第二节、牙轮钻机的整体结构组成

• 六、行走机构 1、作用：行走机构完成钻机远距离行走和转换孔位，由 主传动机构减速后，通过三级链条传动驱动履带行走； • 2、动作：⑴钻机直行和拐弯； • ⑵通过控制左右气胎离合器完成。 • 行走机构与主平台的连接是通过刚性后轴上两点及均衡梁 上一点铰接，成为三点铰接式连接，使钻机在不平地面行 走时钻机上部始终处于水平状态。
三 回转供风机构
进风管
变频交流 电机
加压齿轮
减速器
回转减振装置
回转减震器
三 回转供风机构
• 回转减速器，均为二级齿传动，第一轴有悬臂式和简支式 结构，简支式改善了轴的受力和齿轮接触情况，减少故障 。 • 空心主轴上下部推力轴承分别承受提升时的提升力和加压 时轴压力，多轴承的空心主轴增加了径向定心，并承受由 于钻杆的冲击和偏摆引起较大的径向载荷，改善了推力轴 承的受力。 • 交流变频电机通过回转减速机的二级减速驱动钻具回转传 动的回转减速器，两个二轴齿对称地与空心主轴齿轮啮合 ，加强了空心主轴的径向稳定和受力状况。
第二章、牙轮钻机
第二节、牙轮钻机的整体结构组成 呼伦贝尔学院工程技术学院 孟爱国
牙轮钻机的工作原理
牙轮钻机钻孔时，依靠加压、回转机构通过钻杆，对牙 轮钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮钻头在岩石 上同时钻进和回转，对岩石产生静压力和冲击动压力作用 。 • 牙轮在孔底滚动中连续地挤压、刮削冲击破碎岩石；有 一定压力和流量流速的压缩空气，经钻杆内腔从钻头喷嘴 喷出，将岩渣从孔底沿钻杆和孔壁的环形空间不断地吹至 孔外，直至形成所需孔深的钻孔。
动作：当封闭链条断裂时，链条对张紧 均衡装置的张力同时消失，触动断链信 号开关发出断链信号，使控制防坠制动 器的电磁气阀切断气源。图5-23中的气 缸1由快速排气阀排气，制动器则在缸内 弹簧力的作用下紧急制动，回转小车自 动停止下坠，卡在齿条上。
气缸断气、弹簧制动
钢丝绳加压闸带
第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用
钢丝绳加压
第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用
• ②提升钻具 • 加压电动机离合： • 提升电动机驱动→加速机构快速上升→主动链轮顺时针转 • →加压小车上升→
• 主传动机构 主传动机构作用是驱动钻具的提升-加压及钻机行走，提 升与行走由同一台电动机驱动，加压有液压马达和直流或 交流电动机两种方式，各动作间实现安全联锁。
第二节、牙轮钻机的整体结构组成
二、KY-250A型牙轮钻机主要特点
1、技术特点：KY-250A型牙轮钻机 是在KY-250型牙轮钻机的基础上 改进完善后的新型牙轮钻机。他 能在f=6～20的岩石中钻垂直孔， 孔径为220～250mm，孔深为17m。 适用于大中型露天矿山。
2 、 构造特点：以三牙轮钻头作钻 具，滑架式顶部回转，钻具转速 能无级调节，封闭链条—齿条连 续加压，进给速度能无级调节， 可选用干式或湿式除尘并具有履 带自行式行走机构。
•
试验研究表明，在硬和坚硬而且有研磨性的脆性岩石中， 宜采用球形齿和锥球齿；在软岩中宜采用楔形齿或铣齿。 •
第二节、牙轮钻机的整体结构组成
• 一、KY-250A型牙轮钻机（全电驱 动）组成 • ⑴钻具、钻架与机架； • ⑵回转供风机构； • ⑶加压提升机构； • ⑷接卸及存放钻杆机构、起落钻架 机构； • ⑸稳车千斤顶、行走机构； • ⑹除尘系统； • ⑺司机室和机棚的净化装置以及风 、水、油、电的控制系统等部分组 成。
四、按照回转及加压方式不同分类
• • • • • • • • 1、底部回转间断式加压钻机（小型） 2、顶部回转连续式加压钻机 采用加压小车在滑架上移动 方式：⑴钢丝绳----齿条式 ⑵钢丝绳---液压缸式 ⑶封闭链条---齿条式（KY—310,KY—KY250A,60R） 3、加压机构工作 ①加压：加压电机→减速机构→主动张紧链轮逆时针旋转 →驱动链条张紧→加压小车的大链轮带动同轴小齿轮沿 齿条下降加压（轴压产生）
• ⑵滚轮式稳杆器上装有3个滚轮。滚轮表面镶有硬质合金柱齿 。由于滚轮摩擦阻力小，故滚轮式稳杆器使用寿命长。适用 于岩石硬度高和磨蚀性强的矿岩。特别适用于斜炮孔钻进。
1、稳杆器
二 钻架和机架
三、回转供风机构
回转供风机构是由回转减振装置、减速器、直流电动机 、进风管等组成。 回转供风机构的作用是驱动钻具回转，并将压气输送给 中空钻杆。 回转机构带动钻具回转，由主传动通过封闭链条——齿 轮齿条实现提升和加压。采用偏心滚轮装置，使回转机 构沿钻架的运动为无间隙滚动，且使齿轮与钻架齿条正 常啮合。 回转机构与钻杆连接采用钻杆连接器。现多采用减震器， 可以吸收钻孔时钻杆的轴向和径向振动，使钻机工作平 衡，提高钻头寿命。
