第 1 章 凿岩机 目录/本章主要内容 1.1 凿岩机概述 1.2 凿岩钎具 1.3 气动凿岩机 1.4 液压凿岩机 1.1 凿岩机概述 1.1.1 凿岩机分类 根据《凿岩机械与气动工具产品型号编制方法》（JB/T 1590-2010），凿岩机型号应依次由其类别、组别、型别、产品主参数、产品改进设计状态和制造企业标识等产品特征信息代码组成。 例如： YT—气腿式凿岩机，其中Y表示凿岩机（岩）的类别，组别为气动，T为型别代号（气腿式）； YSP—向上式高频凿岩机，其中S表示型别代号为上向式，P表示特性代号（高频）； YGP—导轨式高频凿岩机，其中G表示其型别代号为导轨式。 FT—气腿，其中F表示该气腿的类别为辅助凿岩设备（辅），T为该气腿的组别。 当产品主参数系双主参数时，应采用斜杠“／”将其分隔；企业标识码为可选要素，其余为必备要素。 1.1 凿岩机概述 1.1.2 凿岩原理 图1-1 冲击回转式凿岩原理 回转式凿岩包括冲击、回转、排粉三个主要过程。 凿岩机的冲击配气机构推动活塞以30~60Hz的频率作往复运动，以一定的动能打击钎尾，通过钎杆传递到刃角为α的钎头，对孔底及旁侧岩石施加轴向冲击压力F，形成一道深度为h的凿痕I-I。 随着凿岩机的冲击配气机构活塞作回程运动，转钎机构随即将钎杆回转一定角度β，凿岩机的冲击配气机构推动活塞再次冲击钎尾，于是在新位置形成第二道凿痕II­-II。 两道凿痕之间的扇形岩瘤借助钎头切削刃上所产生的水平分力FJ剪碎。 如此循环往复，钎头不断凿碎孔底岩石而形成炮孔。随着炮孔逐渐加深，必须及时排除岩粉。 1.2 凿岩钎具 1.2.1 钎具分类 图1-2 整体钎子及其结构 （1）整体钎子（图1-2） 钎具由钎头、钎杆、钎尾组成，三者连成一体的称为整体钎子，采用实心钎钢制作。 （2）分体钎子（图1-3） 钎头或钎尾可以从钎杆上拆卸下来的称为分体钎子。 1-钎柄端面；2-钎杆；3-钎肩；4-杆体；5-冲洗孔；6-钎头； L1-钎柄长度；L-钎杆长度 图1-3 分体钎子 这两类钎子仅有一根钎杆，不能延长，只能钻凿小直径浅孔。 通常把凿岩机使用的凿岩工具称为钎具（含钎头、钎杆、钎尾等），把潜孔钻机、牙轮钻机等钻凿大孔径的工具称为钻具（含钻杆、钻头等）。 1.2 凿岩钎具 1.2.1 钎具分类 图1-4 整体钎子 （3）接杆钎子（图1-4） 钎头、多根钎杆（中继钎杆）、钎尾分别由连接套相连接的称作接杆钎子，主要用于中深孔凿岩。 浅孔凿岩接杆钎杆由中继钎杆（图1-5）和尾钎杆（图1-6）组成。 按其结构可分为带六角钎柄的锥体连接钎杆（图1-7）和带螺纹钎柄的螺纹连接钎杆。 1-钎尾；2-连接套；3-钎杆；4-钎头 图1-5 中继钎杆 图1-6 接杆尾钎杆 图1-7 锥体连接钎杆结构 1-钎柄；2-钎肩；3-钎杆；4-锥体；5-钎杆长度 1.2 凿岩钎具 1.2.2 钎头 图1-8 钎头的类型(端面图) 根据钎头上所镶硬质合金的形状不同，分为刃片型钎头、球齿型钎头和复合片齿型钎头三大类型。每种类型具有不同的布置方式，如图1-8。 （1）刃片型钎头 刃片型钎头的布置方式有一字型、三刃型、十字型、X型等，如图1-8（a）—（f），其特点为： 1）整体坚固性好，可钻凿任何种类岩石； 2）寿命长； 3）合金利用率较高，合金片残留刃高，可降至8mm以下，且可回收利用； 4）最大直径受限制（一字型、三刃型不大于45mm，十字型不大于64mm，X型一般不大于89mm）； 5）钎刃受力与磨损不均匀，导致钎刃外缘破岩效率低而磨损快，钎刃中心部分则原地重复破碎岩石，磨损缓慢； 6）修磨频繁，造成总的凿岩效率低，工人劳动强度大。 1.2 凿岩钎具 1.2.2 钎头 （2）球齿型钎头 球齿型钎头的布置方式有3齿、4齿、……22齿等，如图1-8（g）—（i）。其特点为： 1）布齿自由，可根据凿孔直径和破岩负荷大小，合理确定边、中齿数目及位置； 2）破岩效率高，既可有效地消除破岩盲区，又避免了岩屑的重复破碎； 3）不修磨寿命长，重磨工作量小； 4）钎头直径不受限制； 5）边齿承受弯曲应力，抗冲击能力低； 6）外缘钢体接触矿岩，扰径向磨损能力低； 7）不适用于单轴抗压强度≥350MPa的极坚韧矿岩。 1.2 凿岩钎具 1.2.2 钎头 （3）复合片齿型钎头 复合片齿型钎头的布置方式有三刃一齿型、四刃一齿型、五刃三齿型、八刃八齿型等如图1-8（j）—（l）。兼具刃片型钎头和球齿型钎头的优点，并避免其缺点。其特点为： 1）整体坚固性好，边刃与中齿均承受压应力，刃锋尖锐，可钻凿任何岩石； 2）众多边刃外侧直接接触孔璧岩石，抗径向磨损能力强； 3）边刃与中齿受力与磨损均匀，钝化周期较长； 4）钎头直径不受限制； 5）边刃可用小规格砂轮修复，且合金磨损量小，重磨费用降； 6）使用寿命长，约为同直径刃片或球齿钎头寿命的2倍以上； 7）合金有效利用率高，残留刃齿可回收利用； 8）需配备经过技术培训的专职钎头修磨工。 1.2 凿岩钎具 1.2.2 钎头 （4）钎头与钎杆的连接方式 钎头采用锥体（图1-9）或螺纹（图1-10）与钎杆连接。 图1-10 螺纹连接钎头 图1-9 锥体连接钎头 1.2 凿岩钎具 1.2.2 钎头 图1-11 钎头结构及其参数 B-合金片长度；B1-翼厚；B2-合金片厚度；B3-起始刃宽；D-钎头直径；d-裤体外径；F-商标；G-标牌；H-合金片高； H-隔芯；L-裤体长度；M-边齿；N-中心齿；S-排粉沟；T-旁侧冲洗孔；V-中心冲洗孔；α-隙角；β-刃角 （5）钎头的结构与几何参数 刃片钎头的结构与几何参数如图1-11(a)所示。球齿钎头的结构与几何参数见图1-11(b)所示。 1.2 凿岩钎具 1.2.3 钎尾 图1-12 中心供水钎尾 1-活塞冲击端面；2-钎耳；3-螺纹； 4-中心供水；5-钎杆接触面；6-密封槽 （1）钎尾的作用及分类 钎尾一般指接杆用钎尾，其作用是将凿岩机活塞的冲击能量传递给钎杆和钎头，分为整体钎尾和分体钎尾两类，如图1-2和图1-3所示。分体钎尾按供水方式分为中心供水和旁侧供水两种钎尾，如图1-12、图1-13。 图1-13 旁侧供水钎尾 1-活塞冲击端面；2-钎耳；3-螺纹； 4-供水；5-钎杆接触面 1.2 凿岩钎具 1.2.3 钎尾 （2）钎尾的结构型式及其使用范围 针尾有钎肩式、钎耳式和花键式三种类型。钎肩式钎尾用于轻型凿岩机，而其他两种用于重型凿岩机。 钎肩式钎尾的断面形状为六角形，内切圆直径为22mm或25mm，钎尾尾部长度有108mm和159mm两种。按钎耳结构分为双翼、三翼、四翼、五翼、六翼、八翼、十翼钎耳钎尾，前两种用于气动凿岩机，后几种用于液压凿岩机和重型凿岩机。 按断面形状分为六角形钎尾和圆形钎尾。前者用于轻型凿岩机，后者用于重型凿岩机和液压凿岩机。 按螺纹结构分为波形、复合、梯形、S螺纹等钎尾。波形螺纹广泛应用于中、小截面钎具；梯形螺纹结构螺纹应用于中、大截面钎具。近年来出现的S螺纹实际上是一种双头梯形螺纹，它比梯形螺纹具有更小的扭紧与卸开力矩。 1.2 凿岩钎具 1.2.4 连接套 连接套是接杆钎具不可缺少的配套件，其作用是把钎尾、钎杆与钎头连接成一整体。利用连接套内螺纹将两根或多根钎杆，或钎尾与后续钎杆连接在同一轴线上，传递凿岩机的冲击能量，达到钻凿炮孔的目的。按螺纹结构可分为波形螺纹、复合螺纹、梯形螺纹等连接套。 常用连接套有筒式或直接贯通式、半桥式、桥式。无论哪种型式，必须注意连接螺纹并不承受冲击力，而是通过钎杆相顶端面或连接套端面传递，因此接触端面必须平整，以利于传递应力波。 筒式连接套的螺纹是连贯通的，它适用于普通波形螺纹连接。半桥式与桥式连接套均可防止钎杆在连接套中串动，主要用于反锯齿螺纹和双倍长螺纹的连接。 