CLQ80A露天潜孔钻机钻臂总成设计
1 引言
钻孔机械设备主要包括气动凿岩机、液压凿岩机、凿岩钻车、潜孔钻机和牙轮钻机。潜孔钻机是由紧随钻头一起潜入孔底的冲击器将冲击能经钻头作用在矿岩上，加之回转机构的作用，对矿岩产生冲击破碎从而完成炮孔钻凿的一种钻孔设备。
CLQ80A露天钻机[1]由底盘、钻臂、推进器、凿岩机、液压和气压系统等组成，采用履带式行走；主要以压缩空气为动力，但钻臂定位采用气力驱动液压系统，工作平稳可靠；利用气压凿岩机凿孔，风马达一链条传动推进，主要用于露天石方炮孔的钻凿。能在倾斜不平的露天工作曲上钻凿水平、垂直和倾斜的炮孔，孔深可达30m。炮眼直径80-120mm。
整个露天钻机由滑架、回转机、车架、钻臂、行走减速机构以及液压气压装置等组成。其中钻臂是重要的部件，上接滑架，下连车架。钻臂主要由钻臂座，桁架体，桁架水平油缸，桁架倾斜油缸，滑架倾斜油缸，桁架旋转接头，花键轴等部件组成；其中钻臂座及倾斜油缸安装在车架上，滑架旋转接头装在花键轴上，一端联接滑架倾斜油缸，当滑架倾斜油缸动作时，带动滑架旋转接头转动，从而带动花键转动，引起滑架上下俯仰动作。桁架倾斜油缸是主要受力者，通过它的液压杆的伸缩可以使桁架体上下俯仰动作；桁架水平油缸控制桁架体左右动作。各个油缸两端均采用铰接方式联接。
工作时，桁架体在三维空间里运动，上下俯仰角度共有70o，左右摆动共有90o，设计时须进行其运动分析，以确定各个铰点的位置，构件长度，液压杆总长等数据。由于在工作过程中钻头所受力的作用线并不通过花键轴心线，所以将产生附加力矩，并且在最恶劣的工况下该力对桁架体及各个油缸及钻臂座产生很大的作用力，所以须进行受力分析，分析各个构件的最大受力位置，计算其最大受力或弯矩，然后进行设计和校核。
2 基本数据和参数
2.1设计依据及主要技术指标：
1．钻孔直径（mm）80-120
2．钻孔深度（m）下向20 水平不小于30 3．钻凿水平孔最高（mm） 3400
4．钻凿水平孔最低(横位)（mm） 185
5．钻凿水平向下孔与地面成角度(°) 0－90
6．与车体角度(°) 左90
7．有效推进行程(mm) 3000
8．推进器补偿长度(mm) 1000
9．滑道俯仰角度(°) 上下共90
10．滑道旋转角度(°) 左90 右45
11．钻臂俯仰角度(°) 上下共70
12．旋转角度(°) 左右各45
3 模型建立
3.1 已知条件：
钻臂俯仰角度α= -25°~ 45°
钻臂水平旋转角度β=-45°~ 45°
滑架受力变化范围θ= -45°~ 45°
滑架摆动角度范围ψ= -90°~ 45°
3.2模型建立（如图3-1）
4 钻臂运动分析及其各铰点位置确定
4.1 已知条件：
钻臂俯仰角度α= -25°~ 45°
钻臂水平旋转角度β=-45°~ 45°
滑架受力变化范围θ= -45°~ 45°
滑架摆动角度范围 ψ= -90° ~ 45°
图3-1 基本模型建立 4.2 初步设定
初步设定： OA 长a=500 mm ，OB 长b=500 mm ，OC 长c=1600 mm ，
CD 长d=400 mm ，DE 长e=272 mm
4.3 分析计算
设：
下支撑油缸及杆总长 1L (mm),支撑油缸及杆总长2L (mm), 上支撑油缸及杆总长4L (mm)
)90cos(2221α+???-+=c b b c L （4—1） )90cos(2222β+???-+=c a c a L （4—2）
)2arccos(1
2
2
12L b c L b ??-+=? （4—3）
)sin arcsin(
2
1L c α
γ?= （4—4）
)cos cos arctan(tan 2β
αβγ??+
=c a （4—5）
))90cos(arccos(cos 3βαγ+?= （4—6）
运算并制成表格如下（表4-1）：
表4-1，钻臂运动极限位置
由表中数据可观察到: max 1L =1985.2 mm , min 1L =1460.5 mm
max 2L =1985.2 mm , min 2L =1295.7 mm
由钻臂初设计可使： max 4L =772 mm , m i n 4L =428 mm 4.4运动分析：
在平面OBD 上：
e r a V V V += （4—7）
图4-1 钻臂俯仰运动分析
()
αω+?=
90sin 1cb v
L （4—8）
()
αω+?=
=90sin 11b v
L c V （4—9）
在平面OAC 上：
图4-2 钻臂水平运动分析
3
2sin γωca v
L =
（4—10）
3
22sin γa v
L V =
（4—11）
当α≠0°，β≠0°时：
()???
?
??-+?=334sin sin cos cos 90cos arccos γαγαβγ （4—12） 当α=0°，β=0°时： 4γ=90°
()
421222
1cos 2γV V V V
V ++=
（4—13）
当α=45°，β=45°时：4γ=54.7°
()()
=+???=+?=
4590sin 5005
.02.198590sin 11αb v L V 2.8 （m/min ）
322sin γa v L V =
2.2120sin 5005
.01900=?
??= （m/min ）
()
4
212221cos 2γV V V V
V ++=
()
4.47.54cos 2.28.222.28
.222
=???++=
（m/min ）
5 钻臂及其安装座设计及加工工艺
5.1力学分析
5.1.1力学模型建立(如图5-1)：
在平面ODE 上：
()()()ψαθαθsin cos cos 3-+=+-??d c F L F e F ac
（5—1） 在平面OBC 上：
?=F M （5—2）
))90cos(arccos(cos 3βαγ+?= （5—3）
2
3
3sin L c a L γ??=
（5—4）
()()αβγγα?αθsin cos cos cos sin sin sin 21??+??+-?+?c F c F d c F ac bc αβγγsin sin sin cos 21??+c F ac +
θcos 1Ge αγα?cos sin cos cos 1??+??+=c F c F M ac bc （5—5）
图5-1 受力分析
1sin cos sin γ?θac bc oz F F F F ++= （5—6） βγγ?β
ψθcos cos cos sin cos cos cos 21ac bc oy F F F F ++=
（5—7）
式中：
ac F ——侧支撑油缸及杆所受力（设为压力，单位N ）
； bc F ——下支撑油缸及杆所受力(N )； ox F ——钻臂安装座在x 轴向所受力(N )；
oy F ——钻臂安装座在y 轴向所受力(N )；
oz F ——钻臂安装座在z 轴向所受力(N )； o F ——钻臂安装座所受的合力(N )；
3L ——原点O 到Fac 的作用线的距离（mm ）
； F —— 钻头所受最大力(N )；
? —— 钻头作用线与花键中心线之间的距离（mm ）；
θ —— 钻头所受力F 与水平面之间的夹角(°)；
e —— 滑架作用于花键的力与钻臂轴线之间的距离（mm ）； 1e —— 滑架重心到花键轴线的距离（mm ）
； ψ—— 钻头所受力F 与OBD 平面的夹角(°)；
G —— 滑架自重(kg)；
α，β，1γ，2γ，3γ，?，θ,ψ详见图5-1示： 已知F=10000N,e=272mm ,c=1600mm ,?=360mm
α =-25°~ 45°
β =-45°~ 45° θ =-45°~ 45° ψ =-90°~ 45°
5.1.2 求 解
()()()
3
cos sin cos L e d c F F ac ψψαθ++-=
()
()
α?α?αγαβγγαβγγsin sin cos cos cos sin sin sin sin cos sin cos cos cos 12121--+=
c c F F ac bc
()()()
α?α?θαθsin sin cos cos cos sin 1--+-++
c M
Ge d c F
1sin cos sin γ?θac bc oz F F F F +-=
()βγγ?θβcoc F F F F ac bc oy 21cos cos sin cos cos +-=
βtan oy ox F F =
()
222oz oy ox o F F F
F ++=
由于α，β，θ是在一定的范围内变化，所以该方程组有无穷多解;而我们要找的是其中最大解，用来计算各构件所承受的最大力，然后据此分析计算液压系统，选择液压缸，以及计算最大弯矩，校核强度，等等。若用手工计算，不仅计算量庞大，计算复杂，而且容易出错，所以利用Turbo C 编程解决。
程序如下见附录1。 经计算：
Max =bc F -90818 N
