
气动凿岩机是以压缩空气为动力的冲击式钻眼机械,主要用于矿山、采场及天井等场景的岩石钻孔作业,由
等厂商生产。其核心部件包括气缸-活塞组件、配气装置和钎杆回转机构,通过压缩空气驱动活塞产生冲击能量,同时带动钎杆旋转完成凿孔。
按推进方式可分为四类:手持式(≤25kg,人工操作,适用浅孔)、气腿式(气腿支撑,钻深2-5米)、伸缩上向式(60°-90°向上钻孔)和导轨式(35-100kg,适配钻车,孔深超5米)。典型机型如YT24型凿岩机,机重24kg,凿孔直径34-42mm,支持干湿双模式作业,采用
铸件提升耐磨性。导轨式机型可钻孔径40-80mm,冲击与旋转功率配置比为1:0.1~0.38,结构简单但随孔深增加效率下降
这类凿岩机的重量较轻,一般在25kg以下,工作时用手扶着操作。可以打各种小直径和较浅的炮孔。一般只打向下的孔和近于水平的孔。由于它靠人力操作,劳动强度大,冲击能和扭矩较小,凿岩速度慢,现在地下矿山很少用它。属于此类的凿岩机有Y3、Y26等型号。
这类凿岩机安装在气腿上进行操作,气腿能起支撑和推进作用,这就减轻了操作者的劳动强度,凿岩效率比前者高,可钻凿深度为2-5m、直径34-42mm的水平或带有一定倾角的炮孔,为矿山广泛使用。如YT23(7655)、YT24、YT28、YTP26等型号均属此类凿岩机。
(3) 上向式(伸缩式)凿岩机这类凿岩机的气腿与主机在同一纵轴线上,并连成一体,因而又有“伸缩式凿岩机”之称,专用于打60°-90°的向上炮孔,主要用于采场和天井中凿岩作业。一般重量为40kg左右,钻孔深度为2-5m,孔径为36-48mm。YSP45型凿岩机属此类。
该类型凿岩机机器重量较大(一般为35-100kg),一般安装在凿岩钻车或柱架的导轨上工作,因而称为导轨式。它可打水平和各个方向的炮孔,孔径为40-80mm,孔深一般在5-10m以上,最深可达20m。YG40、YG80、YGZ70、YGZ90等型号属于此类。
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。其工作原理为冲击破碎原理,工作时活塞在气缸内做高频往复运动,冲击钎尾,使呈尖楔状的钎头压碎并凿入岩石,同时通过钎子中心孔输入压缩空气或水将岩渣排出,形成钻孔。
也常被称为“手风钻”,其整套设备主要由钻头、钻杆、气动凿岩机、支腿、接气风管、操作手柄等组成。
风动凿岩机在操作时有用人手扶持的,称为手持式凿岩机;有利用气动支腿的,称为气腿式凿岩机,例如常见的YT24型气腿式凿岩机,机重24kg,全长678mm,气缸内径70mm,工作气压0.4-0.63MPa,钻孔直径34-42mm,钻孔深度可达5m。
该机型常与FY250型注油器(重1.2kg,贮油量0.25L)及FT160A型气腿(重17kg,全长3006mm,推进长度1338mm,轴推力2000N)等部件配套使用。
有利用气动柱架导轨的,称为柱架导轨式凿岩机;也有在一台车架上装有一至数只凿岩机的,称为
。值得一提的是,气腿和碳化钨钎头的发明与应用(气腿可提供推力并承托机重,碳化钨钎头大幅提升钻孔深度)对气动凿岩机的发展产生了重大影响。
凿岩机工作时,气压交替变化着进入气缸的后腔和前腔,推动活塞往返运动。同样压气也作用在气缸的后盖或前盖上,使凿岩机后退或前进,因此,凿岩机产生振动从而产生凿击力。
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。
。1857年,意大利工程师巴特利特和杰曼-萨梅特改进了前人的研究成果,设计出了可以实际应用的凿岩机,该产品以压缩空气为动力,正式应用于
和碳化钨钎头,对凿岩机的发展产生了重大的影响:气腿可给钎头施加推力,承托凿岩机机重,减轻工人的体力强度;碳化钨钎头使钎头的修磨次数大为减少,使一次修磨后的钻孔深度从0.6-0.9米提高到9-12米
。20世纪60年代,回转与冲击机构分开的独立回转式凿岩机问世,成功的解决了这一问题,是气动凿岩机发展史上又一次突破,这种凿岩机被称为外回转凿岩机,其冲击能量和转钎力矩两个参数可以分别调节,实现多工况组合,以适应不同性质岩石的要求
