液压凿岩设备的研制现状及其发展思路

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表:2007-06-29 人气:57

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在矿山、铁路、公路、水电、煤炭和建筑等工程施工中，凿岩设备是不可缺少的主要施工设备之一。随着新技术、新产品、新品种的不断涌现，工作性能不断提高，功能也日趋完善，技术水平已达到了相当高的程度。特别是近20年来，液压控制技术和计算机技术的结合更促进了凿岩技术的进步，自动化凿岩及自动凿岩设备也相继出现，并已达到实用化的程度。本文对国内外液压凿岩设备的研制现状作了简要概述，并对未来液压凿岩设备尤其是国产液压凿岩设备的生产发展提出了一些建议，供同行们参考。

1国外概况

1.1发展现状

炮孔钻凿经历了一个由手工到人工操纵机器再到自动凿岩的过程，其中凿岩设备也经历了由气动驱动到液压驱动的转变。自1970年法国Montabert公司研制成功第一台用于矿山钻孔的H50型液压凿岩机及其配套钻车以来，由于液压凿岩机在技术、经济以及社会效益方面具有极大的优越性，引起了各国有关公司的重视，并组织力量竞相研制，如美国Ingersoll－Rand公司、Gardner－Denver公司、瑞典Atlas Copco公司、Linden－Alimak公司、芬兰Tamrock公司、德国Krupp公司和日本古河(FU RU KAWA)公司等都投入力量研制全液压凿岩设备。据不完全统计，目前国外有20多个国家的几十家公司相继研制并生产的各种型号液压凿岩机已有上百种，而且大都自成系列。年产量已从80年代初的2000台发展到1986年的1万台以上，目前的产量已超过2万台，而且还在继续增加。其中端典Atlas Copco、芬兰Tamrock和法国Secoma等公司生产的液压凿岩机及其配套钻车的品种型式和技术水平，在当今世界都具有一定的代表性。特别近几年来电脑导向和各种型号的自动液压凿岩钻车已达到了实用化的水平。

1.2主要特点和发展趋势

1.2.1品种规格齐全，使用范围广泛

无论是井下或露天，掘进或采矿，都有相应的液压凿岩机供选用。如芬兰Tamrock公司80年代初液压凿岩机只有3个系列，目前该公司的产品已发展到7个系列，从小型手持式到超重型，品种规格齐全。

在发展回转－冲击式产品的同时，适用于软岩上钻孔的纯回转液压凿岩机也得到相应的发展。尤其是瑞典Atlas Copco公司能够灵活地根据用户的某些特殊要求，在某种基型产品上稍加改进，就可以组装成专用产品，产品上的配套部件可随不同地区和国家的不同环境而改变，并有很多供选用的附件，如集尘器、卷场机、行走和凿岩控制摇臂、低冲击压力机构、机械换钎机构、炮孔角度测量仪等等。

目前各公司推出的一般都是第二、第三代甚至第四代产品。从近年研制的井下钻车型号来看，绝大部分为轮胎式，以适用井下高效无轨掘进和开挖的需要。

1.2.2产品改进和更新换代快

在轻型产品的研制中，大量采用塑料件来减轻整机的重量。液压凿岩机的外壳等多采用精密铸造，从而使机器的结构紧凑，布局合理，外形也较美观。

液压系统的供油泵有两个的，也有三个的，但有向一个泵集中供油的发展趋势，工作介质采用不燃液(如磷酸脂、水二醇和油水乳化液等)的日益增多。高、低压回路均装有蓄能器；还设有液压缓冲器，可防止应力反射波的破坏作用。芬兰Tamrock公司在大流量的重型液压凿岩机上采用蓄能器并联结构，同时采用两个转钎马达以增加输出扭矩，根据需要，两马达可以同时使用也可以单独使用。转钎马达与推进马达串联，并在系统中加以平衡，以实现自动防卡，同时成功地采用了钻管钎具。液压系统一般采用17MPa以下的中压传动，承受油污能力高，机头采用防腐材料和压气密封。

各公司液压凿岩设备的钻臂、推进器和操纵系统等主要部件都已实现标准化和系列化，适用范围广，零件通用率高，可根据用户的不同要求，组装成各种型式的钻车，实现品种的多样化，同时缩短了产品设计周期，产品更新换代快。

1.2.3凿岩向大功率和自动化发展

1986年，Atlas Copco公司推出了第二代Cop1440和Cop1550型等新型高速液压凿岩机，其凿岩效率比Cop1238提高一倍。最新推出的Cop4050型重型液压凿岩机，冲击功率高达40kW，与之配套的Simba H4000系列全液压钻车，用于井下深孔采矿凿岩，钻凿孔径为89～127mm，这是传统的潜孔冲击器的工作范围。潜孔凿岩能得到好的孔直度，但速度较低。Cop4050能在两倍于潜孔凿岩速度的情况下，得到几乎全直的孔，并能使用通常的钻管、钎杆或二者的组合。Tamrock公司的4000系列是大功率超重型液压凿岩机，用于露天矿山钻凿直径180～230mm的炮孔，最大可达275mm，其凿速相当于同级牙轮或潜孔钻机的2～4倍，而能耗仅为潜孔钻机的1/4。

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