此时：ac F =-20651.6 N ox F =-22429.9 N ,oy F =31720.7 N ,
oz F =-55560.2 N ,o F =-67795.5 N ，1L =1985.2 mm ,2L =1417.7 mm
θ=-15.0o, ψ=-82.0o, α=45.0o, β=-45.0o, ?=34.7o, 3γ=60.0o,
Max o F =91619.4 N
此时：ac F =20442.0 N =bc F -78908.0 N ox F =29198.6 N ,oy F =42033.0 N ,
oz F =75991.9 N ,o F =94381.6 N , 1L =1985.2 mm ,2L =1896.3 mm
θ =-6.0o, ψ=44o, α=45.0o, β=-44.0o, ?=34.7o, 3γ=119.4o
Max ac F = -70835.9 N
此时：=bc F -5657.5 N ,ox F =-10876.3 N ,oy F =-15381.4 N ,oz F =1687.5 N ,o F =18913.5 N ，1L =1676.3 mm ,2L =1985.2 mm
θ=0.0o, ψ=-82o, α=0.0o, β=45.0o, ?=72.6o, 3γ=135.0o
关于 Max cd F 的计算：
Max cd F =
()
R
F Ge ?+θcos 1 （5—8）
其中，由分析可知，当θ=45o，且花键轴线与桁架旋转铰接头的连线与滑架倾斜油缸垂直，此时滑架倾斜油缸受力最大：
Max cd F ()
R
F Ge ?+=
θcos 1
172
360
1000045cos 1805000?+??=
6.24629=N
5.2强度计算
5.2.1 桁架臂弯矩计算：
在平面OBD 上：(以D 点为原点建立坐标，X 轴正向向右，下同) DC 段：()()αθ--=sin Fx M x M OC 段：()()()αβ
αsin cos cos x d c F x d c F x M oy oz -+--+=
在平面OAC 内：，
DC 段：()()ψαθψαθsin cos cos cos ---=Fd Fe M
OC 段：()()()()c
L d x F Fd Fe x M ac 3
sin cos cos cos -+---=ψαθψαθ 在d x =处，平面OBD 内，
=左M ()αθ--sin Fd M （5—10） =右M αβ
αsin cos cos c F c F oy oz -
()右左，M M M max 1=
在d x =处，平面OBD 内，
=左M ()()ψαθψαθsin cos cos cos ---Fd Fe =右M ()()ψαθψαθsin cos cos cos ---Fd Fe
()右左，M M M max 1== ()()ψαθψαθsin cos cos cos ---Fd Fe
两平面夹角为 ：4γ 所以 总弯矩 ()
4212
221cos 2γM M M M
M -+=
（5—11）
由于4γ的计算涉及到空间立体几何的知识，计算比较麻烦；而且总弯矩的计算也很烦琐，故可采用Turbo C 编程求解，程序见附录2。
分别取当Max =bc F -93120.9 N ，Max o F =94381.6 N , Max ac F = -70835.9 N 时计算桁架体最大弯矩，得:
当 Max =bc F -93120.9 N 时：
=左M 586000 Nmm ,=右M 2169640 Nmm
所以：=1M 12096578.2 Nmm ，=2M 2169640 Nmm ，4γ=54.7°，M =10986469.0 Nmm
当 Max o F =94381.6 N 时：
=左M 6142213.8 Nmm ,=右M 19865757.5 Nmm ,
所以：=1M 19865757.5 Nmm ，=2M -5173303 Nmm ，4γ=90.0°，M =19872492.0 Nmm
当 Max ac F = -70835.9 N 时：
=左M 2700000 Nmm ,=右M 2700000 Nmm ,
所以：=1M 2700000 Nmm ，=2M 4339623.1 Nmm ，4γ=55.7°，M =3593983.8 Nmm
故最大弯矩取 M =19872492.0 Nmm
此时：Max o F =94381.6 N ，=左M 6142213.8 Nmm ,=右M 19865757.5 Nmm ,
=1M 19865757.5 Nmm ,=2M -5173303 Nmm ，4γ=90.0°，M =19872492.0 Nmm
弯矩图：
图5-2 弯矩图
5.2.2 强度校核：
桁架体直径取1d =120 mm ， 材料Q235B,抗拉强度=b σ375-460 Mpa ,取安全系数
=n 3，[]n
b
σσ=
，可取[]σ=
3
375
=125 Mpa ,[]τ=（0.5-0.7）[]σ=67.5 Mpa W
M
=
max σ （5—12） 式中：
max σ——为最大弯曲正应力]9[；
W ——为抗弯模量，对于实心圆截面构件，32
3
d W π=
；
代入数据，W
M =
σ 32
12019872492
3
?=
π
2.117= Mpa < []σ125= Mpa
故该桁架体强度足够，是安全的。 5.3 桁架托轴架工艺
桁架托轴架属于长套筒类零件[11]，加工时其装夹方式也短套筒类零件有较大差别，为减少装夹变形，在半精车时应使用夹紧力方向为轴向的装夹方式。然而长套筒加工方法变化不多，加工内孔时，与深孔加工相同，一般采用夹一头，另一头用中心架托外圆。粗加工孔采用钻，镗孔，半精加工时采用铰孔方式。表面粗糙度值为R3.2，光整加工选用珩磨或滚压。
6其他部件设计及校核
6.1花键轴设计及校核 6.1.1花键轴左端平键设计
初选轴径d =86mm
由键轴结构，选择单圆头薄型平键（C 型）
由轴径d =86mm 查表得键的公称尺寸：b =25 mm , h =9 mm , L =70—280 mm ,根据结构可取L =250 mm 6.1.2 花键轴左端平键校核
[]
p
kld
M
σσ≤=
2 （6—1）
式中：
M ——公称转矩，此处M 45cos 180360??+?=G F =4236300 Nmm ； L —— 公称长度；
k —— 键与轮毂键槽的接触高度，约为0.5h,单位mm l —— 键的工作长度，单位mm ，圆头平键l =L -b ，平头平键l =L d —— 轴的直径，单位mm
[]p
σ——键，轴，轮毂中最弱材料的许用挤压应力，单位
MPa ，由工况查表
可取
[]p
σ=120 MPa
代入数据：
kld
M
2=
σ ()86
1025095.04236300
2?-???=
=117.3Mpa ＜
[]p
σ=120 Mpa
所以该平键强度足够，是安全的；
该键的标记为：键C 25?9?250 GB/T1567——1979 6.2 花键轴设计 6.2.1 静连接
初设计可取d =92 mm
[]
p m
p Zhld M
σψσ≤=
2 （6—3）
式中：
M ——公称转矩（同上）；
ψ——各齿间载荷不均匀系数，一般取0.7-0.8，齿多时偏小值；
Z ——花键的齿数；
l ——齿的工作长度； h ——键齿的工作高度；
m d ——平均直径；
[]p
σ——花键连接许用挤压应力。
取：M =4236300 Nmm, ψ=0.7；
由d =92 mm ，查手册[1]B D d N ???为10 ?92?102?94；其中，D 齿顶圆直径(mm)，
B 为齿宽（mm ）；
即：Z =10, h =
2d D -=5 mm ,m d =2
d
D +=97 mm ； 另根据结构设计，取l =200 mm ；
静连接[19]，使用制造状况中等，齿面经热处理，查手册[1]取[]p
σ=100MPa ，
代入公式得：
m p Zhld M ψσ2=
97
2005107.04236300
2?????=
5.12= Mpa ≤[]
p σ100= MPa
6.2.2动连接
[19]
初设计可取d =92 mm
[]p Zhld M
p m
≤=
ψ2 （6—4）
式中：
[]p ——许用压强，动连接，使用制造状况中等，齿面经热处理，查手册[1]
取[]p =15 MPa 。
其他同上。代入数据，
m
Zhld M
p ψ2=
=12.5MPa ≤[]p =15 Mpa
经计算，花键轴的强度符合要求。 6.2.3 花键工艺
花键连接采用小径定心[13]，能用磨削的办法消除热处理变形，使定心直径的尺寸和形位误差大大减少，从而获得较高的精度。若用大径或键宽定心，热处理后，内花键不便加工，因而精度低。此外，采用小径定心，花键轴，孔经过热处理后磨削，其硬度和表面粗糙度大为提高，耐磨性好，寿命长，有利于提高产品的性能和质量。
