动式凿岩机简介简称风钻。

一种以压缩空气为动力的冲击式钻眼机械。

按支撑方式又分手持式凿岩机、气腿式凿岩机、伸缩上向式凿岩机及导轨式凿岩机等。

在露天和地下采矿作业中，气动凿岩机是用于钻凿硬岩石的的主要机械。

气动凿岩机尽管现在受到液压凿岩热的挑战，还是有许多优点的。

比较突出的是成本低,结构简单,坚固衬用。

但它的缺点是噪声太大，未解决该问题，也有许多相关研究。

2.2风动式凿岩机分类2.2.1手持式手持式凿岩机有不同种类，有在岩石表面或砾石中钻浅孔的轻型凿岩机，有用来进行竖井炮眼掏槽的较重的向下式凿岩机、这类凿岩机的冲击频率较低(通常在2000次/分左右)，便于人工操作,而不感到过强的振动。

而且，这种凿岩机的缸径与冲程之比近于1。

虽然雇用体力不足的操作者的时候，机体重量可能需要减少到20公斤左右，但一般，这类凿岩机的重量被限定在30公斤左右。

2.2.2气腿式气腿式的缸径与冲程之比大于1。

它有较高的冲击频率，其频率大约为2000~2500次/分。

由于这类凿岩机必须用人力从一个孔位置搬到另一个孔的位置，因此，包括气腿在内,其重量被限定在50公斤左右。

2.2.3重型导轨式重型导轨式凿岩机配有钢丝绳、链条、螺杆或柱塞式推进器,通常装在钻臂上用可运动的凿岩台车来搬运。

这类凿岩机最重的达300公斤至400公斤,其缸径与冲程之比等于或大于4。

使用的冲击颇率也大不相同(从小于1500次每分以下至3000次每分以上)。

冲击频率高的凿容机每次冲击力相应地要小，因而在杆杆上产生的应力也小。

这样就能够使用直径小的轩杆和钎头。

因此把这类凿岩机装在多臂台车上尤其适合打隧道工作面炮眼组。

在进行深孔凿岩的时候(比如在地下进行环形爆破或在露天打深的台阶式炮眼组时)，钻孔的直径比较大，使用的是一长串接起来的钎杆，这就要求一种冲击频率较低的大冲击功，把足够的能量传递到钎头上，以保证满足要求的凿岩性能。

2.3 机械组成动凿岩机主要有气缸——活塞组件、配气装置、钢钎回转机构、操纵阀及冲洗——吹风机构等组成2.4 使用技巧1）风动凿岩机使用时，要求凿岩机进风口处压缩空气干燥，风压应保持500kPa，最低不得低于400kPa；要求使用洁净的软水，在不得已使用酸性或碱性水时，凿岩机工作完毕后应即时注入一些润滑油，关水空运转稍许时间。

2）启用新机器时要进行清洗重装，重装后都要开一下空车，检查运转是否正常。

但空车时间不能超过2~3min..时间过长，气缸气垫区温度过高，容易产生研缸现象。

3）做好管道清洗和例行的拆卸检修工作，是机器经常处于良好的工作状态，并应经常注意加润滑油，严禁无油作业。

4）操作上应注意先开风后开水，先关水后关风，并注意水压应低于风压，防止水倒流凿岩机气缸内部，破坏机器正常润滑，影响机器正常运转。

5）当凿岩机卡纤器转动很慢时，应立即通过调压阀减少气腿的轴退力。

如出现纤杆已不转，经减小气腿轴向推力无效时，应立即停止凿岩，消除卡纤故障后再进行凿岩。

6）经常观察机器的排粉情况，气腿凿岩机不允许拆出水针作业，或打干眼。

7）伸缩式凿岩机向上作业时，注意沿钎子流下来的岩浆不得接近纤套，其间距至少需20mm，否则，即为吹扫力不足，此时应按程序检查纤套上的吹气孔是否通畅。

8）伸缩式凿岩机向上作业时，除遵守一般凿岩工作的安全技术外，还应特别注意钎子的突然折断，防止工伤事故，并严禁长时间全速空转，拔纤时应开小车。

9）工作完毕后，关闭水阀以小风让凿岩机短时间空运转，排除积水，防止锈蚀。

10）对导轨式凿岩机，当打完一根纤后，应停风，再打反转卸纤尾。

反转卸纤时，应开小风。

如从正转马上变反转，由于惯性产生很大的冲击，会降低回转爪的螺旋棒的使用寿命。

11)凿岩及较长的时间停止使用时，应及时将其拆洗干净，并涂上防锈油，放干燥处保存。

2.5 缺钎杆噪声控制钎杆噪声属于高频噪声，与产生噪声有关的钎杆最重要的特性是钎杆质点的横向振动。

这当中包括纵波通过钎杆时引起泊桑比膨胀、收缩而导致质点横向移动而产生噪声，以及弯曲波通过钎杆时引起质点的横向振动产生噪声。

后一种噪声在钎杆振动产生的噪声中是主要的钎杆噪声。

钎杆噪声的产生主要是由钎杆的横向振动而辐射出来，其频率范围几乎均集中于高频部分。

依此，控制噪音的主要方法可以有：1）减小钎尾套与钎尾的配合间隙2）增加钎尾的长度3）在钎杆上取消锻造钎肩4）最佳轴推力5）用低噪声合金钢制作钎杆三．电动式凿岩机3.1 概念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3.2 电动式凿岩机特点3.2.1配置简单，节省动力电动凿岩机一般采用380伏的电源供电。

为保证安全，必须配用漏电保护装置(控制箱)以防触电事故。

手持支腿式电动凿岩机的电动机与机体的冷却,以及凿岩时的排粉，均使用3至5公斤/厘米2的压力水。

主机用水量为4至5升/分。

如果使用气腿，还需要4至6公斤/厘米2的气源供气。

目前,已经定型或正在研制的支腿式电动凿岩机,其主机耗电量一般为2.5千瓦,而同类型的气腿式风动凿岩机主机的耗电量为25~30千瓦,是支腿式电动凿岩机主机耗电量的10~12倍。

支腿式电动凿岩机及其配套设备总的动力消耗也只不过是4至5千瓦。

现已定型的支腿式电动凿岩机的凿速还不及气腿式风动凿岩机的凿速高。

例如表1：虽然风动的凿速高于电动式，但电动的耗电量仅为风动的16%3.2.2 噪声低，振动小，劳动条件好在同等条件下，风动凿岩机空打时的噪声均比电动凿岩机凿岩时的噪声大。

通常电动凿岩机的振动较小。

压气活塞冲击式电动凿岩机的振动很小，在隧道作业中，操作者手臂麻木感很小，工人愿意使用。

电动凿岩机凿者时使用压力水排粉，没有大量的烟雾排出，粉尘浓度小，如在隧道多台机器同时作业时，能见度较好。

3.3 基本构造电动凿岩机是靠电能转变成机械能以实现冲击回转凿岩的一种机器。

电动凿岩机由电动机、传动系统、冲击机构和回转机构等部分组成。

3.4 使用技术1）电动凿岩机使用前应检查机械部分，应无松动和异常现象，电动机应绝缘良好，接线应正确可靠，才可通电。

2）各传动机构的摩擦面，要保证充分润滑，并定期更换润滑油。

3）钻孔前，应空载检查钻杆的旋转方向后，将钻头、钻杆、水管接好即可钻岩。

开孔时，应轻轻将离合器安上，当钻头全部进入岩层后，再紧上离合器；当钻进一定深度而需停钻时，松开离合器，待钻头全部退出孔后再停钻，并将离合器置于中间位置。

四．液压式凿岩机4.1 概念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。