按几何结构，连接套可分为直通式连接套（图1-15）、变径式连接套（图1-16）和中止式连接套（图1-17）三种。   图1-15 直通式连接套 图1-16 变径式连接套 图1-17 中止式连接套    L-连接套长度；G-连接套内径；D-连接套外径 1.2 凿岩钎具 1.2.5 钎具的能量传输原理 凿岩机的活塞以一定速度冲击钎尾，极短作用时间（几十微秒）内，在相互撞击部位，作用力由零骤升至几十千牛顿。钎尾端部受到冲击后，以压应力波（称入射波）的形式向钎头方向传播。 当压应力波到达钎头与炮孔底部的接触表面时，如果钎头与孔底岩石接触良好，则大部分能量将以压应力波形式进入岩石，使凿入区的应力状态迅速升高，钎头凿入岩石使其破碎，仅有小部分作为拉应力波反射回去。 如果压力波到达钎头时，钎头与孔底岩石没有接触，压应力波将全部从钎头端面反射，并以拉应力波形式迅速向钎尾方向返回。当它抵达钎尾端时，又反射成第二次入射的压应力波。 如果界面不变，这种压缩-拉伸将交替持续进行，直至能量完全消耗在钎杆的波阻上。 钎杆承受这种反复载荷作用，产生疲劳断裂。 因此，不论从提高凿岩效率和延长钎杆寿命来说，必须给钎具（凿岩机）适当的轴推力，以保持钎头与孔底岩石的良好接触，且每冲击一次就需要旋转一个角度，以形成圆形炮孔，避免重复凿击。   1.3 气动凿岩机 按照冲击回转式凿岩的凿岩原理，凿岩机必须具备一些借以完成冲击钎杆、旋转钎杆、推进钎杆、排渣动作的机构和装置，即冲击配气机构、转钎机构、推进机构、排粉机构、润滑系统和操纵机构等，如图1-18所示。各种气动凿岩机就是这些机构的不同组合，主要差异在于冲击配气机构和转钎机构。 冲击配气机构是风动凿岩机的主要机构。它是由配气机构、汽缸、活塞以及气路等组成。配气机构的作用是将有节气阀输入的压气依次输送到气缸的后腔和前腔中，推动活塞作往复运动，从而获得活塞对钎尾的连续冲击动作。配气机构的制造质量和结构性能的优劣，直接影响活塞的冲击功、冲击频率、转矩和耗气量等主要技术指标。按配气机构的动作原理和结构形式，可分为活阀（从动阀）配气机构、控制阀配气机构和无阀构配气机构三种。 图1-18 冲击回转式凿岩基本动作示意图 1-活塞；2-钎尾；3-接杆套；4-钎杆；5-钎头 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.1 YT23（7655）型凿岩机的构造 YT23（7655）型气腿式凿岩机，该机配有FT160型气腿9和FY200A型自动注油器10。 图1-19 YT23型气腿式凿岩机结构 1-手把；2-柄体；3-操纵手柄；4-气缸；5-消音罩；6-机头； 7-钎卡；8-钎杆；9-气腿；10-自动注油器；11-水管；12-连接螺栓 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.1 YT23（7655）型凿岩机的构造 l-簧盖；2，44-弹簧；3，27-卡环；4-注水阀体；5，8，9，26，32，35，36，66-密封圈；6-注水阀；7，29-垫圈；10-棘轮；11-阀柜； 12-配气阀；13，43-定位销；14-阀套；15-喉箍；16-消声罩；17-活塞；18-螺旋母；19-导向套；20-水针；21-机头；22-转动套；23-钎尾套；24-钎-卡；25-操纵阀；28柄体；30-气管弯头；31-进水阀；33-进水阀套；34-水管接头；37-胶环；38-换向阀；39-胀圈；40-塔形弹簧；41-螺旋棒头；42-塞堵；45-调压阀；46-弹性定位环；47-钎卡螺栓；48-钎卡弹簧；49，53，69-螺母；50-锥形胶管接头；51-卡子；52-螺栓；54-蝶形螺母；55-管接头；56-长螺杆螺母；57-长螺杆；58-螺旋棒；59-汽缸；60-水针；61，67-密封套； 62-操纵把；63-销钉；64-扳机；65-手柄；68-弹性垫圈；70-紧固销；71-挡环  图1-20 YT23型气腿式凿岩机内部构造 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.2 YT23（7655）型凿岩机冲击配气机构工作原理 （1）活塞冲击行程 它是指活塞由缸体的后端向前运动到打击钎尾的整个过程。 冲程开始时，活塞在左端，阀在极左位置。当操纵阀转到机器的运转位置时，从操纵阀气孔1来的压气经缸盖气室2、棘轮孔道3、阀柜孔道4、环形气室5和配气阀前端阀套孔6进入缸体左腔，而活塞右腔则经排气口与大气相通。 此时，活塞在压气压力作用下迅速向右运动，直至冲击钎尾。当活塞的右端面A越过排气口后，缸体右腔中余气受到活塞的压缩，其压力逐渐升高。经过回程孔道，右腔与配气阀的左端气室7相通，于是气室7内的压力也随着活塞继续向右运动而逐渐增高，有推动阀向右移动的趋势。当活塞的左端面B越过排气口后（图1-21（a）所示），缸体左腔即与大气相通，气压骤然下降。在此瞬时，配气阀在两侧压力差的作用下，阀迅速右移，并与前盖靠合，切断了通往左腔的气路。与此同时，活塞借惯性向右运动，并冲击钎尾，冲击结束，开始回程。  图1-21 环状阀配气机构配气原理 l-操纵阀孔；2-缸盖气室；3-棘轮孔道； 4-阀柜孔道；5-环形气室； 6-配气阀前端阀套孔；7-配气阀左端气室 A-活塞右端面；B-活塞右端面 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.3 YT23型凿岩机转钎机构工作原理 螺旋棒3插入活塞大端内的螺旋母中，其头部装有四个棘爪2。这些棘爪在塔形弹簧（图中未画出）的作用下，抵住棘轮1的内齿。棘轮用定位销固定在气缸和柄体之间，使之不能转动。转动套5的左端有花键孔，与活塞上的花键相配合，其右端固定有钎尾套6。钎尾套6内有六边形孔，便于六边形钎尾插入其中。 由于棘轮机构具有单方向间歇回转特征，故当活塞冲程时，利用活塞大头上螺旋母的作用，带动螺旋棒3转动一定角度。棘爪在此情况下，处于顺齿位置，它可压缩弹簧而随螺旋棒转动。 当活塞回程时由于棘爪处于逆齿位置，它在塔形弹簧的作用下，抵住棘轮内齿，阻止螺旋棒转动。这时由于螺旋母的作用，迫使活塞在回程时沿螺旋棒上的螺旋槽方向转动，从而带动转动套5及钎尾套6，使钎子7转动一个角度。这样活塞每冲击一次，钎子就转动一次。钎子每次转动的角度与螺旋棒螺纹导程及活塞运动的行程有关。 图1-22 YT23型凿岩机的转钎机构 1-棘轮；2-棘爪；3-螺旋棒；4-活塞； 5-转动套；6-钎尾套；7-钎具 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.4 YT23（7655）型凿岩机炮孔的吹洗及强吹装置 （1）冲洗机构 YT23型凿岩机气水联动冲洗机构由进水阀（图1-23 (a)）和气水联动注水阀（图1-23 (b)）两部分组成。 气水联动冲洗机构的工作原理： 凿岩机工作时，压气经操纵阀柄体气路进入气孔A（图1-23（b）），使注水阀芯5克服弹簧2的压力，向左移动，注水阀芯的顶尖离开胶垫8。这时压力水从水管接头13，经进水阀芯14（图1-23（a））和柄体水孔进入注水阀体6的B孔（图1-23（b）），然后通过胶垫8、水针10进入钎杆中心孔，到炮孔底部排除岩粉。 当凿岩机停止工作时，气孔A无压气进入，注水阀芯5在弹簧2的作用下，恢复原来位置，阀芯锥部堵住了注水孔路，停止供水。当进水阀随同胶皮水管从凿岩机上卸下时，在水压力作用下，进水阀芯14左移，封闭水路，使管中的压力水不会漏出。 