花键轮齿受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强度、心部强度以及冲击韧性等，均要求较高，所以，采用低碳钢进行渗碳[7]处理。我国应用最多的是合金渗碳钢20Cr 、20CrMnTi,并经渗碳，淬火和低温回火。渗碳后表面含碳量大大提高，保证淬火后得到高硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度。由于合金元素提高淬透性、淬火、回火后可使心部获得较高的强度和足够的冲击韧性。
为了进一步提高其耐用性，渗碳、淬火、回火后，还可采用喷丸处理，增大表面压应力，有利于提高疲劳强度，并清除氧化皮。 其工艺路线为：
下料-锻造-正火-切削加工-渗碳、淬火及低温回火-喷丸-磨削加工
材料：20CrMnTi ，主要工艺：渗碳， 技术条件：层深：1.1-1.5mm,齿面硬度58-64HRC ，心部硬度32-45HRC 。
6.3液压油缸设计 6.3.1 基本参数
推进速度：v =0.5 m/min
结构尺寸：三个液压缸内径D=125mm,活塞杆直径d=63mm ； 6.3.2 校核计算
1．强度计算：
活塞杆在稳定的工况下，如果只受轴向推力或拉力，可以近似的用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行计算：
p d F
σπσ≤=
2
4 （6—5） 式中：F —— 活塞杆的作用力，取最大值F =91619.4N
d —— 活塞杆直径 取d =63mm
p σ—— 材料的许用应力，可取p σ=100MPa
代入数据，计算如下：
2
4d F
πσ=
2
63
4.916194??=π 4.29=MPa ≤ 100 MPa
故活塞杆强度足够。
2．稳定性计算
当活塞杆支承长度()d L b 15~10≥时，需验算活塞杆弯曲稳定性。
k
k
n F F ≤
（6—6） 22
6
1210b
k L
K I E F ?=
π （6—7）
式中 ：
k F ——活塞杆弯曲失稳临界压力，N ；
k n ——安全系数，可取4；
K ——液压缸安装及导向系数，可取1.5；
b L ——活塞杆及缸总长度 mm ；
44
049.064
d d I ==
π
51108.1?=E MPa
代入数据：
当 Max bc F =37370N 时，=2L 1335mm
22
6
1210b
k L
K I E F ?=
π
2
26
45213355.11063049.0108.1??????=
π
2.341535=N
k
k n F 7.8538342.341535==N
bc F =37370N ＜85383.7N
故此时活塞杆稳定性足够；
当 Max ac F =41891.7N 时，=1L 1676mm
2
2
6
1210b
k L
K I E F ?=
π
2
26
45216765.11063049.0108.1??????=
π
216694=N
541744
216694==k k n F N ac F =41891.7N ＜54174N
故此时活塞杆稳定性也足够。 6.4焊缝强度计算
6.4.1焊接金属结构的优点：
1．接接头强度高；
2．焊接金属结构设计的灵活性大；
3．任何大型的焊接金属结构，均可以在起重运输条件允许的尺寸和重量范
围内，将它分成若干个部件，分别制造或焊接成若干段，然后运至工地吊起组装并焊接成整体；
4．焊接金属结构可以充分利用市场上的各种轧制型钢，抗过载能力强，能
承受较大的冲击载荷；
5．焊接金属结构整体重量轻，节省钢材及造价；
6．焊接厚度可达几十毫米，这对于铆接或螺栓连接却是难以做到的； 7．最适应制作大型或重型且是单件生产的产品结构，另外，结构变更或改
型很快；
8．制作周期较短，制造工时少，成本较低； 9．成品率高，一般可以修复缺陷，废品少； 10．可以方便的实现和其他连接形式联合使用； 11．可以实现物尽其用； 12．焊接接头密封性好；
13．结构的变更和改型快，而且容易；
14．容易实现高效率的机械化和自动化焊接生产，起综合经济效益显著。 6.4.2 焊接形式选择
各油缸活塞杆均是铰接在桁架体上，因此在桁架体上应制造铰接点，综合考虑，采用角焊形式。 6.4.3 焊接强度校核
采用极限状态设计法
w f f f f al
F
βσ≤=
2 （6—8） w f f f al
F ≤=2τ
τ (6—9)
式中：
t F ——通过焊缝形心的剪力；
f σ——角焊缝计算截面上垂直也焊缝的正应力；
f τ——与焊缝平行的切应力；
w f f ——角焊缝的强度设计值；
a ——角焊缝的计算厚度；
l ——角焊缝的计算长度；
f β——正面角焊缝的增大系数，静载或间接动载f β=1.22，动载f β=1.0；
取值：钢板厚度26 mm,可取a =8 mm;由结构设计可使l =100mm 采用E4301焊条，构件钢材Q235，第一组，取w f f =160 MPa ；f β=1.0；
代入数据，计算：
当Max cd F =24629.6 N 时，
==
al F f 4τ100
846.24629??=7.7 Mpa ≤w f f =160 MPa 当Max 7.90818=bc F N,?=7.34?
?cos bc r F F = ?τsin bc F F =
al
F r
f 4=
σ 100
847.34cos 7.90818???
=
3.23=MPa ≤w f f f β=160 MPa
al
F f 4τ
τ=
100
847.34sin 7.90818???
=
2.16= MPa ≤w f f =160 MPa
所以，焊缝是安全的。
致谢
本次毕业设计得到了森林工程教研室老师的大力支持，特别的指导教师王坤明老师，以及邓旻涯老师，以及2001级森林工程同学的热情帮助，才取得初步性的进展；在此，对各位领导、老师、同学表示衷心的感谢。此外，我还要特别感谢陈洁余老师、柳建安老师，是她们将我带入机械领域，并且给我了最基本的设计知识。谢谢大家！
Atlas Copco 液压露天潜孔钻机
Atlas Copco 液压露天潜孔钻机 ROC? L825和ROC? L830 产能和灵活性的主宰者 推荐孔径范围110-203mm 卓越的钻孔能力和出众的成孔质量 阿特拉斯?科普柯不断在提高其一系列钻机的工作压力。常用的多功能钻机ROC L8，砸死性能和多用途方面日臻完善，与以往机型相比，产能更高，灵活性更强。 只用一台钻机，你就可以进行生产钻孔，通过并段和预裂钻孔加快剥离速度，并且通过反循环方式（RC）来控制贫化率。ROC L8钻机广泛适用于露天采矿和采石场的各种应用，如生产爆破孔、预裂孔和减震孔的钻孔，以及做吊机之用。其灵活性使得它也能适合用于边坡减压的排水口钻孔。 较轻的重量和紧凑的尺寸，使得ROC L8便于工地间、台阶间的转移。ROC L8的多功能性给您带来更大的效益。 ROC L8给您带来下列好处 ?精确的直孔可以控制块度 ?通过并段和预裂爆破，加快剥离速度 ?通过加大边坡角度，减少废石的开挖
?用反循环（RC）取样的方法控制贫化率（选购件） ?灵活性大大强于传统的露天矿和采石场用钻机 箱型结构油缸推进式铝合金梁，配以防止不锈钢导轨，磨损的课更换耐磨板，使用寿命长圆盘式换杆系统，钻深孔能力强，可以自由选取钻管 ROC L8推进梁摆动灵活，可以左右摆动30度，前倾40度 适用于4-6“潜孔锤的各种型号回转头” 满足防滚翻ROPS和防落实FOPS要求的全视角空调驾驶室，抗噪防震 全封闭结构机身，气弹簧防护门，方便维护保养
在能力和精度方面的明智投资 新款RCO L8钻机的工作风压达到了30bar，并且有两种钻管长度可供选择，长度推进梁用6m长的钻管，短推进梁采用5m长度短管，能够用于钻底脚孔。新款ROC L8钻机的钻孔速度明显快于其前身。由于采用了更高的工作风压和独特的油缸推进系统，钻孔能力大大提高。新型铝合金梁河换杆系统可以适用粗达140mm直径的钻管。 潜孔冲击器-令人震撼的高效率 ROC L8钻机可以配套使用，在速度、可靠性和使用寿命等各方面著称的，阿特拉斯?科普柯各种系列的潜孔冲击器。高的穿孔效率和低的每钻米燃油成本。我们的潜孔冲击器绝对使您产生震撼。 聚焦灵活性和机动性 ROC L8钻机有极佳的的行走性能，在工地间转移快速而安全。对于这样尺寸的钻机，ROC L8钻机因为重量分配均衡、重心低、底盘离地间隙高且其重型履带架有20度的摆动角，因此越野能力十分突出。 转为您的不断发展和经济运行而设计 与我们其他钻机一样，ROC L8的设计时，就充分考虑到维护保养的方便。所有油管和电缆的两端都有标记圈，并且与零件手册上的图示相同，检修方便。如果增加选装快速燃油加油系统，效率还可以高一些。
潜孔钻机选型
露天矿潜孔钻机选型设计说明书 设计课题： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 学生成绩：
