液压凿岩台车的设计
液压凿岩机结构设计
摘要在综合分析各类液压凿岩机冲击工作原理和轻型液压凿岩机各种结构的基础上，创新提出了轻型独立回转液压凿岩机的新构型，研制了YYT-30型轻型独立回转液压凿岩机。
该机型的问世，有望取代传统的支腿式气动凿岩机，成为我国中小矿山和一般工程施工中凿岩机械的主力机型。
该机技术性能先进，结构新颖，具有耗能少、体积小、重量轻、冲击能大、钻速快、噪声低、振动小，工人劳动强度低等优点，可广泛用于大理石，花岗岩，金属矿，非金属矿和煤矿等矿山开凿石，用于地质勘探坑探巷道掘进以及采石，水电，铁路，港口，基地，基建，国防工程中钻凿炮眼。
关键词：液压凿岩机；独立回转；冲击能AbstractAfter analyzing the impacting principle of all kinds of hydraulic rock drills and various structures of portable hydraulic rock drill, a new structure of portable independent rotary hydraulic rock drill, YYT 30 portable independent rotary hydraulic rock drill, is put forward in the dissertation, and made in reality. It will become main style in medium and small-scale mines and general engineering machines in our country, which will replace tradi tional legged pneumatic rock drill hopefully.The machine of advanced technology, the new structure, with less energy consumption, small size, light weight, the impact energy, faster penetration rate, low noise, vibration small, workers advantage of low labor intensity, can be widely used in marble, granite, metal Ore, non-metallic minerals such as coal mines and cut stone. Exploration for geological prospecting pit roadway excavation and quarrying, electricity, water, railways, ports, bases, infrastructure, national defense projects in the drilling Perforation.Key words: hydraulic rock drills; portable independent rotary; impact energy目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................... I I 1绪论.............................................................................................. - 1 -1.1国内外液压凿岩机发展概况 (1)1.1.1国外液压凿岩机发展概况........................................ - 1 -1.1.2国内液压凿岩机发展概况........................................ - 2 -1.2液压冲击机构设计理论研究体系概况 (3)1.2.1蓄能器 ...................................................................... - 3 -1.2.2配流阀(换向阀)....................................................... - 3 -1.2.3防空打和钎尾反弹理论 ........................................... - 4 -2轻型独立回转液压凿岩机的总体结构 ........................................ - 5 -2.1液压凿岩机的基本结构 (5)2.2液压凿岩机冲击机构的结构类型分析 (6)2.2.1液压凿岩机的基本结构类型.................................... - 6 -2.2.2液压凿岩机的冲击工作原理.................................... - 7 -2.2.3有阀型液压凿岩机冲击机构的结构分析............... - 11 -2.3轻型独立回转液压凿岩机总体结构方案 (12)3液压冲击机构的设计................................................................ - 15 -3.1设计理论分析 (15)3.2冲击活塞系统的设计 (17)3.2.1活塞系统设计的基本要求...................................... - 17 -3.2.2活塞零件的设计计算 ............................................. - 17 -3.2.3活塞台肩部分的设计计算...................................... - 18 -3.3蓄能器的设计 (21)3.4换向信号孔位置的确定 (23)3.5活塞防空打装置的设计方法 (23)参考文献....................................................................................... - 25 -1绪论1.1 国内外液压凿岩机发展概况1.1.1 国外液压凿岩机发展概况自1861年气动凿岩机开始应用以来，经过不断改进、完善，各类气动凿岩机在矿山、铁路、公路、水电、煤炭和建筑工程施工中发挥了巨大的作用。
Boomer 281 D16 液压掘进凿岩台车
Atlas Copco 凿岩台车Boomer 281D16 液压掘进凿岩台车特点采用直控式钻进系统，拥有极佳的自动防卡钎功能RPCF （回转压力控制推进力）。
冲击/定位、回转和缓冲分别采用各自的液压泵，独立的控制回路，确保最大的功率输出。
COP1638液压凿岩机，拥有独特的双减震缓冲系统，真正兼顾了高钻进速度和低钎具消耗的特点。
新型的润滑系统，分别进行三棱套、转动套、边螺栓和各结合界面的润滑，可靠性高，维护成本低，大修间隔时间长。
BMH2800系列重型双底结构铝合金液压推进梁，具有很高的抗弯、抗扭强度，推进梁表面覆有不锈钢皮，运动部件间采用可调式聚四氟乙烯耐磨衬板，使用寿命长，维护成本低。
BUT28重型钻臂在钻孔之间的移动和定位直接、快速、准确。
钻臂采用三角支撑并具有使推进梁全方位保持平行的功能。
钻臂各个关节采用新型的轴承联结。
••••结实、铰接的重型底盘，四轮驱动，适合在狭窄隧道和矿山巷道中工作。
采用液压动力转向，失效保险制动器，底盘集中润滑系统。
配备四个液压支腿，定位稳固。
台车基本配置中还包括满足FOPS （防落物冲击）要求的可升降安全防护顶棚、电缆卷筒、工作照明灯（2X500 W 卤素灯）、增压水泵和在低电压下泵卸载启动功能。
主要部件凿岩机 1 x COP1638 ME 推进梁 1 x BMH 2800系列钻臂1 x BUT 28钻进控制系统 DCS 18-280底盘DC 11••隧道和矿山用全液压凿岩台车，采用直接控制方式，配备BUT28钻臂和COP1638凿岩机。
COP 1638-05凿岩机钎尾R32，R38或T38机顶至回转中心 88mm 冲击功率 16kW 冲击频率60Hz 液压系统压力（最大） 200bar 回转系统 独立回转回转速度0-300rpm 回转扭矩（最大）660/1000Nm 润滑耗气量（3bar 时） 6 l/s 耗水量 1.1 l/s 重量 170 Kg 噪音等级<106 dB (A)BMH 2800系列推进梁BMH BMH BMH BMH BMH2831 2837 2840 2843 2849总长 mm 4677 5287 5587 5897 6507钻杆长 mm 3090 3700 4000 4310 4920钻孔深度 mm 2795 3405 3705 4015 4625重量 kg (含凿岩机) 474 494 514 524 541最大推进力 kN1515151515BUT 28钻臂推进梁补偿 1250 mm 钻臂延伸 1250 mm 平行保持 完全推进梁翻转 360°大臂举升角 最大+65°最小－30°大臂摆动角 ±35°钻臂自身重量1750 kg液压系统液压泵组：一台变量泵用于冲击/定位和缓冲 一台定量泵用于回转泵卸载启动系统压力150-230bar液压油箱，最大容积124 L低油位报警器（包括电源接通状态时自动停机）液压油箱上装有油温表20目精度过滤器液压油过滤器显示器水冷式不锈钢液压油冷却器矿物液压油一套操作控制台空气系统Atlas Copco LE3空压机最大排量，7bar 时，4.4 l/s 气压表水系统增压水泵CR 5 – 13在增压7 bar 时，最大流量80 l/min 最小进水压力2bar•••••••••••••••••此推荐值是指在周围环境温度为40℃的情况下。
液压凿岩台车HT81结构参数
第一节HT81A全液压掘进钻车结构HT81全液压掘进钻车由轮式行走底盘、钻臂组件、推进器、钎具、动力系统、电气系统、空气压缩机、水泵系统、液压系统组成，钻车结构见下图钻臂组件第二节HT81A全液压掘进钻车参数外形尺寸及重量宽度 1850mm行走时高度 2340mm顶棚最高时高度 2940mm行走时长度 11500mm离地间隙 280mm毛重（基本配置） 12500kg车桥承重前桥 7500kg后桥 5000kgHT 10底盘洛拖YTR4105四缸四冲程柴油发动机2200rpm时发动机输出功率为60kW1650rpm时发动机输出扭矩为295Nm固定式驾驶座椅符合标准的防落物的安全防护顶棚喇叭铰接转向转角+/-40四轮驱动液压动力转向系统液力传动变速箱HT10前桥HT10后桥，带有+/-10°摆动角前后轮胎均为12.00-20轮胎接近角和离去角15°前（可展开式）后各有2个液压支腿行车制动：钳盘式制动紧急停车和泊车制动：手动制动燃油箱容积60L电气系统24伏蓄电池2×12V,70Ah工作照明大灯（卤素灯）：2×60W 220V交流电行车照明灯7×70W，24V底盘集中润滑系统灭火器最大承载时爬坡能力1：4平地行进速度＞10公里/小时（滚动阻力系数0.05），1：8坡道时行进速度＞4.5公里/小时液压系统液压泵组：一台变数泵用于冲击/定位，一台定量泵用于凿岩机回转泵卸除启动：系统压力200bar液压油箱，最大容积200L低油位报警器（包括电源接通状态时自动停机）液压油箱上装有油温表20目精度过滤器液压油过滤器显示器水冷式液压油冷却器矿物液压油一套操作控制台伸缩式钻臂推进梁补偿1250mm钻臂延伸1250mm平行保持完全推进梁翻转左右旋转180°大臂举升角最大+65°最小-30°大臂摆动角±35°钻臂自身重量1750kg空气系统最大排量，7bar时，0.25 l/s气压表水系统增压水泵CDL4-16在增压12 bar时，最大流量52 l/min 最小进水压力2bar。