图1-23 气水联动冲洗机构 1­-簧盖；2-弹簧；3-卡环；4、7、12-密封圈；5-注水阀；6-注水阀体；8-胶垫；9-水针垫；10-水针；11-进水阀套；12-密封圈；13-水管接头；14-进水阀芯   1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.4 YT23（7655）型凿岩机炮孔的吹洗及强吹装置 （2）强吹气路 搬动操纵阀到强吹位置（图1-24），使凿岩机停止冲击，注水水路切断，强吹气路接通，从操纵阀孔1进入大量压气，经气路2、3、4、5、6进入钎杆中心孔7，到孔底强吹，把岩粉排除。 为了防止强吹时，活塞后退，导致从排气孔漏气，在气缸左腔钻有小孔8，小孔8与强吹气路相通，使压气进入气缸左腔，保证强吹时，活塞处于封闭排气孔的位置，防止漏气和影响强吹效果。 凿岩结束时，为使孔底干净，提高爆破效果，仍需强力吹扫，将孔底岩粉和泥水排除。 图1-24 YT23 凿岩机强吹气路 1-操纵阀孔；2-柄体气孔；3-刚体气道； 4-导向套孔；5-机头气路；6-转动套气孔； 7-钎杆中心孔；8-强吹时平衡活塞气孔 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.5 YT23（7655）型凿岩机的支承及推进机构 图1-25 FT160型气腿及结构 1-连接轴；2-架体；3-螺母；4-压垫，5-塑料碗；6-垫套； 7-气管；8-伸缩管； 9-提把；10-外管；11-下管座；12-导向套；13-防尘套；14-顶叉；15-顶尖 YT23型凿岩机采用FT160型气腿为其支承与推进机构，其基本结构如图1-25所示。 FT160型气腿的最大轴推力为1600N，最大推进长度为1362mm。它有外管10、伸缩管8、气管7三层套管。外管10与架体2用螺纹连接，下部安有下管座11。伸缩管8的上部装有塑料碗5、垫套6和压垫4，下部安有顶叉14和顶尖15。气管7安设在架体上。气腿工作时，伸缩管8沿导向管12伸缩，并以防尘套13密封。 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.5 YT23（7655）型凿岩机的支承及推进机构 气腿借连接轴1与凿岩机铰接，伸缩管6下端的顶叉7支承在底板岩石上。 钻凿水平炮孔时，气腿轴心线与地平面成α角。当压气进入气缸上腔时，活塞4伸出，把凿岩机支承于适当的钻孔位置。顶叉7抵住底板岩石后，气缸上腔继续通入压气，则对凿岩机产生一个作用力R，此力可分解为： 水平分力：RH=Rcosα 垂直分力：RV=Rsinα RH用于平衡凿岩机工作时产生的后座力，并对凿岩机施加适当的轴向推力，使凿岩机获得最优钻速。因此，RH必须大于凿岩机的后座力RF。 RV用于支承和平衡凿岩机及钎杆的重量。 随着炮孔不断加深，活塞杆继续伸出，α角将逐渐缩小。为了经常保持凿岩机工作时需要的最优轴推力和适当的推进速度，可借调节进气量的方法来实现。如果活塞已全部伸出，或在调换钎杆时，可转动换向阀使压气进入气腿的下腔，从而使活塞杆快速缩回。在移动顶叉的位置之后，再重新支承好凿岩机以便继续凿岩。 图1-26 FT160型气腿支承与推进原理 1-连接轴；2-架体；3-气针；4-活塞； 5-气缸；6-伸缩管；7-顶叉 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.6 YT23（7655）型凿岩机的操纵机构 （1）操纵阀 操纵阀用来开闭凿岩机气路及控制凿岩机进气量。如图1-27所示，操纵阀呈柱状中空形。 A-A剖面中的a气孔共有两个，分别沟通配气装置和汽缸；B-B剖面的b气孔用于凿岩机停止冲击时进行弱吹风；B-B剖面的c气孔用于凿岩机停止作业时进行强力吹扫，其断面大于b孔。 图1-27 操纵阀的结构 图1-28 操纵阀、调压阀的档位 操纵阀的五个操纵档位： 0档--停止工作，停风停水； 1档--轻运转、注水和吹洗炮孔，操纵阀的a孔被部分接通； 2档--中运转、注水和冲洗炮孔，a孔接通部分较大； 3档--全负荷运转、注水和冲洗炮孔，a孔被全部接通； 4档--停止工作，停水和进行强力吹扫。a孔被全部堵死，而c孔接通强吹气路。 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.6 YT23（7655）型凿岩机的操纵机构 （2）调压阀和换向阀 调压阀和换向阀组合在一起，分别用两个手柄控制，均用于控制气腿的运动，二者相互配合，但又各自独立。调压阀可以无级调节气腿的轴推力，以适应凿岩机在不同作业条件下对轴推力的要求。换向阀除配合调压阀控制气腿运动外，还控制其快速缩回。 调压阀上有两个方向相反的半月槽， B-B剖面的m为进气槽，C-C剖面的n为泄气槽，调压阀的结构如图1-29所示。 图1-29 调压阀的结构 m-进气槽；n-泄气槽；R-直槽 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.6 YT23（7655）型凿岩机的操纵机构 （2）调压阀和换向阀 气腿的调压与换向工作原理及气路见图1-30。当需伸长气腿并调整压力时，转动调压阀手柄1。配合调压或使气腿快速缩回时，则扳动处于手柄2内的扳机3。现结合1-29所示调压阀的结构来说明换向与调压的动作原理。 图1-30 调压阀与换向阀工作原理及气路系统 1-调压阀手柄；2-手柄；3-扳机；4-换向阀；5-柄体；6-调压阀；a、b、c、d、e、f、h-通气孔道 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.6 YT23（7655）型凿岩机的操纵机构 气腿的调压与换向工作原理及气路见图1-30。当需伸长气腿并调整压力时，转动调压阀手柄1。配合调压或使气腿快速缩回时，则扳动处于手柄2内的扳机3。 1）气腿伸出 图1-30（a）所示为气腿伸出时的位置，扳动调压阀手柄1，调压阀上的半月形进气槽m（图1-28 B-B剖面）把调压阀气孔b和柄体上气孔c接通。此时从操纵阀和柄体孔a进来的压气按图中实线箭头所示方向，经孔b和孔c进入气腿上腔，伸缩管伸出，支承和推进凿岩机。此时气腿下腔的废气按虚线箭头所示方向，经柄体孔c、调压阀孔f，最后由柄体孔d排入大气。 图1-30 调压阀与换向阀工作原理及气路系统 1-调压阀手柄；2-手柄；3-扳机；4-换向阀；5-柄体；6-调压阀；a、b、c、d、e、f、h-通气孔道 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.6 YT23（7655）型凿岩机的操纵机构 2）气腿轴推力调节 气腿伸出后，扳动调压阀手柄置于不同位置，可以实现气腿轴推力从零到最大值之间的变化。 在逆时针方向转动调压阀手柄时，使孔b和孔c接通的半月牙形槽m的断面积越来越小（图1-29 B-B剖面），使通入气腿上腔的压气量也相应减小；与此同时，使孔b和孔d接通的放气槽n的断面积越来越大（图1-29 C-C剖面），由孔b经孔d排入大气的压气量相应增大，从而实现了气腿轴推力的调节。 图1-30 调压阀与换向阀工作原理及气路系统 1-调压阀手柄；2-手柄；3-扳机；4-换向阀；5-柄体；6-调压阀；a、b、c、d、e、f、h-通气孔道 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.6 YT23（7655）型凿岩机的操纵机构 3）气腿快速缩回 图1-30（b）所示为气腿快速回缩位置，由换向阀4予以控制。凿岩机工作时，进入调压阀的压气将换向阀推到最左位置（图1-30（a））。当扳动手柄2里面尼龙扳机3时，扳机3克服压气推力，将换向阀推至最右位置 （图1-30（b））。此时气路改变方向，由孔a进入的压气按实线箭头所示方向经换向阀孔h、调压阀孔f、柄体孔e进入气腿下腔，使气腿快速缩回。