露天矿潜孔钻机设备选型 已知条件 1.南露天煤矿2013年全年生产1780万吨原煤，煤的密度为1.48，硬度f≥5 2.年剥离废岩8400万m2，岩的综合硬度f=6-8 3.全年爆破煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm 4.正常作业天数300天，以三班循环作业 要求： 1.分别计算两种孔径的台班效率 m/台·班 2.计算所需钻机的数量（四舍五入） 3.通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 条件： 1.岩石的类型 2.全年穿爆量 3.穿爆参数 4.参考同类型矿山的设备经验 5.查找厂家提供的设备技术规格及工作参数 6.要求维护方便
一、钻具的选择： 1、钻头的选择 原则：合理的钻头能够获得较高的钻进速度和合适的钻孔成本。 ⑴坚硬岩石 ⑵软岩 ⑶节理比较发育的破碎带 ⑷有粘性的岩层 ⑸韧性强的岩石 2、钻杆直径及外经间的流通截面积选择 ⑴孔经↑→穿爆效率↑→钻机设备↓。 ⑵每种钻机都要保证环形截面积寛10-25mm ，可以增加排岩效率。 二、钻机工作参数的合理匹配 1、转速 ⑴要求与冲击功保持在临界值以上，保证在一次冲击碎岩后能旋转进入新的岩面。而不是发生钻磨岩层（只是磨损钻头） ⑵合理的钻速与冲击器的参数相匹配。 0.780.95 6500n min r D ??= ? ?? D-------钻孔直径mm 0.8 6500n 20.4min 150r ??=≈ ? ?? 煤 0.8 6500n 13.1min 262r ??=≈ ? ?? 岩 2、扭矩 ⑴、能够克服钻杆与孔底、孔壁之间的摩擦阻力、剪切力，防止卡钻头、钻杆。钻孔阻力与孔深成正比。 ⑵深孔、节理发育、大孔径尽量采用扭矩大一些的钻具。 5 .82 D k M m = 式中 m k ----转矩系数，0.8~1.2，一般取1。 5.81502=煤 M ≈2647Nm 5 .82622=岩 M ≈8076Nm
潜孔钻机的安全操作规程通用版
操作规程编号：YTO-FS-PD614 潜孔钻机的安全操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
精品规程范本 编号：YTO-FS-PD614 2 / 2 潜孔钻机的安全操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1、潜孔钻机司钻人员必须了解本机构造和机械性能，熟知本机的安全操作规程，方准进行操作。 2、放炮时应将设备撤退到安全地点，条件不具备时应加以防护。放炮后必须对设备进行全面检查。 3、遇到6级以上大风时，潜孔钻机不准上滑架，严禁乘坐回转机构上下滑架。 4、如较长时间停机，应将冲击器提出孔外，以免孔口塌方阻卡钻具。 5、孔口有人工作时，禁止向潜孔钻机冲击器送风。拆装钻头时，应关闭回转，提升机构。 6、传动部位的清扫、注油、修理等工作，必须在停机状态下进行。 7、风水管接头应紧固，无跑风，漏水现象。 该位置可输入公司/组织对应的名字地址 The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location
CLQ80A露天潜孔钻机钻臂总成设计
1 引言 钻孔机械设备主要包括气动凿岩机、液压凿岩机、凿岩钻车、潜孔钻机和牙轮钻机。潜孔钻机是由紧随钻头一起潜入孔底的冲击器将冲击能经钻头作用在矿岩上，加之回转机构的作用，对矿岩产生冲击破碎从而完成炮孔钻凿的一种钻孔设备。 CLQ80A露天钻机[1]由底盘、钻臂、推进器、凿岩机、液压和气压系统等组成，采用履带式行走；主要以压缩空气为动力，但钻臂定位采用气力驱动液压系统，工作平稳可靠；利用气压凿岩机凿孔，风马达一链条传动推进，主要用于露天石方炮孔的钻凿。能在倾斜不平的露天工作曲上钻凿水平、垂直和倾斜的炮孔，孔深可达30m。炮眼直径80-120mm。 整个露天钻机由滑架、回转机、车架、钻臂、行走减速机构以及液压气压装置等组成。其中钻臂是重要的部件，上接滑架，下连车架。钻臂主要由钻臂座，桁架体，桁架水平油缸，桁架倾斜油缸，滑架倾斜油缸，桁架旋转接头，花键轴等部件组成；其中钻臂座及倾斜油缸安装在车架上，滑架旋转接头装在花键轴上，一端联接滑架倾斜油缸，当滑架倾斜油缸动作时，带动滑架旋转接头转动，从而带动花键转动，引起滑架上下俯仰动作。桁架倾斜油缸是主要受力者，通过它的液压杆的伸缩可以使桁架体上下俯仰动作；桁架水平油缸控制桁架体左右动作。各个油缸两端均采用铰接方式联接。 工作时，桁架体在三维空间里运动，上下俯仰角度共有70o，左右摆动共有90o，设计时须进行其运动分析，以确定各个铰点的位置，构件长度，液压杆总长等数据。由于在工作过程中钻头所受力的作用线并不通过花键轴心线，所以将产生附加力矩，并且在最恶劣的工况下该力对桁架体及各个油缸及钻臂座产生很大的作用力，所以须进行受力分析，分析各个构件的最大受力位置，计算其最大受力或弯矩，然后进行设计和校核。
潜孔钻机的应用现状与发展趋势
潜孔钻机的应用现状与发展趋势潜孔钻机主要用于矿山开采，建筑基础开挖，水利、电站、建材、交通及 国防建设等多种工程中。与常见的凿岩机相比，具有钻孔深、钻孔直径大、钻孔效率高、适应范围广等特点，是当前通用的大型凿岩钻孔设备。预计2006 年我国凿岩机械将达到 1 万台的市场规模，其中大型钻机及钻车将达到1 000 台左右，我国的潜孔钻机发展前景广阔。 1国外潜孔钻机概况 1．1国外潜孔钻机现状 中高风压露天潜孔钻机应用普遍。如英格索兰的 C M 341、CM 351、CZ200 ，阿特拉斯·科普柯的R O C400 系列、R O C460 系列的部分产品，日本古河的PCR -200一D H 型钻机等。 半液压潜孔钻机也得到了广泛的应用。英格索兰的X Z200 钻机、阿特拉斯·科普柯的R O CL8 钻机是较为典型的半液压潜孔钻机，其特点是只有凿岩部分的冲击器采用高风压动力，其它全为液压，这样对空压机的参数要求显著降低，只要求它能提供足够压力和排量的压缩空气即可，回转、推进、行走和摆幅动作等全部由机械内燃机提供液压驱动力。R O C L8 为机载发动机提供动力同时驱动一台机载空压机，一台设备可解决两种问题，配备小型凿岩装置可钻凿光面、预裂、锚索孔等，也有足够的动力钻凿生产孔、大小型爆破孔。 水压潜孔钻车开始研发应用并取得了良好的效果J。瑞典卢基公司为了解决钻孔深度加大后，保证钻孔精度，其下属G —D rill 开发公司研制了W as —sara 水力潜孔冲击器，于1990 年在卢基公司马尔姆贝里耶矿试验，装于 A M V 钻车上，至1992 年4 月中旬已钻进了10 万m ，试验成功后，该公司与 A tlas—Copco 公司合作，研制了配W assara 水力潜孔冲击器的Sim baW 469 型遥控钻车，在基律纳铁矿试验取得了很好效果，并于1998 年在该矿推广，且从采矿凿岩扩展到平巷掘进钻凿~254m m 的水平掏槽孔。加拿大的两个矿山也在试验用Sim ba W 469 型水力潜孔冲击钻车凿岩，在地面钻孔也有应用。另外，W assara 水力潜孔冲击器所用高压水，80％可循环使用。A tlas Copco 公司从20 世纪50 年代生产较简单的RO C403A 、RO CA 04A BV B25—10 型潜孔钻车，到6O 一70 年代发展生产R OC 304 、306 ，R O C604 、606 潜孔钻车，直到最近几年才推出的R O C403A ，404A 、405A 气功潜孔钻车及R O C430H 系列、R OC936H C系列柴油一液压履带式潜孔钻车。在几十年的广泛实践和技术上的不断创新中，该公司的潜孔钻车已在高效、可靠、安全以及降低使用成本等方面取得了不少新成果。该公司最新生产的潜孔钻车有R OC400A 系列、R OC430H系列、R OC936H C 系列以R otam eel30C 型潜孔或回转钻进履带式钻车等。 现在国外生产的地下自行式大直径潜孔钻机的厂家和型号有：美国英格索兰公司CM M 一1 型和CM M 一2 型、TRW米申公司6200一U 型、加德涅一丹佛公司ITH 型、乔依公司A M C —ID E 型、瑞典阿特拉斯·科普柯公司
潜孔钻机的介绍
潜孔钻机 潜孔钻机 潜孔凿岩的实质，是在凿岩过程中使冲击器潜入孔内，以减小由于钎杆传递冲击功所造成的能量损失，从而减小孔深对凿岩效率的影响。潜孔凿岩的凿岩设备是潜孔钻机，我国地下矿山常用的有YQ-80、YQ-100及QZ-165等型号，在坚固性系数f=8?14的矿岩中钻凿孔径为80～165毫米的深孔，能获得较高的凿岩速度 图1为YQ-100型潜孔钻机的外貌，由回转机构、升降机构、推压机构、支承机构和冲击机构等部分组成。 图1 巷道用立柱式潜孔钻机 潜孔钻机是冲击回转式钻机，其内部结构与一般凿岩机不同，其配气和活塞往复机构是独立的，即冲击器，如图2。其前端直接联接钻头，后端联接钻杆。凿岩时冲击器潜人孔内，通过配气装置（阀），使冲击器内的活塞（锤体）往复运动打击钎尾，使得钻头对孔底岩石产生冲击。冲击器在孔内的高速回转，则是由单独的回转机构，即由孔外的电动机或风动旋转装置，通过接在冲击器后端的钻杆来实现的。凿岩时产生的岩粉，由风水混合气体冲洗排出孔外，混合气体是由排粉机构经钻杆中心注入冲击器的，再经冲击器缸体上的气槽进入孔底。 图2