上接头
下接头
一、钻具
1、稳杆器
• 作用：稳杆器是牙轮钻进时防止钻杆及钻头摆动、炮孔歪斜 、保护钻机工作构件少出故障和延长钻头寿命的有效工具。 国内穿孔实践表明，牙轮钻进必须配备稳杆器。 稳杆器有两种形式：辐条式及滚轮式。
• ⑴辐条式稳杆器由四根用耐磨材料做成辐条焊在稳杆器上。 有时在辐条上镶有硬质合金柱齿。辐条式稳杆器适用于岩石 普氏坚固性系数f＜16的中等磨蚀性的矿岩。不宜用于钻凿倾 斜炮孔。
KY-250A型牙轮钻机
四、 加压提升机构（主传动机构）
加压、提升、行走
加压提升行走
主动链轮
链条张紧装置的结构及工作原理
• 1、作用：⑴保证两根链条始终保持张紧状态，防止跳链。
• ⑵自动平衡两根链条的张紧力、当链条工作时，弹簧还起到缓 冲和减震的作用。
• 组成：张紧均衡装置由上弹簧、下弹簧、框架、上链轮凹和下链轮巧以及 油缸等组成，框架的一端同油缸活塞杆联接、油缸耳座同钻架铰接在--起; 框架的另一端为自由端。
五、封闭链条的均衡作用
• 组成：左、右两个油缸共用一个油路系统， 即两油缸的前腔相通，后腔也相通。在左右 两个框架上各装有上链轮和下链轮，链轮轴 可以沿着框架上的长槽上下滑动。 • 工作过程：在加压或提升中，当一侧链条受 力大于另一侧时，受力大的链条就将这边的 链轮和框架一起抬高，以致顶动油缸活塞， 使油缸上腔的油压升高。于是，通过联通油 路向另侧油缸上腔排油，推动另侧油缸活塞 下移，从而压下另侧的框架，拉紧了原来受 力较小的链条，直到两条链条受力均衡为止 。
• （3）可减少了加减速过程对钻机带来的冲击;
• （4） PLC和变频器控制功能集合，可方便实现断链保护、低空气压 力保护、卸杠功能，行走下坡防下滑功能; • (5)采用矢量变频调速系统，具有启动转矩高、电机控制平稳、调速 宽度大、制动定位准确，适合牙轮钻机运用,比原电机节电20％～25
％左右;
ABB变频器（瑞士）
一、钻具（主要有牙轮钻头、钻杆和稳杆器 ） 1、钻具由上钻杆、下钻杆、压轮钻头组成。钻干
是由无缝钢管和两端的街头焊接而成的中空杆件。 2、下钻杆的下端圆锥管螺纹与钻头相联接，上端的圆 锥管螺纹与上钻杆或回转供风机构的回转接头相联接 ; 3、为了保证排碴风速，应适当选择钻杆外径。通常当 钻孔直径220mm时，采用外径为180mm或194mm的钻杆， 而钻直径250mm孔时，采用外径为2l9mm的钻杆。
底盘
拖链轮
斜支撑 平Hale Waihona Puke Baidu梁 张紧弹簧 支重轮 车架 引导论
行走
• 主轴离合器结合→提升 电机驱动→减速器→行 走链轮→行走履带驱动 链轮→牙轮钻机行走。
第三节、牙轮钻机变频调速
交流变频 电动机
AFE变流器
交流变频调速系统简图
第三节、牙轮钻机变频调速
• 牙轮钻机变频调速主要优点
• （1）钻孔进度约提高35％～45％左右; • （2）调速特性大为改善，并有较宽的调速范围，对钻机钻孔定位、 接杆、接钻头等操作带来很大方便;
离合器
减速器
提升行走电机
⑴主传动机构
用于加压和 进给传动 用于行走 和提升
气胎离合器
五、防坠装置⑴
组成： 为了防止因封闭链条断裂而造 成回转小车坠落事故，在KY一250A型钻 机上设置了回转小车防坠装置。在回转 小车一对大链轮的轮毂上，各装一套如 图5-23所示的防坠制动器，作为断链时 回转小车防坠的执行机构。
KY-250A型牙轮钻机
三、 钻架和机架
作用：钻机各种机构和装置的安 装基础。
钻架横截面多为敞口“Π ” 形结构件，4根方钢管组成4个 立柱，前立柱内面上焊有齿条 ，供回转机构提升和加压，外 面为回转机构滚轮滑道。钻架 内有钻杆储存和链条张紧等装 置。
第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用
电 气 自动化
课程小结
• 1、牙轮钻机加压可以是链条、钢丝绳，但是要在齿条上 行走。 • 2、链条、钢丝绳要有张紧装置。
• 3、两根加压线要有自动均衡力来平衡---均衡液压缸。
• 4、为防止加压线断裂事故，行走大轮有自动抱死装置。 • 5、加压、提升、行走靠一个交流变频电动机驱动（离合 器控制）
课间休息
• 2、工作过程： • ①加压时主动链轮逆时针旋转→紧边在下、松边在上
上弹簧伸出、上张紧轮下移补偿链条的伸长量 下弹簧被压缩至最小、下弹簧处在压缩的最大值
加压
提升
链条张紧装置的结构及工作原理
• ②提升时：
• 主动链轮顺时针旋转→紧边在上、松边在下
上弹簧被压缩 保持链条处在张紧状态 下弹簧被伸张