此时气腿上腔的废气按虚线箭头所示方向，经孔c、调压阀气路，最后从孔d排入大气。 图1-30 调压阀与换向阀工作原理及气路系统 1-调压阀手柄；2-手柄；3-扳机；4-换向阀；5-柄体；6-调压阀；a、b、c、d、e、f、h-通气孔道 1.3.1 YT23（7655）型凿岩机构造及工作原理 1.3.1.7 YT23（7655）型凿岩机及气腿的润滑 YT23型凿岩机配用FY200A型自动注油器，该注油器的容量为200mL，可供凿岩机工作两小时的油耗，其结构和工作原理如图1-31所示。 当凿岩机工作时，压气沿箭头方向进入注油器后，一部分压气顺孔a经孔b进入壳体8内，对润滑油施加一定压力。同时，由于孔c的方向与气流方向垂直，故在高速气流的作用下，在c孔口产生一定负压，使壳体内有一定压力的润滑油沿油管7和孔d流到c的孔口，被高速压气气流带走，形成雾状，送至凿岩机及气腿内部，润滑各运动零部件。可用调油阀3调节供油量的大小，YT23型凿岩机的润滑油耗油量一般调节为2.5mL/min左右。 图1-31 FY200A型自动注油器 1-管接头；2-油阀；3-调油阀；4-螺帽；5、9-密封圈；6-油堵；7-油管；8-壳体；10-挡圈；11-弹性挡圈 1.3.2 YT24型凿岩机 YT24型凿岩机是吸收Y130型和ZY24型凿岩机的优点后的改进机型，配用FT140型气腿和FY200A型注油器。 YT24型凿岩机的冲击配气机构如图1-32所示。配气阀由阀柜4、碗状阀5和阀盖6组成，属于控制阀（主动阀）式配气类型。其它结构与YT23型凿岩机相似。 图1-32 YT24型凿岩机的冲击配气机构 1-操纵阀；2-柄体气室；3-棘轮；4-阀柜；5-碗状阀；6-阀盖； 7-冲程气孔；8-活塞；9、10-气孔；11、22、23-缸体气道； 12-阀柜气孔；13-柄体；14、l5-排气小孔；16-缸体； 17-排气孔；18-导向套；19-机头；20-转动套；21-气孔； 24-返程气孔；25-阀盖气孔 YT24型凿岩机的冲击配气机构 1.3.2 YT24型凿岩机 （1）冲击行程 如图1-32（a）所示。压气经操纵阀1、柄体气室2、内棘轮3和阀柜4的周边气道，进入阀柜气室，因碗状阀5在左侧位置，压气经冲程气孔7进入气缸后腔，推动活塞8向前（右）运动，气缸前腔的空气从排气孔17排出。当活塞凸缘关闭排气孔17和气孔21，并打开气孔10时，压气经孔10、缸体气道11和阀柜气孔12进入碗状阀5的左面。同时，气缸前腔被活塞压缩的空气，也经孔9、缸体气道22和返程气孔24，也到达碗状阀5的左面。碗状阀5在它们的共同作用下向右移动，关闭冲程气孔7，使返程气孔24与压气接通。与此同时，活塞8后缘打开排气孔17，并猛力冲击钎尾，冲程结束。为减少阀5的移动阻力，阀盖和缸体上钻有小孔15，使阀右侧的气体从该孔排出。 YT24型凿岩机的冲击配气机构 1.3.2 YT24型凿岩机 （2）返回行程 如图1-32（b）所示。压气从阀柜气室，经返程气孔24、缸体气道22和孔9，进入气缸前腔，推动活塞8向后（左）运动，气缸后腔的空气从排气孔17排出。当活塞凸缘关闭排气孔17和孔10，并打开孔21时，压气经孔21、缸体气道23和阀盖气孔25，到达碗状阀5的右面。同时，气缸后腔被活塞压缩的空气，也经冲程气孔7，到达碗状阀5的右面。碗状阀5在它们的共同作用下，向左移动，关闭回程气孔24，使冲程气孔7与压气连通。与此同时，活塞8打开排气孔17，回程结束，冲程右开始。为了减小碗状阀5的移动阻力，阀柜和缸体上有排气小孔14，使碗状阀左侧的气体从该孔排出。 YT24型凿岩机的冲击配气机构 1.3.3 YT26型凿岩机 YTP26型凿岩机属于高频凿岩机，配用FT170型气腿和FY700型注油器。YTP26型凿岩机属无阀配气类型，其活塞结构特殊，如图1-33。 活塞4的凸缘后端（右侧）的柱体上，有一个凸柱面和一个凹柱面，依靠这两个柱面与配气体2配合向气缸配气，使活塞作往复运动。活塞凸缘前端（左侧）的柱体上，开有两个螺旋槽和两个直槽，用这四个槽与导向套6前面的外棘轮配合，完成转钎作业。水针穿过活塞中心孔直达钎子中心孔，供冲洗使用。 图1-33 YTP26型凿岩机的冲击配气机构 1-柄体；2-配气体；3-缸体；4-活塞； 5-排气孔；6-导向套；7-水针 （1）YTP26型凿岩机的冲击配气机构 1.3.3 YT26型凿岩机 （1）冲击行程 如图1-33（a），压气经操纵阀、柄体1的气室、配气体2的冲程气道及活塞4的右柱体凹面，进入气缸后腔，推动活塞向左（前）运动。气缸前腔的空气从排气孔5排出，当活塞凸缘向左运动关闭排气孔5时，活塞柱体凸面（右端双点划线的冲程气道，气缸后腔的压气膨胀作功，继续推动活塞向左运动。当活塞凸缘打开排气孔5的瞬间，活塞猛力冲击钎尾，完成冲程作业。 图1-33 YTP26型凿岩机的冲击配气机构 1-柄体；2-配气体；3-缸体；4-活塞； 5-排气孔；6-导向套；7-水针 （1）YTP26型凿岩机的冲击配气机构 1.3.3 YT26型凿岩机 （2）返回行程 如图1-33（b），压气经回程气道、缸体气道、进入气缸前腔（如图中箭头所示），推动活塞向右运动（返回），气缸后腔的空气从排气孔排出。当活塞凸缘关闭排气孔时（图1-33（b)双点划线位置），活塞柱体凸面（右端）也关闭了配气体的回程气道，气缸前腔的压气膨胀作功，继续推动活塞后退（向右运动）。当活塞凸缘打开排气孔时，活塞柱体凹面也接通了配气体的冲程气道，又开始了冲程。 图1-33 YTP26型凿岩机的冲击配气机构 1-柄体；2-配气体；3-缸体；4-活塞； 5-排气孔；6-导向套；7-水针 （1）YTP26型凿岩机的冲击配气机构 1.3.3 YT26型凿岩机 转钎的外棘轮装置如图1-34所示。 在机头6的后端装有四个塔形簧弹12和棘爪11，插入机头内的活塞2外面装有螺套4和外棘轮5。当活塞冲击行程时，其质量大于外棘轮，因其惯性沿直线前进，活塞上的螺旋槽迫使螺套4带动外棘轮5转动。此时棘爪11压缩塔形弹簧12，在棘齿上跳动。当活塞返回行程时，外棘轮被棘爪11顶住不能反向转动，螺套迫使活塞沿螺纹旋转后退，通过活塞上的直槽带动转动套8及钎套9，驱动钎子10转动。活塞往复一次，钎子就转动一个角度。 图1-34 转钎的外棘轮装置 1-缸体；2-活塞；3-导向套；4-螺套；5-外棘轮；6-机头；7-螺套；8-转动套；9-钎套；10-钎子；11-棘爪；12-塔形弹簧 （2）转钎的外棘轮装置 1.3.4 YSP45向上式风动凿岩机 YSP45型凿岩机主要用于天井掘进和采场打向上炮孔（60—90°的浅孔）。其结构如图1-35。 整机由机头1、缸体6、柄体11和气腿14组成，气腿用螺纹拧接在柄体上，柄体、缸体、机头用两根长螺栓21连接成为整体，在缸体的手把上装有放气阀19，在柄体上有操纵手柄22、气管接头20和水管接头23。凿岩机内有冲击配气机构、转钎机构、冲洗装置和操纵装置。 图1-35 YSP45型凿岩机的结构 1-机头；2-转动套；3-钎套；4-转动螺母；5-消音罩； 6-缸体；7-配气缸；8-阀盖；9-滑阀；10-棘轮； 11-柄体；12-气针；13-水针；14-气腿；15-活塞； 16-螺旋棒；17-螺旋母；18-阀柜；19-放气阀； 20-气管接头；21-长螺栓；22-操纵手柄；23-水管接头 （1）YSP45型凿岩机的结构 1.3.4 YSP45向上式风动凿岩机 YSP45型凿岩机冲击配气机构和转钎机构与YT23型凿岩机相似。配气阀由阀盖8、滑阀9和阀柜18组成，属于从动阀式配气类型。 其结构特点是水针13的外面套有气针12，压气沿水针表面喷入钎子中心孔，可阻止中心孔内的冲洗水倒流，另一路压气经专用气道（图中未画出），喷入钎套与钎子的接触面，阻止钎子外面的水流入机头。