潜孔钻冲击器 钻孔机械 分为凿岩机和钻机两类，钻机又有露天钻机和井下钻机之分。 ①凿岩机：用于在中硬以上的岩石中钻凿直径为20～100毫米、深度在20米以内的炮孔。按其动力不同可分为风动、内燃、液压和电力凿岩机，其中风动凿岩机应用最广。 ②露天钻机:按破碎矿岩的工作机构不同,分为钢绳冲击钻机、潜孔钻机、牙轮钻机和旋转钻机。钢绳冲击钻机因效率低，已逐渐被其他钻机代替。潜孔钻机用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转，利用风动冲击器的活塞冲击钻头破碎矿岩，通常用在中小型矿山中钻直径80～250毫米的炮孔。牙轮钻机用牙轮钻头的辗压作用来破碎矿岩,适于在硬矿岩上钻直径150～440毫米的孔,它具有效率高、劳动强度小的优点，在大中型露天金属矿中得到广泛应用。潜孔（或牙轮）钻机由冲击器（或钻头）、回转机构、提升机构、加压装置、行走机构、排渣系统、钻架和钻杆组成。旋转钻机只适于钻较软的矿岩和煤。 ③井下钻机：钻凿孔径小于 150毫米的井下炮孔时，除应用凿岩机外还可应用 80～150毫米的小直径潜孔钻。在煤或较软矿岩中钻直径70毫米以下的炮孔时，一般用电力钻或风钻，由电动机（或气动马达）带动钻杆钻孔，钻出的岩（煤）屑经钻杆上的螺旋槽排出。潜孔钻机在国外的发展近几年．国外著名的潜孔钻机制造公司又相继推出了一系列新产品。如Sanvik的TITONl00型潜孔 钻机，古河的PCR一200一DH型履带式潜孔钻机，Arias Copco的ROC L830型潜孔钻机口’6】。ROC L830型 潜孔钻机配备了提供气压3MPa的压缩机。装备了独特的筒形输送系统，可操作最大直径为140mm的 钻管。。 这些设备的共同特点是自动化程度越来越高，部分功能实现智能化i GPS技术在这些钻机上的应用， 实现了臂架自动定位，节约了现场标记和定位的时间，改善了作业效率，使操纵员能够集中精力监视钻孔的进程。同时，更加注重安全和环保
潜孔钻机卸杆机构方案的设计与研究
潜孔钻机卸杆机构方案的设计与研究
潜孔钻机卸杆机构方案的设计与研究 赵宏强1，2谢武装1蒋海华1何清华1，2 ( 1.中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083 2.湖南山河智能机械股份有限公司，湖南长沙星沙开发区 410100 )【摘要】本文全面分析了当前国内外各种钻杆接卸装置的发展趋势及其工作性能的优缺点，在此基础上提出了基于全液压接卸钻杆装置的改进方案。并根据潜孔钻机的钻孔过程的功能要求及其工作性能对凿岩品质的影响，研究确定了潜孔钻机的接卸钻杆装置的液压控制系统。实践表明，该卸杆机构在当前潜孔凿岩矿山中作业方便，卸杆效率高，安全性好，同时也有效地提高了钻杆的使用寿命。 【关键词】潜孔钻机卸杆装置卡杆油缸液压控制 1 概述 接卸钻杆作为潜孔钻机钻孔的主要工序之一，经历了靠人工或半机械化接卸钻杆发展到机械化、机械——液压综合方式以及全液压化接卸钻杆。潜孔钻机接卸钻杆装置的性能不但关系到工人的劳动强度和生产的安全性，而且直接影响钻杆的使用寿命和钻机的效率。 1.1 国内外发展现状 当前国内外接卸钻杆装置主要有如下五种类型：
1）人工垫叉—卸杆油缸式的钻杆接卸装置 瑞典Atlas Copco公司早期生产的Roc306潜孔钻机和国产DQ150J潜孔钻机接卸钻杆装置就是采用的人工垫叉—卸杆油缸式的钻杆接卸装置。该类型的钻杆接卸装置在国内露天潜孔钻机中应用广泛，它的不足之处就在于需要人工操作来参与卸杆，危险系数大，工作效率也较低。 2）液压垫叉—卸杆活塞式钻杆接卸装置 美国TWR米申公司600—U型潜孔钻机就是采用液压垫叉—卸杆活塞式钻杆接卸装置来接卸钻杆的。该钻杆接卸装置与人工垫叉式—卸杆油缸式的钻杆接卸装置相比就是采用了液压垫叉，免去了人工的劳动降低了危险性，卸杆效率有所提高。 3）液压垫叉—卡杆油缸——活塞卡套式接卸钻杆装置 这种接卸钻杆装置的回转头上配有气动卡杆装置。在液压垫叉—卸杆活塞式钻杆接卸装置的基础上做了进一步的改进同时采取的卸杆方式也有所不同。 4）连杆—油缸型接卸钻杆装置 宣化风动机械研究所研制的连杆—油缸型接卸钻杆装置，主要由上下卡杆器和一个卸杆油缸组成，每个卡杆器由一卡杆油缸、卡爪、连杆机构等组成。驱动卡杆油缸经过连杆机构可实现对钻杆的夹紧和松夹。每个卡杆器可单独或同时控制，实现对钻杆的夹紧和松夹。当两对卡杆器分别卡住相邻两根钻杆时，驱动卸杆油缸使上下卡杆器相对转动，即实现对钻杆间螺纹的拧松。
露天矿采矿潜孔钻机设备选型
露天矿采矿潜孔钻机设备选型 前言 已知条件: 1、已知:南露天煤矿2012年全年生产1850万吨原煤 2、煤密度为: 1.38g／cm3,硬度f≥6 3、剥离废岩：7100万m2，硬度f=6～10 4、全年爆破，煤的孔径：150mm，岩石的孔径：250mm 5、正常作业天数300天，以三班循环作业 要求： 1、分别计算两种孔径的台班效率m/台.班 2、计算所需钻孔的数量（四舍五入） 3、列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 参考项目： 1、岩石的类型 2、全年的爆破量 3、传爆参数 4、参考同类型的矿山的设备经验 5、厂家提供的设备技术规格及工作参数 6、要求维护方便 选型与计算 一、钻具结构的选择 (一)、钻头 原则: 合理的钻头能够获得较大的钻进速度和合理
1、坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头都承受较大额度载荷。要求钻头体和柱齿具有较高的强度。 2、在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣较大，这就要求钻头就有较高的排渣 能力，最好选用三翼型或四翼型。 3、在节理比较发育的破碎中钻进时，为减少偏斜，最好选择导向型较好的中间凹陷型或凸出型钻头。 4、在含粘土的岩石凿岩时，中间排渣孔出常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。 5、在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用契形齿钻头。 (二)、钻孔直径及流通截面的选取 1、增大孔径-----传爆效率高 2、环形截面积宽10～25mm，排渣效率高 3、钻杆的壁厚应保证一定的刚度和强度，厚壁一般在4—7mm。 (三)、冲击器的选取 1、根据工作压气的压力等级合理选择相应等级的冲击器。 2、根据钻孔直径选择相应型号的冲击器。 3、根据岩石坚固性选择相应冲击器，建议软岩使用高频低能型。 二、钻机的工作参数合理的匹配 1、转矩 1)要求：保证钻头每次冲击后进入新的工作面，不至于干磨钻头。 2)合理的与钻头工作参数有关。 2、扭矩 1)要求：能够使钻头克服孔低的摩擦与剪切阻力，孔壁的阻力防止卡钻。 2)扭矩与孔深、岩性、孔径、硬度和节理发育程度成正比。 3、轴压力 1)要求：保持钻头始终与新面强行接触，不产生磨损。
潜孔钻机选型
露天矿潜孔钻机设备选型 已知条件: （1）南露天煤矿2013年全年生产1780万吨原煤，煤的密度为1.48，硬度f ≥5。 （2）年剥离废岩8400㎡万，岩的综合硬度 f =6~8 （3）全年爆破煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm （4）正常作业天数300天，以三班循环作业。 要求: （1）分别计算两种孔径的台班效率 m/台2班 （2）计算所需钻机的数量（四舍五入） （3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 参考项目： （1）岩石的类型 （2）全年穿爆量 （3）穿爆参数 （4）参考同类型矿山的设备经验 （5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数 （6）要求维护方便 一．钻具结构的选择 1.钻头的选择 选择的依据： （1）硬岩的凿岩比功较大，钻头又是直接和岩石接触的部位，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽不宜过多，一般选双翼型钻头。同时，钻头合金齿最好选球齿，且球齿的外露高度不宜过大。 （2）在软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣大，要求钻头有较强排渣能力，最好三翼型或者四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或者楔齿。 （3）在节理比较发育的破碎带中钻进时最好选用导向性好的中间凹形或者中间突出型。 （4）在含黏土的岩层中钻进时，中间排渣孔易被堵死，所以最好选用侧排渣钻头。 （5）在韧性好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。 2.钻杆的选择 （1）增大孔径-传爆效率高 （2）环形截面积宽10-25mm,排渣效率高； 3.冲击器选型 冲击器的选择必须依据工作气压、钻孔尺寸和岩性特征等参数。 （1）依据工作气压等级合理选相应等级的冲击器。 （2）根据钻孔直径选相应型号冲击器。 （3）根据岩性选相应冲击器。建议软岩使用高频低能型冲击器，硬岩使用高