我国凿岩机发展起步较晚,始于“一五”期间沈阳风动工具厂仿制R-49型气动凿岩机
。到60年代中期,已经可以自主生产具有我国特色的气动凿岩机,产品包括手持式、气腿式、导轨式和气镐等
。1987年,《气腿式凿岩机》标准(JB1674-86)获凿岩机械气动工具行业科技成果二等奖
气动凿岩机的技术参数是衡量其性能和工作能力的关键指标,基本性能参数项目包括机重、工作压力、耗气量、工作温度、冲击能、冲击频率、转矩、回转速度、凿孔速度、噪声、首次无故障凿孔深度、主要易损件使用寿命等
。按推进方式可分为手持式、气腿式、伸缩上向式和导轨式等类型,适用于不同的作业场景
以YT24气腿式凿岩机为例,其主要技术参数为:机重24 kg,全长678 mm,工作气压0.4-0.63 MPa,气缸内径70 mm,活塞行程70 mm,冲击频率≥31 Hz,耗气量≤66.7 L/s,钻孔直径34-42 mm,钻孔深度5 m,凿孔速度≥420 mm/min,钎尾规格22×108 mm
。常见型号包括气腿式:YT23D、YT27、YT28、7655等;导轨式:YG80、YGZ90等;上向式:YSP45等
根据国家相关标准(如煤矿用气动凿岩机标准),产品的基本性能参数项目应包括:机重、工作压力、耗气量、工作温度、冲击能、冲击频率、转矩、回转速度、凿孔速度、噪声、首次无故障凿孔深度、主要易损件使用寿命等
。标准要求产品应给出0.40 MPa、0.50 MPa和0.63 MPa三个压力档次的性能指标,其中验收气压为0.50 MPa
。性能指标需符合规定,例如机重应不大于设计值的105%,在验收工作压力下的耗气量、冲击能、冲击频率等需在规定范围内
根据行业研究报告,中国气动凿岩机市场规模在2024年达XX亿元,全球市场规模达XX亿元
。气动凿岩机按产品种类可分为地下型与地面型;按最终用途主要应用于采矿、采石、建筑等领域
(Sandvik)、宝长年(Boart Longyear)、古河(Furukawa)等
中国钻凿机械生产企业分布广泛,主要集中于甘肃天水、辽宁沈阳、湖北武汉、湖南长沙、江苏南京和无锡、浙江衢州、宁波和台州等地
。浙江衢州是全国最大的空压机及钻凿机械生产基地之一,2008年被国家科技部授予“国家空气动力机械特色产业基地”
。该地区生产的凿岩机产品全国市场占有率超过70%,代表性企业有开山集团、红五环、志高、衢州煤机等
天水风动机械股份有限公司(原天水风动工具厂)是中国凿岩机械与气动工具大型现代化研制基地,其品牌为“天风燎原”
。其他国内厂商还包括河北耿驰机械制造有限公司、济南冠越机械设备有限公司等
气动凿岩机主要应用于矿山、铁路、交通、水利建设等石方工程中的岩巷掘进及各种凿岩作业,是钻凿爆破孔的主要机具
。此外,在绿色建筑和城市更新项目的推动下,混凝土破碎机、气动凿岩机等重型风动工具市场也呈现出快速增长态势
气动凿岩机存在能耗大、能量利用率低(约10%)、噪声大、油雾大等缺点。以手风钻为例,还存在凿孔速度慢、孔径小、孔深浅、作业噪声大、占用人员多、效率低、劳动强度大、易发生机械人身和顶板安全事故等问题
操作时需特别注意: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钎杆下,以防断钎伤人;凿岩中发现不正常声音,排粉出水不正常时,应停机检查,找出原因并处理后,才能继续钻进;退出凿岩机或更换钎杆时,凿岩机可慢速运转,注意切实掌握凿岩机和钢钎位置,避免钎杆自动脱落伤人,并及时关闭气路;利用气腿式凿岩机凿岩时,要把气腿切实顶牢,防止打滑伤人;使用向上式凿岩机收缩支架时,须扶住钎杆,以防钎杆自动滑下伤人
相关事故案例表明安全操作的重要性,例如:2022年,云南田坝煤矿有限公司及辽宁东煤基本建设有限责任公司均在使用气腿式气动凿岩机进行打眼作业时发生了安全事故
为确保安全与性能,有专门的煤矿用气动凿岩机国家标准(如MT/T 199-1996),对产品的技术要求、试验方法、检验规则等做出了明确规定
扫一扫咨询微信客服