这两股压气直接从柄体进气道引入，不通过操纵阀，只要接上气管，就向外喷射。同时，开气即注水。活塞冲程时，直线前进，回程时，因螺旋棒16被棘轮10逆止，活塞被迫旋转后退，通过转动螺母4、转动套2和钎套3，驱动钎子旋转。钎套与转动套用螺纹连接，钎套外端呈伞形，盖住机头1，防止冲洗泥浆污染机器内部。 图1-35 YSP45型凿岩机的结构 1-机头；2-转动套；3-钎套；4-转动螺母；5-消音罩； 6-缸体；7-配气缸；8-阀盖；9-滑阀；10-棘轮； 11-柄体；12-气针；13-水针；14-气腿；15-活塞； 16-螺旋棒；17-螺旋母；18-阀柜；19-放气阀； 20-气管接头；21-长螺栓；22-操纵手柄；23-水管接头 （2）YSP45型凿岩机冲击配气机构和转钎机构 1.3.4 YSP45向上式风动凿岩机 YSP45型凿岩机的气腿结构只有外管和伸缩管，内管中没有中心管（图1-36）。 外管上端设有横臂和架体，外管直接用螺纹拧接在柄体上。旋转操纵阀至气腿工作位置，压气从操纵阀5经柄体气道（图中不可见）进入调压阀3，经调压后，从气道2和12进入气腿1的外管上腔，使外管上升，推动凿岩机工作。此时，外管下腔的空气从排气口13排出。工作时，若气腿推力过大，除用调压阀调节外，还可按动手把上的放气按钮9，推动阀芯7向左移动，使输入的部分压气经气道6从放气管10放出，以减少进入气腿的气量。放松按钮9，弹簧8使阀芯7复位，封闭放气口，旋转操纵阀至停止工作位置时，通到调压阀的柄体气道被切断，排气口11被接通。气腿上腔的空气经气道12和操纵阀5，从排气口11排出。气腿外管在凿岩机重力作用下缩回，空气从排气口13吸入气腿下腔。当气腿外管完全缩回时，活塞顶部螺帽外侧的胶圈挤入柄体孔内，被柄体夹紧，使搬移凿岩机时内管不会伸出。 图 1-36 YSP45型凿岩机气腿结构原理 1-气腿；2，6，12-气道；3-调压阀；4-柄体； 5-操纵阀； 7-阀芯；8-弹簧；9-放气按钮； 10-放气管；11、13-排气口 （3）YSP45型凿岩机的气腿结构 1.3.4 YSP45向上式风动凿岩机 YSP45型凿岩机的操纵阀和气腿调压阀的工作原理与YT23型凿岩机相似。 操纵阀手柄有7个操作位置，如图1-37所示。调压阀的控制是连续的，逆时针转动手轮，气腿推力加大；反之则推力减小。 位置0——停机，停水，吹风； 位置1——停机，停水，吹风，气腿慢慢伸起； 位置2——停机，停水，吹风，气腿伸起； 位置3——微运转，停水，吹风，气腿伸起； 位置4——轻运转，注水，吹风，气腿伸起； 位置5——中运转，注水，吹风，气腿伸起； 位置6——全运转，注水，吹风，气腿伸起。 YSP45型凿岩机配用FY500A型注油器，其结构与FY200A型注油器相似。值得注意的是凿岩机在工作中，油量要调节好，以耗油量1-5mL/min为宜。 图1-37 操纵阀和气腿调压阀的操纵位置 （3）YSP45型凿岩机的的操纵阀和气腿调压阀 1.3.5 YG80型内回转导轨式凿岩机 YG80型是典型的内回转导轨式凿岩机。 其冲击机构与YT24型凿岩机相似，属于控制阀式配气类型。冲洗装置与YSP45型凿岩机相似，以利于钻凿上向孔。 其结构如图1-38所示。冲击机构由气缸15、活塞11、导向套13、导向衬套12、阀套17、阀18及阀柜19等组成。 图1-38 YG80型导轨式凿岩机的构造 1-钎尾；2-防水罩；3-导向套（衬套）；4-机头盖；5-卡套；6-机头；7-钎尾套；8-密封圈；9-转动套；10-花键母； 11-活塞；12-导向衬套；13-导向套  ；14-螺旋母；15-气缸； 16-螺旋棒；17-阀套；18-阀；19-阀柜；20-棘轮套； 21-换向套；22-柄体；23-垫片；24-进气螺钉；25-气管接头； 26，28-垫圈；27-水针 （1） YG80型内回转导轨式凿岩机结构 1.3.5 YG80型内回转导轨式凿岩机 YG80型凿岩机的特点是具有双向的内回转机构，其动作原理见图1-39。 凿岩和接杆时，使气管B接通压气，气管A接通大气，滑套1被推向右移动（从机器后端向前看），滑套凹槽带动换向套2顺时针转动一个角度，棘爪a、c、e、g在弹簧力作用下落入换向套的槽中，并与螺旋棒3后部的外棘轮齿接触。螺旋棒受棘爪的止逆作用，只能逆时针转动。活塞作冲程运动时，活塞直线前进，螺旋棒逆时针转动。活塞回程时，外棘轮被棘爪逆止，螺旋棒不能顺时针转动，迫使活塞4带动转动套5、钎套6及钎尾7逆时针旋转（左旋）。因钎杆与连接套用左旋螺纹连接，钎杆被拧紧在连接套。 卸钎时气管A接压气，气管B接大气，滑套向左移动，带动换向套逆时针转动一个角度，棘爪a、c、e、g被抬起，棘爪b、d、f、h落入换向套的槽中，并与螺旋棒外棘轮齿接触。由于棘爪b、d、f、h和棘爪a、c、e、g的安装方向相反，因而迫使活塞及与其牵连一起的机件在冲程时作顺时针转动（右旋）。在回程时活塞作直线运动，螺旋棒顺时针转动。 当气管A和B都接大气时，滑套1在两侧弹簧力的均衡作用下，处于中间位置，8个棘爪全部被抬起，棘轮与棘爪分离，螺旋棒可自由转动，不起任何止逆作用。因此，凿岩机只冲击，而钎子不转动。 图1-39 YG80型凿岩机双向转钎机构动作原理 1-滑套：2-换向套；3-螺旋捧：4-活塞； 5-转动套；6-钎套（掐套）；7-钎尾 A-右进气管；B-左进气管； a、c、e、g-正常凿岩接杆用棘爪； b、d、f、h-卸钎用棘爪 （1） YG80型凿岩机内回转机构动作原理 1.3.6 YGZ90型外回转导轨式凿岩机 YGZ90型外回转导轨式凿岩机的特点： （l）由于采用独立的转钎机构，可增大回转力矩，这样对凿岩机可施加更大的轴推力（而内回转式凿岩机会因此堵转），从而提高了纯凿岩速度。 （2）转钎和冲击相互独立，适用于各种矿岩条件下作业（因转速可调），且使机器维护与拆装方便。 （3）取消了依从式转钎机构中最易损耗的棘轮、棘爪等零件，延长了凿岩机的使用寿命。 YGZ90型外回转导轨式凿岩机的外形如图1-40所示。 凿岩机由气动马达1、减速器2、机头4、缸体6和柄体9五个主要部分组成。机头、缸体、柄体用两根长螺杆5连接成一体，气动马达和减速器用螺栓固定在机头上，钎尾3由气动马达经减速器驱动。 图1-40 YGZ90外回转凿岩机 1-气动马达；2-减速器；3-钎尾；4-机头；5-长螺杆； 6-缸体； 7-气管接头；8-水管接头；9-柄体；10-排气罩 （1） YGZ90型外回转导轨式凿岩机的特点及外形 1.3.6 YGZ90型外回转导轨式凿岩机 YGZ90型凿岩机的结构如图1-41所示。 钎尾40插入机头36内，用卡（掐）套2掐住钎尾凸起的挡环（钎耳），由转动套34驱动卡套及钎尾旋转，导向套1和钎尾套35则控制钎尾往复运动的方向。机头36用机头盖38盖住，外有防水罩39，可防止向上凿岩时，泥浆污染机头。钎尾前端有左旋波状螺纹，钎杆用连接套拧接在钎尾上。 在机头上装有齿轮式气动马达和减速器。当气动马达旋转时，通过马达出轴的小齿轮(41左）带动大齿轮8转动，大齿轮8借月牙形键又将动力传递给轴齿轮6，又通过惰性齿轮5驱动转动套34，就使钎尾40回转。 图1-41 YGZ90型外回转凿岩机的结构 1-导向套（衬套）；2-卡套（掐套）；3-弹簧卡圈；4-芯轴；5-惰性齿轮；6-轴齿轮；7-单列向心球轴承；8-齿轮；9-螺栓；10-气动马达体；11-滚针轴承；12-隔圈；13-齿轮；14-销轴；15-盖板；16-气管接头；17-排气罩；18-配气体；19-柄体；20一密封圈；21一进水螺塞；22一水针胶垫；23一水针；24一挡圈；25一启动阀；26-弹簧；27-气缸；28-活塞；29-铜套；30-垫环；31-衬套；32-密封圈；33-联接体；34-转动套；35-钎尾套；36-机头；37-衬套；38-机头盖；39-防水罩；40-钎尾； 41-气动马达的双联齿轮；42-盖板；43-长螺杆；44-气管接头；45-水管接头；46-螺母 （2） YGZ90型外回转导轨式凿岩机的结构 冲击配气机构属无阀式配气类型，与YTP26型凿岩机相似。