CM351中高风压露天潜孔钻机-阿果石油供需网
１、CM351中高风压露天潜孔钻机 CM351潜孔钻车以压缩空气作动力完成钻机全部动作用凿岩作业。主要适用于露天矿山开采，建筑基础开挖、水利、电站、交通等工程项目施工，钻凿岩石炮孔。露天潜孔凿岩钻车主要用于露天矿山开采，建筑基础开挖、水利、电站、建材、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔工作。还可钻凿锚固孔，地质压力测孔和排水孔等特殊用途的岩石孔。120钻车全部以压缩空气作动力，动力单一，使用风压为中高风压（1.0-2.4Mpa）。采用气动马达分别驱动钻车的行走，回转推进与提升。该系统钻 车关键部件采用国际、国内优质元件，有可靠的质量保证。
２、一体化履带式全液压露天潜孔钻机DXA-165 说明：DXA-165履带式全液压露天潜孔钻机是一种高效能全液压钻机，适应中软至中硬岩石硬度，适用于各种露天矿山、采石场等高梯段的边坡预裂及深爆破孔的穿爆工程。该钻机采用了先进的结构和功能高计，选用螺杆式空气压缩机，主要配套件选用国际著名品牌的优质产品，包括柴油机发动机，液压元器件，结合世界先进的传统制造工艺和完美的品质保证体系，使钻机具有高可靠性。 特点： １、钻凿孔径115mm至165mm，配用ＤＨＤ360、ＤＨＤ350系列潜孔冲击器，（可选配ＤＨＤ340Ａ冲击器和89毫米钻杆，钻孔直径120mm），适用于各种露天矿山，采石场的穿孔作业。 ２、钻机履带自行、标准工程履带底盘，坚固耐久，四支分别控制的液压支腿油缸使钻机保高的钻孔精度。 ３、机载柴油发动机驱动空压机和液压油泵，克服了传统产品拖带电缆和风管，导致转声移位费时费工的弊端，更重要的是消除空气压力的管路损失，导致燃料效率和穿孔速度的提高。 ４、全液压操作提高了设备运行可靠性和减轻劳动强度。 ５、低速大扭矩双液压马达驱动回转头，扭矩3280牛顿米，使得高风压潜孔钻进实现回转无级调速。 ６、机械接卸钻杆，储杆器可储4.2米钻杆5根，另外配有4.0米启动钻杆一根，最大钻孔深度可以达到30米，可以满足矿山的普遍需要。 ７、可配用干式除尘器。 ８、司机室内置操纵台操作简单，配置冷暖双气空调，满足您不同环境下的使用需求。技术参数： 钻孔直径（mm）：115-165（标准配置）、120（可选） 钻孔深度（m）：30m 钻孔角度：垂直位置0-30度 回转速度（rpm）：0-100 回转扭矩（NM）：3280 回转头功率（KW）：37 一次推进行程（m）：5.5 推进力（kgf）：4162 提升力（kgf）：6818 最大行走速度（km/h）：1.4 爬坡能力（度）：26 离地间隙（mm）：300 储杆器容量（根）：5 钻杆直径（mm）：启动钻杆114*4000，储杆器5根114*4200 钻机调平油缸数量：4 空压机：寿力21m3/min13.8kg.f/cm2 发动机：康明斯261ＫW 2100rpm(额定转速)
露天矿潜孔钻机选型设计(模板作业)讲解
露天矿潜孔钻机选型 设计说明书 设计课题: 露天矿潜孔钻机选型设计专业班级: 10级采矿工程(1)班学生姓名: 王文林2010171105 指导教师: 孟爱国 学生成绩: 工程技术学院 2019年5月3日
露天采矿钻机设备选型 已知条件： 1.南露天煤矿2013年全年生产1780万吨，煤的密度=1.48g/3cm ，硬度f ≥5。 2.年剥离废岩8400万3m ，岩的综合硬度f=6~8。容重31.2m kg =γ 3.全年爆破煤的孔径：150mm ，岩石孔径262mm 。 4.正常作业天数300天，以三班循环作业； 要求 1.分别计算两种孔径的台班效率，m/台班； 2.计算所需钻机的数量（四舍五入）； 3.通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）； 1.钻具的选择 潜孔钻机的钻具包括钻头、冲击器和钻杆。钻杆的两端有联接螺纹，一端与回转供风机构相联接，另一端联接冲击器。冲击器的前端安装钻头。钻孔时，回转供风机构带动钻具回转并向中空钻杆供给压气，冲击器冲击钻头进行凿岩，压气将岩碴排出孔外，推进机构将回转供风机构和钻具不断地向前推进。 1.1 钻头 原则：合理的钻头能够获得较高的钻进速度和合适的钻孔成本。 1.1.1 坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头体都承受较大的载荷，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽个数不宜过多，一般选双翼型钻头，排粉槽的尺寸也不宜过大，以免降低钻头体的强度。 1.1.2 在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣量较大，这就要求钻头就有较强的排渣能力，最好选用三翼型或四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或楔齿。 1.1.3 在节理比较发育的破碎带中钻进时，为减少偏斜，最好选用导向性较好的中间凹陷型或中间凸出型钻头。 1.1.4 在含粘土的岩石中凿岩时，中间排渣孔常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。
潜孔钻机底盘设计
课题：潜孔钻机履带式底盘设计学校：中南大学 成员： XXX 班级：机械XXXX班 指导老师： XXX 完成日期： 2016年6月23日
目录
第一章概述
一、矿山机械底盘的功用 在矿山机械中，自行式矿山机械占很大比重。自行式矿山机械主要由原动机、工作机构和底盘等部分(有的还包括转载机构)组成。原动机为该机械提供动力，工作机构进行生产作业，而底盘作为整机的支撑，并使该机械按所需的速度和牵引力，以及需要的方向行驶。 对于在行驶中进行作业的矿山机械，如矿山装载机、平巷掘进机、矿用载重汽车和推土机等，其底盘(称牵引型底盘)的性能对整机的性能起决定性的影响。对于在行驶中不进行作业的矿山机械，如凿岩台车、牙轮钻机、旋转钻机和挖掘机等，其底盘(称承载型底盘)的性能也直接影响整机的性能。 矿山机械底盘由传动系、行走系、转向系、制动系和回转支承装置等五部分组成： 1．传动系统是原动机动力与驱动轮负载之间的动力传递装置。其功用是将原动机输出的功率传递给驱动轮，并满足使用上对底盘性能的要求。 2．行走系统的功用是把整机支撑在地面上，传递和承受路面作用于车轮或履带的各种力和力矩，并吸收振动和缓和冲击以保证底盘的正常行驶。履带式底盘行走系统由车架、悬架、履带架、驱动轮、导向轮、
支重轮、托轮和履带等组成。 3.转向系统是保证整机在行驶时按需要的方向行驶。履带式底盘转向系统由转向离合器和制动器及其操纵机构组成。 4.制动系用来使自行式矿山机械迅速降低行驶速度甚至停车，并保证机械能在坡道上停车。在履带式底盘中通常没有专门的制动装置，而利用转向制动器进行制动。 5.回转支承装置的功用是使工作机构在任何方位作业，并使铲掘的物料提起及绕整机做圆弧运动，以达到运输物料的目的。 二、矿山机械底盘的类型 根据行走机构的类型不同，一般把它分为轮胎式、履带式、轨轮式和步行式4种。 根据传动机构的类型，一般又把其底盘分为机械传动式、液力机械传动式、液压传动式和电力传动式4种。 对轮胎式底盘按转向方式的类型，可把其底盘分为偏转车轮式和铰接式两种。对履带式底盘，按履带的数目可分为双履带式、三履带式和多履带式底盘等。 根据不同矿山作业条件和要求，合理地选用矿山
CS165E露天潜孔钻机安全说明书
V4.0 C S165E露天潜孔钻机 安 全 说 明 该设备的每位用户在使用设备前，必须阅读这些通用安全说明和用户手册。 湖南有色重型机器有限责任公司
1.前言 这些安全说明的目的是： &提倡安全、正确、经济地使用该设备； &帮助使用者注意、避免和防止危险情况的发生； &使修理成本的停机时间降到最少； &提高设备的可靠性和使用寿命。 这些安全说明必须与地方法规给出的说明及权威人士给出的规则相互补充。 制造商提供了一套完整的设备使用和维护手册。设备使用时，必须将用户手册带到手边。制造商或相关商也可提供附加的检查和维修说明。 设备的每个使用者都必须阅读这些通用安全说明和用户手册，并随时应用这些信息，例如： &使用设备、准备工作、故障查找、清洗，运关原材料和其它材料； &维护、检查和修理设备； &搬运设备。 遵循《使用说明书》和《保养维护手册》，正确地使用、检查和维修规则对于设备的安全使用非常重要。将该设备用于设计以外的其它用途或超出设备的特性都被认为是不正确的使用。由于非正确使用引起的损坏制造商或供应商不负任何责任。 未经制造商的许可，严格禁止对设备进行任何结构变更，在设备使用时，由于这种结构变更引起的损坏，制造商或供应商不负任何责任。
2.雇员/负责人的职责 2.1.工作环境 为了预防人身安全事故和意外发生，这些说明必须与地方法规和其它规则及权威人士发布的要求相互补充。 &！特别注意必须使设备、机械举升装置、辅助设备、工具、安全装置、能道和采矿场地处于良好状态。 2.2.维修 &要使设备保持在安全工作条件下，维修时更换的元件必须采用原配备件。 &对设备进行任何更改，必须取得制造商的书面许可。 2.3.人员 &操作者被雇用时，必须通过体格检查，我们建议所有操作工都要进行常规身体检查。 &雇员的安全要求包括：指派到每个工作场地的个人都对安全事故负责。负责人必须知道这个人是谁，他们必须掌握工作场地的安全规程。 &负责人必须与指派的安全人员合作，并遵循他提供的说明。 &设备的使用和维修人员由经过培训的人员承担。 &只能由被授权的人员操作设备。 &雇员/负责人应该清楚地确定操作者的责任和权力，他可以不执行那些与安全规程相抵触的说明。 &仅允许正在受训的新负责人或人员在有经验的负责人的直接监督下操纵、维护或维理设备。 &必须使操作者通晓制造商发布的说明书以及设备的性能。 &此外，如果必要，操作者必须具备合法的操作许可证。 &负责人必须清楚地确定操作、调试、维护和修理工作所需的资格。&只允许有资格的电工或受过这方面培训的人员在有资格的电工的督控下按照电气安全规程从事电气设备的工作。 &只允许受过培训和熟练和液压设备技工从事液压设备的工作。
潜孔钻机的介绍
潜孔钻机 第一节概述 一、潜孔钻机的应用 在钻孔机械应用中，气腿式凿岩机只能钻凿小孔径、中浅炮孔；重型导轨式凿岩机经接杆也能钻凿较深的炮孔，但能量消耗大，钻进速度慢。而潜孔钻机的特点是活塞打击钎杆时的能量损失不随钻孔的延伸而加大，因此，它适合于钻凿大孔径、深度大的炮孔。 潜孔钻机是利用潜入孔底的冲击器与钻头对岩石进行冲击破碎，因此，称为潜孔钻机。广泛用于金属矿山、水电、交通、建材、港湾和国防工程中。 潜孔钻机：用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转，利用风动冲击器的活塞冲击钻头破碎矿岩，通常用在中小型矿山中钻直径80～250毫米的炮孔。潜孔钻机可以在中硬以上（f ≥8）的岩石中钻孔。钻机价格比较便宜，特别适用于中小型露天矿。 潜孔凿岩的实质，是在凿岩过程中使冲击器潜入孔内，以减小由于钎杆传递冲击功所造成的能量损失，从而减小孔深对凿岩效率的影响。潜孔凿岩的凿岩设备是潜孔钻机，我国地下矿山常用的有YQ-80、YQ-100及QZ-165等型号，在坚固性系数f=8~14的矿岩中钻凿孔径为80～165毫米的深孔，能获得较高的凿岩速度 一体化液压潜孔钻机广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程的爆破孔钻凿及水下钻孔爆破炸礁工程中。履带行走，钻具回转推进，钻架顶升补偿，钻机调平都采用液压驱动。采用螺杆式空气压缩机输出的压缩空气为动力冲击凿岩和冲洗炮孔，使用气压范围为1.05～1.4MPa，配用干式层流除尘器。钻具采用英格索兰高气压潜孔冲击器，钻凿孔径90~180毫米，深度为30米垂直或倾斜炮孔。一体化液压潜孔钻机是目前国内最先进的一体化液压潜孔钻机，具有高效的高气压潜孔钻进系统，便于高精度、高效率的爆破孔钻凿。国际化的采购、计算机优化设计以及功率匹配与负载适应系统的开发与应用，实现了动力系统从动力—泵—负载全局功率匹配，有效降低了整机能耗，确保了整机最佳性能与高可靠性。 二、潜孔钻机的分类 1、根据使用地点不同，分为井下潜孔钻机和露天潜孔钻机两大类。如：井下潜孔钻机有K7—80、KQJ—100型，露天潜孔钻机有KQ—100、KQ—150、KQ—200、KQ—250型，如图所示。 2、根据孔径不同，分为轻型潜孔钻机（孔径为80~100mm，机重为数百公斤到2~3吨）、中型潜孔钻机（孔径为150mm，机重为10~15吨）、重型潜孔钻机（孔径为200mm，机重为25~35吨），特重型潜孔钻机（孔径为250mm，机重为40~45吨）。 三、潜孔钻机的工作原理 潜孔钻机的工作原理与其它凿岩机一样，都有冲击、转动、排碴和推进等凿岩成孔过程，同属于冲击转动式钻孔。不同之处在于：潜孔钻机的冲击器装在钻杆的前端，潜入孔底，随钻孔的延伸而不断推进。潜孔凿岩原理简图如图所示。 四、潜孔钻机的特点 与其它凿岩机相比，它具有如下特点： ①冲击能量损失不随钎杆的加长而增加，可凿钻大孔直径的深孔； ②工作面噪音大大降低； ③钻进速度快，机械化程度高，辅助作业时间少，提高了钻机的作业率； ④机动灵活； ⑤钻孔质量高； ⑥能钻凿中硬或中硬以上（f≥8）的岩石。
露天矿潜孔钻机设计说明书文档
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1、已知条件： ⑴南露天煤矿全年生产1780万吨原煤，煤的密度为1.48，硬度f ≥5。 ⑵年剥离废岩8400万m2，岩的综合硬度 f =6~8 ⑶全年爆破煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm ⑷正常作业天数300天，以三班循环作业。 2、要求： ⑴分别计算两种孔径的台班效率 m/台·班 ⑵计算所需钻机的数量（四舍五入） ⑶经过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 一、钻具结构的选择 1、钻头 钻头是直接破碎岩石的工具。钻孔过程中，钻头上端受活塞的冲击，下端和岩石撞击，同时承受轴压、扭矩和岩渣的腐蚀作用。因此，对钻头的要求是：表面硬度高、耐磨性好、形状简单、有足够的冲击韧性、能承受很大的载荷。 钻头选取的原则：合理的钻头能够获得较大的钻进速度和合理的成本。 1）坚硬岩石凿岩比功较大。每个柱齿和钻头都承受较大额度载荷。要求钻头体和柱齿具有较高的强度。 2）在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣较大，这就要求钻头就有较高的排渣能力，最好选用三翼型或四
翼型。 3）在节理比较发育的破碎中钻进时，为减少偏斜。最好选择导向型较好的中间凹陷型或凸出型钻头。 4）在含粘土的岩石凿岩时，中间排渣孔常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。 5）在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。 2、钻杆的直径及流通截面和选取 1）增大孔径-----穿爆效率高； 2）钻杆直径越大，气流速度越高，排渣效果越好。当然也不能大到岩渣难以经过，一般环形截面的环宽取10~25mm。 3）要求钻杆有足够的强度、刚性和冲击韧性。钻杆一般采用后壁无缝钢管，两端有接头。 二、钻机的工作参数合理的匹配 1.转速 转具转速的合理选择对于减小机器震动、提高钻头使用寿命和加快钻进速度都有很大作用。 工作要求： 1）转速的大小应能保证钻头在两次相邻冲击之间的转角最优。 2)岩石越硬，回转速度应越低；频率越高，转速也越高，因此，硬岩、低频选下限，软岩、高频则取上限。 3)保证钻头每次冲击后进入新的工作面，不至于干磨钻头。 4)合理的钻头工作参数。
潜孔钻机选型