为了防止活塞可能停在关闭进、排气口的死点位置，使凿岩机无法启动，在柄体内的配气体上安装了一个启动阀，其工作原理如图1-42。 当启动凿岩机，且活塞处于死点位置时，压气由配气体后室进气孔道的环形空间经启动孔3进入气缸后腔，推动活塞向前（左）运动，离开死点位置。 与此同时，由于启动阀1前后端面积大小不等，启动阀在压力差的作用下，克服弹簧2的张力向左移动，关闭启动孔3。当凿岩机冲击工作停止时，启动阀1两端压力差随之消失，启动阀1在弹簧2的作用下右移，打开启动孔3，为下一次启动作好准备。 图1-42 启动阀作用原理 1-启动阀；2-弹簧；3-启动孔 （3） YGZ90型外回转导轨式凿岩机的冲击配气机构 1.3.6 YGZ90型外回转导轨式凿岩机 1.3.7 风动支柱与圆盘导轨架 风动支柱如图1-43所示。 立柱3用无缝钢管制成，是一个双作用气缸，将缸体的底座放在巷道底板上，向缸体通入压气，活塞杆伸出，活塞杆的顶尖顶紧巷道顶板，立柱就稳固地站立在顶板与底板之间。 横臂4用卡盖1和螺栓2与立柱连接，可沿立柱上下移动和绕立柱旋转，定位后拧紧螺栓2使之固定。为防止横臂在凿岩时向下松动，用螺栓11夹紧托圈12托住横臂。上托座5和下托座10装在横臂上，可沿横臂左右移动和绕横臂旋转，定位后拧紧螺栓8使之固定。在上托座5的侧面有卡子6，用销轴9铰接在托座上，凿岩机导轨架下端的底座就放在卡子6与上托座顶部的弧形槽之间，可以左右转动，定位后用螺栓7固定。利用上述装置，使凿岩机能够钻凿工作面的各类浅孔和中深孔。 通常在立柱下部装一个手摇小绞车，在立柱上部装一个滑轮，用钢绳上下移动横臂和左右移动凿岩机。 图1-43 风动支柱 1-卡盖；2、7、8、11-螺栓；3-立柱； 4-横臂；5-上托座；6-卡子； 9-销轴；10-下托座；l2-托圈 （1） 风动支柱 1.3.7 风动支柱与圆盘导轨架 圆盘导轨架是在采场中用导轨式凿岩机钻凿扇形中深孔的专用支架。 FJY/TJ-25型圆盘导轨架的结构如图1-44所示，整个设备由工作部分和操纵部分组成，二者间用风水管连接。由于两部分分开，可在离工作面较远的地方操纵，对工作和安全有利。 工作部分由柱架、风马达推进器、转盘及手摇绞车组成；操纵部分由注油器、气动操纵阀组、水阀及司机座组成。 图1-44 FJY/TJ-25型圆盘导轨架结构 a-操纵部分；b-圆盘导轨架侧视；c -圆盘导轨架正视 l-撬板；2-气动马达推进器；3-横梁；4-手摇绞车；5-夹钎器； 6-操纵手柄；7-司机座；8-水阀；9-总进气阀；10-注油器； 11-凿岩机；12-立柱；13-转盘；14-横杆；15滑轮； 16-左螺杆；17-拉杆；18-钢绳；19-右螺杆；20-连接板 （2） 圆盘导轨架 1.3.7 风动支柱与圆盘导轨架 1） 柱架 柱架的底盘为一对钢材焊成的撬板1，在左右撬板上用铰轴各装有一根立柱12，立柱可绕铰轴转动，用拉杆17支撑。由于拉杆两端螺母与左螺杆16和右螺杆19相互作用，可使立柱前后俯仰到所需角度（图1-44） 。 立柱的结构如图1-45所示。活塞5用螺母8和止动垫圈4固定在活塞杆9上，活塞与缸体1及活塞杆9之间，用密封圈7及O形圈6密封。缸体1前端有缸帽10，缸帽与活塞杆及缸体之间，用密封圈18及胶垫11密封。缸帽端部有油封12，用以刮拭活塞杆上的岩粉，防止污物进入缸体内。当压气经接头2进入缸体后腔时，活塞杆伸出，顶尖15顶紧巷道顶板，柱架就固定在工作面前。从弯头17通入压气，活塞杆缩回，柱架在外力拖动下，可沿地面移动。 为了使活塞杆的伸出长度可以调节，在活塞杆9内，装有内套管14，二者用销轴13连接并用开口销16固定。将销轴插入内套管的不同穿孔中，活塞杆的伸出长度即随之改变。 图1-45 立柱结构图 1-缸体；2-接头；3-螺母；4-止动垫圈；5-活塞； 6-O形圈；7-密封圈；8-挡圈；9-活塞杆；10-缸帽； 11-胶垫；12-油封；13-销轴；14-内套管；15-顶尖； 16-开口销；17-弯头；18-密封圈 （2） 圆盘导轨架 1.3.7 风动支柱与圆盘导轨架 2）风马达推进器 风马达推进器与其其他风马达推进器相似，不同之处只是在导轨架前端通过连接板20装有夹钎器5（图1-46）。夹钎器的作用是使接卸钎杆机械化，并在开眼时引导钎杆方向，使之便于定位。 夹钎器的结构如图1-46所示。两个缸体1对称焊在夹钎器体15上，缸体中装有活塞4，用圆柱销定位，使之不能旋转，活塞与缸体间装有衬套8，并用O形圈6和9密封，其前端有油封5防尘。夹爪2用螺栓8和垫圈7固定在活塞上，并用O形圈14密封。缸体后端用端盖12、挡圈11和O形圈10封闭。当压气进入缸体后腔时，一对夹爪伸出夹住接钎套，可用于凿岩机接卸钎杆。反之，压气进入缸体前腔，夹爪缩回。开眼时可让一对夹爪伸出托住钎杆，防止钎杆跳动或弯曲。开眼后缩回夹爪，以防磨损。 图1-46 夹钎器结构图 1-缸体；2-夹爪；3-螺拴；4-活塞；5-油封； 6 、9、10、14-O形圈；7-垫圈；8-衬套 ； 11-挡圈；12-端盖；13-圆柱销；15-夹钎器体 （2） 圆盘导轨架 1.3.7 风动支柱与圆盘导轨架 3）转盘 转盘的结构如图1-47所示。 横梁1上焊有两个卡座2，通过卡盖12和螺栓3，套装在左右立柱9上，可沿立柱上下移动，定位后用螺母11固定。横梁中部有一个轴孔，孔内镶有铜套13，转盘23的短轴装在铜套中，可左右旋转，定位后用端盖14和螺栓16固定。 推进器的导轨架24用螺栓22固定在转盘上，可随转盘旋转。转盘背面有角度指示牌20，横梁上有指示针21，可指示转盘的旋转角度。角度调好后，再用螺栓4将转盘夹紧在两块压板18上，以便凿岩。横梁上有吊钩19，挂在图1-44的钢绳18上，用手摇绞车4牵引，可升降横梁和转盘。 图1-47 转盘立体图 1-横梁；2-卡座；3、4、16、14-螺栓； 5、11-螺母；6-垫圈；7-销轴；8-开口销； 9-立柱；10-垫圈；12-卡盖；13-铜套； 14-端盖；15-垫圈；17-油杯；18-压板； 19-吊钩；20-角度指示牌；21-指示针； 23-转盘；24-导轨架 （2） 圆盘导轨架 1.3.7 风动支柱与圆盘导轨架 4）气动系统 气动系统如图1-48所示。 压气经总进气阀2、过滤网3、注油器4，进入操纵阀组，控制各部件的动作。 图1-48 气动系统图 1-压气来源；2-总进气阀；3-过滤网；4-注油器；5-凿岩机冲击器操纵阀；6-凿岩机冲击器；7-凿岩机换向器操纵阀；8-凿岩机换向器；9-立柱操纵阀；10-立柱气缸；11-夹钎器操纵阀；12-夹钎器气缸；13-推进风马达操纵阀；14-推进风马达；15-推进螺杆 （2） 圆盘导轨架 1.4 液压凿岩机 （1）能量利用率高，可达40%以上，动力消耗少，仅为气动凿岩机的1/3—1/4。 （2）机械性能好、凿岩速度高，由于油压比气压高20—40倍，使得液压凿岩机的冲击功大为提高，进而导致凿岩速度高出气动凿岩机1倍以上。 （3）液压作动力便于根据岩石情况调整冲击频率和旋转速度，使机器在最佳工况下工作。 （4）便于和柴油驱动的液压凿岩台车配套，实现能源单一化，提高设备机动性和台班工效。 （5）无排气，从而消除了排气噪声和油雾，工作面环境大为改善。 （6）活塞等运动部件均在油液中工作，润滑条件好，寿命长。 （7）气动设备在高海拔地区，不但自身效率会下降，而且空压机工作效率也大幅下降，综合能耗增加很多。液压凿岩机的效率不会受此影响。 