露天采矿潜孔钻机设备选型 已知条件： （1）南露天矿2012年全年生产1850万吨原煤，煤的密度1.38，f ≧6。 （2）年剥离废岩7100万吨m3，岩的综合硬度f=6—10 （3）全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径：250mm， （4）正常作业天数300天，以三班循环作业。 要求： （1）分别计算两种孔径的台班效率m/台·班 （2）计算所需钻机数量（四舍五入） （3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 参考项目： （1）岩石的类型 （2）全年穿爆量 （3）穿爆参数 （4）参考同类型矿山的经验 （5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数 （6）要求维护方便 钻具的结构选择 钻头的选择 选择的依据： （1）硬岩的凿岩比功较大，钻头又是直接和岩石接触的部位，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽不宜过多，一般选双翼型钻头。同时，钻头合金齿最好选球齿，且球齿的外露高度不宜过大。 （2）在软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣大，要求钻头有较强排渣能力，最好三翼型或者四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或者楔齿。 （3）在节理比较发育的破碎带中钻进时最好选用导向性好的中间凹形或者中间突出型。 （4）在含黏土的岩层中钻进时，中间排渣孔易被堵死，所以最好选用侧排渣钻头。 （5）在韧性好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。 钻杆的选择 （1）增大孔径-传爆效率高 （2）环形截面积宽10-25mm,排渣效率高； 冲击器选型 冲击器的选择必须依据工作气压、钻孔尺寸和岩性特征等参数。 （1）依据工作气压等级合理选相应等级的冲击器。 （2）根据钻孔直径选相应型号冲击器。 （3）根据岩性选相应冲击器。建议软岩使用高频低能型冲击器，硬岩使用高能低频冲击器。
露天潜孔钻机项目立项申请书参考
露天潜孔钻机项目立项申请书 一、项目区位环境分析 积极参与“一带一路”和长江经济带建设，加快推进跨江融合综 合改革试点，主动对接宁镇扬同城化和苏南国家自主创新示范区建设，深入推进人才、企业、城市国际化，丰富开放内涵，提高开放水平。 （一）深入推进跨江融合发展 抓住开展跨江融合发展综合改革试点的重大机遇，注重整体推进、板块式发展，围绕基础设施互通、产业转型转移、开发园区共建、产 学研合作、跨区域公共服务体系建设等重要领域、重点环节，创新体 制机制，充分激发内生动力，着力形成新的经济增长点。 积极融入上海和苏南经济板块。对接上海建设具有全球影响力的 科教中心，重点打造承接上海全球科技创新中心的人才实训和产业化 基地。把握苏南现代化示范区建设动态，抓住苏南产业转型升级的机遇，承接产业转移，优化自身产业结构，壮大产业规模。依托扬州牵 头组织实施的长三角协调会健康服务业专业委员会，推进和加强长三 角地区城市间健康服务业的交流与合作，建立覆盖长三角城市的健康 服务产业咨询体系和
加快推进宁镇扬同城化。积极对接南京江北新区建设，以重点融合发展区域为突破口，强化重大基础设施对接和区域创新体系共建，推进公共服务领域合作共享，打造跨江融合发展的先行示范区。以实现跨城通勤交通为重点，推进交通、能源、水利、信息等基础设施共建共享与布局优化；大力推进产业高级化、集群化和国际化，合力建设具有国际竞争力的产业体系；合力打造创新创业引领区和开放创新先行区，建设以南京为中心、宁镇扬一体化的科技创新策源地和创新创业合作示范区；以改善民生为重点，推进公共交通、教育、医疗卫生、文化体育、就业与社会保障、公共事务管理协同发展；推动生态保护和环境整治一体化，引领全省生态文明建设。 提升园区共建水平。加快建设波司登高邮工业园和上海莘庄工业区宝应工业园。推进其他国家级和省级开发区与上海、苏南园区的共建步伐。加强园区共建的顶层设计与合作规范，完善组织落实与规划引领。创新合作共建模式，建立长效合作机制，理顺利益分配关系。完善共建管理体系与项目引进，注重要素流动，完善共建园区运营主体企业化模式。 （二）发展更高层次开放型经济
牙轮钻机设计
牙轮钻机设备选型 1.已知条件： 矿山深孔爆破参数及数量计算表 名称单位 东采场西采场 备注矿石岩石矿石岩石 矿石硬度F=12-6 凿岩量万t588 4165 882 5390 岩石的硬 度F=10-5 万m3163.52 1340.95 245.27 1735.35 段高m 12 12 12 12 孔径mm 310mm 孔距m 7.5 8 7.5 8 排拒m 5.5 6 5.5 6 孔深m 14 14 14 14 超深2 米 延米爆量M3/m 35.36 41.14 35.36 41.14 t/m 125.42 127.68 125.42 127.68 年穿孔米数万m 4.87 34.31 7.3 44.4 5%废孔 率 采区年穿 孔米数 万m39.18 51.7 年穿孔个 数 个3477 24506 5216 31713 个27983 36929 钻机效率万m/ 台年 计算台数台 合计台数台 选取台数台 2、要求：（1）计算所需设备数量。 （2）完成表格填空。 （3）列出两种设备的技术规格和工作参数。 3、参考文献： 高永淘、吴顺川主编.露天采矿学.中南大学出版社.2008 李晓豁主编.露天采矿机械.北京.冶金工业出版社.2010
2.选型原则： 1）、实用性好，满足生产工艺要求，操作方便，技术性先进，生产效率高，能与相关设备使用。 2）、一般用在中硬强度以上，大型矿山使用。 3）、动力源以电力拖动为主。 4）、可靠性好，故障率低，出勤率高，平均寿命长，备件供应可靠。 5）、经济性好，耗能少，平均维修费用低。生命运营费用低。 2.1牙轮钻头运动原理 牙轮钻机钻孔时，依靠加压，回转机构通过钻杆，牙轮则被压在孔底上，当回论工作机构使钻具以一定的转速回转时，钻头上的各个牙轮，及即绕钻杆轴线公转，又可以绕本身轴线自转。 2.2牙轮钻头的破岩机理 1）、冲击压碎作用： 钻头纵向转动产的冲击载荷和钻压通过牙轮切入在岩石上，对孔底岩石产生冲击压碎作用，形成体积坑穴。 2）、滑动剪切作用： 牙轮钻头的超顶，复锥和移轴机构，使牙轮在孔底滚动的同时，还产生牙齿对孔第的滑动，剪切齿间岩石，形成沟槽。 3.设备匹配： 3.1轴压力 P=（0.06～0.07）fD 式中：P——轴压力，kN； f——岩石的坚固性系数； D——钻头的直径，mm；； 3.2钻孔速度 3.75Pn fD ν=? 式中： v——牙轮钻机钻进速度，cm/min
露天矿潜孔钻机的选型设计
已知条件： （1）南露天煤矿2012年全年生产1850万吨原煤，煤的密度为1.38 3 cm g，硬 度为f 4； （2）年剥离废岩7100万m3，岩的综合硬度f=4； （3）全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径：250mm； （4）正常作业天数300，以三班循环作业。 要求： （1）分别计算两种孔径的台班效率m/台·班； （2）计算所需钻机的数量（四舍五入）； （3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）。参考项目： （1）岩石的类型； （2）全年穿爆量； （3）穿爆参数； （4）参考同类型矿山的设备经验； （5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数； （6）要求维护方便。
1、选型 1.1钻头的选择 在特定的岩石中凿岩，必须选择合适的钻头，才能取得较高的凿岩速度和较低的钻孔成本。 （1）坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头体都承受较大的载荷，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，此时一般选双翼型钻头。 （2）在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度比较快，相对排渣量较大，这就要球钻头具有较强的排渣能力，最好选择三翼或四翼型钻头。 （3）在节理比较发育的破碎带中钻进时，为减少偏斜，最好选择导向性较好的中间凹陷型或中间凸出型钻头。 （4）在含粘土的岩层中凿岩时，中间排渣孔常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。 （5）在韧性比较好的岩石中时，最好选用楔形钻头。 1.2钻杆的选择 钻杆直径越大，气流速度越高，排渣效果越好。一般环形截面的环宽取10~25mm 。深孔取下限，高气压取上限。 钻杆的选择不仅要考虑排渣效果，还要考虑其抗弯抗扭强度以及重量，这主要由钻杆的壁厚决定。在保证强度和刚度的前提下，尽可能让壁薄一点以减清重量，壁厚一般在4~7mm 。 2、所需钻机主要参数计算 2.1钻具转速计算 95 .0~78.0)6500( D n = 由上述公式计算得： 钻煤孔的转速 80 .01506500）（ 煤=n = 20.39r/min 钻岩石孔的转速 80 .02506500）（ 岩=n =13.55r/min 2.2钻具转矩计算 5.82 D k M m = 式中 m k ——力矩系数，0.8-1.2，一般取1。 由上述公式计算得：