液压凿岩机的优点 1.4 液压凿岩机 （1）后腔回油、前腔常压油型液压凿岩机工作原理 其配流阀（换向阀）采用与活塞作同轴运动的三通套阀结构。当套阀4处于右端位置时，缸体后腔与回油O相通，于是活塞2在缸体前腔压力油P的作用下向右作回程运动（图1-49（a））。 当活塞2超过信号孔位A时，使套阀4右端推阀面5与压力油相通，因该面积大于阀左端的面积，故阀4向左运动，进行回程换向，压力油通过机体内部孔道与活塞后腔相通，活塞处于向右作减速运动，后腔的油一部分进入蓄能器3，一部分从机体内部通道流入前腔，直至回程终点（图1-49（b））。 由于活塞台肩后端面大于活塞台肩前端面，因此活塞后端面作用力远大于前端面作用力，活塞向左作冲程运动（图1-49（c））。 当活塞越过冲程信号孔位B时，阀4右端推阀面5与回油相通，阀4进行冲程换向（图1-49（d）），为活塞回程作好准备，与此同时活塞冲击钎尾作功，如此循环工作。 图1-49 后腔回油套阀式液压凿岩机工作原理 1-缸体；2-活塞；3-蓄能器；4-套阀；5-右推阀面 A-回程换向信号孔位；B-冲程换向信号孔位；P-压力油；O-回油 1.4.1 常用液压凿岩机工作原理 1.4 液压凿岩机 （1）后腔回油、前腔常压油型液压凿岩机工作原理 后腔回油芯阀式液压凿岩机冲击工作原理与上述相同，只是阀不套在活塞上，而是独立在外面，故又称外阀式(图1-50)。 图1-50 塞科马（Secoma )公司后腔回油芯阀式凿岩机工作原理 1-缸体；2-活塞；3-蓄能器；4-阀芯 A-回程换向信号孔位；B-冲程换向信号孔位 1.4.1 常用液压凿岩机工作原理 1.4 液压凿岩机 （2）双面回油型液压凿岩机工作原理 此类液压凿岩机都为四通芯阀式结构，采用前后腔交替回油，冲击工作原理如图1-52所示。 在冲程开始阶段（图1-51（a）），阀芯B与活塞A均位于右端，高压油P经高压油路1到后腔通道3进入缸体后腔，推动活塞A向左（前）作加速运动。活塞A向前至预定位置，打开右推阀通道口（信号孔），高压油经后推阀通道5，作用在阀芯B的右端面，推动阀芯B换向（图1-51（b）），阀左端腔室中的油经前推阀通道4、信号孔通道7及回油通道6返回油箱，为回程运动作好准备。与此同时，活塞A打击钎尾C，接着进入回程阶段（图1-51（c））；高压油从进油路1到前腔通道2进入缸体前腔，推动活塞A向后（右）运动；活塞A向后运动打开前推阀通道4时（图中缸体上有3个通口称为信号孔，为调换活塞行程之用），高压油经前推阀通道4作用在阀芯B左端面上，推动阀芯B换向（图1-5（d）），阀右端腔室中的油经后推阀通道5和回油通道6返回油箱，阀芯B移到右端，为下一循环作好准备。 图1-51 阿特拉斯.科普柯公司双面回油型凿岩机工作原理 1-高压进油路；2-前腔通道；3-后腔通道；4-前推阀通道； 5-后推阀通道；6-回油通道；7-信号孔通道 A-活塞；B-阀芯；C-钎尾 1.4.1 常用液压凿岩机工作原理 1.4 液压凿岩机 阿特拉斯.科普柯公司COP1238型液压凿岩机由钎尾装置A（内含供水装置与防尘系统等部分）、转钎机构B、钎尾反弹吸收装置C与冲击机构D四个部分组成，如图1-52。 图1-52 COP1238型液压凿岩机结构图 1-钎尾：2-耐磨衬套；3-供水装置；4-止动环；5-传动套； 6-齿轮套；7-单向阀；8-转钎套筒衬套；9-缓冲活塞；10-缓冲蓄能器；11-密封套；12-活塞前导向套；13-缸体；14-活塞；15-阀芯； 16-活塞后导向套；17-密封套；18-行程调节柱塞；19-油路控制孔道 A-钎尾装置；B-转钎机构；C-钎尾反弹吸收装置；D-冲击机构 1.4.2 液压凿岩机基本结构 1.4 液压凿岩机 （1） 冲击机构 冲击机构是冲击作功的关键部件，它由活塞、缸体、活塞导向套、配流阀、蓄能器、活塞行程调节装置等主要部件组成（图 1-53）。 1）活塞 液压凿岩机活塞是产生与传递冲击能量的主要零件，活塞形状对传递能量的应力波波形有很大影响：活塞直径越接近钎尾的直径越好，且活塞直径变化越小越好。 液压活塞重量只比气动活塞大19%，输出功率却大一倍，而钎杆内的应力峰值则减少了20%（图1-53）。 不同的液压凿岩机活塞，只有双面回油的活塞断面直径变化最小，且细长，是最理想的活塞形状。图1-54是3种活塞的结构简图。 图1-53 液压活塞与气动活塞直径比较 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-54 活塞结构简图（单位：mm） 1.4 液压凿岩机 （1） 冲击机构 2）缸体 缸体（图1-52中13)是液压凿岩机的主要零件，体积和重量都较大，结构复杂，孔道和油槽多，要求加工精度高。有厂家为简化缸体工艺，加工2-3个较短缸套或将缸体分为两段，以保证加工精度。 3）活塞导向套 COP1238型液压凿岩机活塞前后两端都有导向套（也称支承套）支承（图1-52中12和16）。导向套的材料有单一材料和复合材料两种。前者制造简单，后者性能优良。 COP1238型液压凿岩机活塞导向套由耐磨复合材料制成。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 1.4 液压凿岩机 （1） 冲击机构 4）配流阀 液压凿岩机的配流阀概括起来主要有三通阀与四通阀两大类。前腔常压油型液压凿岩机是利用差动活塞的原理，故只需用三通滑阀，而双面回油型液压凿岩机则必须采用四通滑阀。 三通滑阀的典型结构是三槽二台肩（图1-55（a)）即阀体上有3个槽，阀芯上有两个台肩。 四通滑阀的典型结构是五槽三台肩（图1-55（b））。 三通滑阀阀芯比四通滑阀阀芯少一个台肩，因而可以作得比较短，从而减轻了阀芯重量，这可提高冲击机构的效率。 另外，三通滑阀只有3个关键尺寸和一条通向油缸的孔道，结构简单，工艺性好；而四通滑阀则有5个关键尺寸和两个通向油缸的孔道，结构复杂，工艺性差，加工难度大。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-55 冲击机构的配流阀结构示意图 1-三通滑阀；2-活塞；3-四通滑阀 1.4 液压凿岩机 （1） 冲击机构 5）蓄能器 冲击机构的活塞只在冲程时才对钎尾作功，而回程时不对外作功，为了充分利用回程能量，需配置高压蓄能器储存回程能量，并利用它提供冲程时所需的峰值流量，以减小泵的排量。此外，蓄能器还可以吸收由于活塞与阀高频换向引起的系统压力冲击和流量脉动，以提高机器工作的可靠性与各部件的寿命。 目前国内外各种液压凿岩机都配有一个或两个高压蓄能器，有的液压凿岩机为了减少回油的脉动，还设有回油蓄能器。因液压凿岩机冲击频率较高，故都采用速度快的隔膜式蓄能器（图1-56）。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-56 隔膜式蓄能器结构 1-蓄油腔；2-充气口；3-氮气腔；4-隔膜； 5-上盖；6-底座；7-密封圈 1.4 液压凿岩机 （1） 冲击机构 6）活塞行程调节装置 图1-57为COP1238型液压凿岩机的行程调节装置的工作原理图。 在行程调节杆1上沿轴向铣有3个长度不等的油槽，沿圆周等分排列。当调节杆处于图1-57（b）所示位置时，反馈孔A通过油道与配流阀阀芯4的左端面相通，一旦活塞回程左凸肩越过反馈孔A，活塞3的前腔高压油就通到阀芯的左端面（图1-57（d）），同时活塞右侧封油面也刚好封闭了阀芯右端面与高压油相通的油道，并使其与系统的回油相通，这样阀芯在左端面高压油的作用下，迅速由左位移到右位，于是活塞前腔与回油相通，而后腔与高压油相通，活塞由回程加速转为回程制动。 由于反馈孔A是3个反馈孔最左端的一个，所以这种情况下活塞运动的行程最短，输出冲击能最小而冲击频率最高。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-57 COP1238型液压凿岩机行程调节原理图 1-行程调节杆；2-缸体；3-活塞； 4-阀芯；5-蓄能器 1.4 液压凿岩机 （1） 冲击机构 6）活塞行程调节装置 当行程调杆处于图1-57（c）所示位置时，反馈孔A被封闭，活塞行程越过反馈孔A并不能将系统的高压注引到阀芯左端面，因而不会引起配流阀换向，只有当活塞越过反馈孔B时，阀芯左端面才与高压油相通，使阀芯换向，动作同前。此时活塞行程较前者为长，因此冲击能较高而冲击频率较低。 当调节杆处十图1-57（d)所示的位置时，反馈孔A和B都被封闭，只有当活塞回程越过反馈孔C时才能引起阀芯换向。在这种情况下，活塞行程最长，冲击能最大，冲击频率最低。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-57 COP1238型液压凿岩机行程调节原理图 1-行程调节杆；2-缸体；3-活塞； 4-阀芯；5-蓄能器 1.4 液压凿岩机 （2） 转钎机构 该机构主要用于转动钎具和接卸钎杆。 液压凿岩机的输出扭矩较大，一般都采用外回转机构，用液压马达驱动一套齿轮装置，带动钎具回转。液压凿岩机转钎机构中普遍采用摆线液压马达驱动，这种马达体积小、扭矩大、效率高。转钎齿轮一般采用直齿轮。 COP1238型液压凿岩机转钎齿轮机构如图1-58。 图1-58的液压马达是放在液压凿岩机的尾部，通过长轴3传动回转机构的，也有的液压凿岩机不用长轴，而是把液压马达的输出轴直接插入小齿轮内。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-58 COP1238型液压凿岩机转钎齿轮机构 1-冲击活塞；2-缓冲活塞；3-传动长轴； 4-小齿轮；5-大齿轮；6-钎尾； 7-三边形花键套；8-轴承；9-缓冲套筒 1.4 液压凿岩机 （3） 钎尾反弹能量吸收装置 为防止冲击凿岩反弹力对机构的破坏，COP1238型液压凿岩机设有反弹能量吸收装置，其工作原理如图1-59所示，其位置与结构见图1-60的6。 反弹力经钎尾1的花键端面传给回转卡盘轴套2，轴套2再传给缓冲活塞3，缓冲活塞的锥面与缸体间充满液压油，并与高压蓄能器5相通。这样，高压油可起到吸能和缓冲作用，避免了反弹力直接撞击金属件，从而延长了凿岩机和钎杆的寿命。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-59 COP1238型液压凿岩机钎尾反弹能量吸收装置原理图 1-钎尾；2-回转卡盘轴套；3-缓冲活塞； 4-液压油；5-高压蓄能器 图1-60 COP1238型液压凿岩机供水、转钎、反弹能量吸收装置结构图 1-钎尾；2-耐磨支承套；3-不锈钢供水套；4-密封；5-转钎机构机头； 6-反弹能量吸收装置；7-冲击机构缸体；8-注水套进水口；9-钎尾套 1.4 液压凿岩机 （4） 供水装置 1）中心供水 与一般气动凿岩机中心供水方式相同，压力水从凿岩机后部的注水孔通过水针从活塞中间孔穿过，进入前部钎尾来冲洗钻孔。这种供水方式的优点是结构紧凑，机头部分体积小，但密封比较困难，容易漏水，冲走润滑油，造成机内零件严重磨损。而且由于水针和钎尾中心孔的偏心，使水针密封圈的寿命降低。导轨式液压凿岩机很少采用中心供水方式。 2）旁侧供水 液压凿岩机广泛采用旁侧供水装置（如图1-60）。冲洗水通过凿岩机前部的注水套进入钎尾的进水孔去冲洗钻孔。 旁侧供水由于水路短，易实现其密封，而且冲洗水压可达1MPa以上。且即使发生漏水也不会影响凿岩机内部的正常润滑。缺点是增加了钎尾装置的长度。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-60 COP1238型液压凿岩机供水、转钎、反弹能量吸收装置结构图 1-钎尾；2-耐磨支承套；3-不锈钢供水套；4-密封；5-转钎机构机头； 6-反弹能量吸收装置；7-冲击机构缸体；8-注水套进水口；9-钎尾套 1.4 液压凿岩机 （5） 润滑与防尘系统 冲击机构运动零件都是浸在液压油中，无需再加入润滑油。转钎机构的齿轮与轴承一般采用油脂润滑，COP3038型、HYD200型、HYD300型液压凿岩机则是采用液压系统的回油进行润滑。 钎尾装置的花键与支承套一般采用油气雾进行润滑，由钻车上小气泵产生0.2MPa的压气，经注油器后，将具有一定压力的油雾供给钎尾装置润滑，然后从钎尾装置向外喷出，以防止岩粉和污物进入机器内部。 COP系列液压凿岩机的润滑与防尘系统示意见图1-61，其结构见图1-61中的箭头与通道。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-61 COP1238型液压凿岩机润滑与防尘系统 1.4 液压凿岩机 （6） 反向冲击装置 在有的重型液压凿岩机上，在供水装置前面加一反冲装置，用于拔钎，当钎杆卡在岩孔内时，反向冲击，拔出钎杆。其结构如图1-62。 油腔1经可调节流阀始终与高压油相通，回油接头2经管路与二位二通阀3相连。当钎杆卡在炮孔内时，系统通过阀3的液控油路4，使二位二通阀3换向，关闭回油路，油腔1内形成高压油，推动反冲活塞6向右运动，反冲活塞6则作用于针尾7的台肩，使钎杆从钻孔中退出。正常凿岩作业时，油腔1内的油压力较低，允许钎尾自由移动。 1.4.2 液压凿岩机基本结构 图1-62 COP1838 MEX型液压凿岩机的反冲装置 1-油腔；2-回油接头；3-液控二位二通阀； 4-阀3的液控油路；5-供水套；6-反冲活塞；7-钎尾 1.4 液压凿岩机 （2）冲击频率 液压凿岩机的冲击频率一般都高于气动凿岩机，大多数机型的冲击频率都大于或等于50Hz，为了提高凿岩钻孔速度，国外大的制造厂商都不断地提高液压凿岩机的冲击功率，由于冲击能受到零件材料强度与价格的限制，所以只能提高冲击频率。 1.4.3 液压凿岩机的性能参数 （3）转钎扭矩 导轨式液压凿岩机转钎机构都是外回转式，其扭矩一般都大于同级气动凿岩机。导轨式液压凿岩机最大扭矩的数值一般都大于其冲击能的数值，有的扭矩值与冲击能值之比达到2倍以上。 （4）转钎速度 液压凿岩机的转钎速度为0—300r/min，一般来说，转速随冲击频率的增大而增大。 1.4 液压凿岩机 1.4.4 液压凿岩机的工作参数 液压凿岩机主要工作参数包括冲击油压、冲击流量、回转油压、回转流量。随着液压与密封技术的进步，液压凿岩机的冲击油压与回转油压都有增高的趋势。供油压力高，反映了液压凿岩机的制造质量比较高。供油压力高，供油流量就会相应减少，这就可以减轻液压凿岩机及其连接油管的重量。 阿特拉斯.科普柯公司液压凿岩机的冲击油压为20—25MPa，回转油压为15—17.5MPa。阿特拉斯.科普柯公司液压凿岩机的冲洗水压力为1—2MPa，润滑用压缩空气压力为0.2MPa，压缩空气流量为5—6L/s。 1.4 液压凿岩机 1.4.5 液压凿岩机的选型 导轨式液压凿岩机是液压凿岩钻车的主要配置之一，在液压凿岩机的选型时，一般来说，液压凿岩机的标准配置型号已经确定。如果用户需要改动，务必与液压凿岩钻车生产厂家协商，把巷道与钻孔工作面的尺寸、岩石条件、钻孔直径和深度、钻孔工艺、生产组织、生产率要求等提供给制造商，请厂家推荐凿岩钻车及配套的液压凿岩机型号。 阿特拉斯.科普柯公司、三特维克公司等均是著名的液压凿岩机制造厂商，能够提供各种类型、规格、型号的液压凿岩机供用户选择。 感谢关注

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