CMJ2-18双臂履带式掘进凿岩钻车(台车)介绍
双臂液压掘进凿岩台车（钻车）介绍一、概述CMJ2-18全液压钻车：适应于煤矿、非煤矿、铁路隧道、引水工程、国防工程等岩巷掘进中打炮眼作业，该机机身小，结构紧凑，适合在巷道断面7.2m（宽）×5.5 m（高）以下的岩石巷道中作业，钻孔直径φ35～76mm。
该机机动灵活，凿岩速度快，工作效率高可达0.8-2米/分；液压系统先进，维修方便；工作稳定，爬坡能力强，操作方便，安全可靠。
该钻车不仅适用于煤矿，而且还可以用于冶金、建材、化工、水电、铁路等部门的巷道、隧道、涵洞的掘进工程，适用面广，是当前我国工程建设中一种先进的凿岩设备。
二、参数表三、我司CMJ2-18双臂全液压钻车独特功能特点1、独特平动大臂（仅鑫通采用此设计）液压平动臂机构（鑫通）普通臂（其他厂家）双臂钻车采用两个液压平动伸缩钻臂，通过钻臂上两对油缸保证钻臂平动，从而保证钻下个孔保持与前一个孔平行，不仅能保证平动也可单独操作油缸用于打不同角度孔。
平动臂的优点：A.在平动臂模式下,无论大臂如何上、下、左、右摆动，都能自动保证钻出孔与孔之间保持平行；B.可准确、快速定位，平动臂技术提高了设备的自动化性、降低了机手操作难易程度:平动技术则只需动相应方像1-2个油缸即可快速准确定下个孔位置，而普通钻臂则需要通过调整3-4个油缸去保证炮孔的平行度且需要机手具备丰富的工作经验才能很好的保证平行；C.提高了巷道形状规整度：通过保证钻孔质量可提高放炮后巷道形状规整度；D.降低卡钎风险、降低断钎几率：在打密集孔时若不能保证孔平行，就容易出现孔穿透交叉而导致卡钎，而平动臂技术则可很准确的保证孔平行从而不易出现交叉现在降低卡钎风险，降低断钎几率。
2 、伸缩臂的优点大臂可伸缩850mm ，大臂由两节结合通过油缸连接，可伸缩。
伸缩臂可避免普通臂钻孔时由截面顶向底方向移动时产生位移差。
采用伸缩臂可补偿钻臂自动产生的位移差。
提高钻孔范围无死角。
3、采用整体推进梁，刚度强、直线度高；模具一次冷拔工艺（鑫通） 拼焊工艺（其他厂家）整体式：推进梁通过模具整体一次冷拔成形工艺多次校准制作成，刚度强，平行度及直线度高的特点。
液压凿岩机的分析与设计
摘要在国民经济建设中，矿石是不可或缺的基础原材料。
作为重要的基础产业，矿山开采行业的发展程度成为一个国家社会发展水平和综合实力的重要衡量指标。
我国经济正处于高速发展期，基础设施建设成为国内投资最主要的方式。
因此，矿山作为最主要的原材料之一，必然也处于扩张阶段。
矿山生产过程中，大部分原料要进行矿山开采，矿山开采是生产矿山砖，柱子用量最大的原料，开采后的面积较大，硬度较高，因此矿山开采设备在矿山开采加工厂家中占有比较重要的地位。
在新的市场需求的驱动下，矿山开采设备的更新和优化升级更加迫切。
国内矿山开采设备生产企业充分挖掘市场潜力，大力发展大型环保节能的矿山开采液压凿岩机械，在绿色环保化矿山开采的转变中挥积极作用。
一般生产大型矿山开采液压凿岩机的企业对设备环保指数上都有严格的要求。
各企业在生产设备时，都充分考虑到设备在运行中可能会出现的种题。
液压系统自世纪问世以来发展很快，在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。
由于液压缸在结构方面，功能方面，已经比较成熟，目前国内外液压缸的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。
作为液压缸两大组成部分的控制元件和执行元件，由于技术发展趋于成熟，国无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。
良好的工艺使液压缸在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。
在油路结构设计方面，国内外液压缸都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及其本身在液压系统中得到较广泛的应用作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。
与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。
液压凿岩机液压系统设计
液压凿岩机液压系统设计液压凿岩机是一种利用液压技术工作的开采设备。
液压系统是液压凿岩机中最重要的部分之一，主要由压力油箱、高压油泵、电控箱、控制阀组、活塞泵、马达、执行器等组成。
液压凿岩机的液压系统设计需要考虑多方面的因素，包括机器的工作原理、优化性能、系统的可靠性、工作量和工作环境等。
液压凿岩机液压系统的设计首先需要理解机器的工作原理。
液压凿岩机的基本工作原理是通过泵将油液压缸内的活塞带动凿头，以达到拆除岩石的目的。
因此，液压系统的设计需要考虑油液在不同回路中的流动和压力损失问题，尽量降低系统的功率损失。
其次，优化液压系统的性能也是很重要的设计因素。
由于液压系统中的各个元件都有不同的特点，因此需要针对不同元件的性能来进行设计。
例如，在设计高压油泵时，需要考虑最大压力和流量；设计活塞泵时，需要考虑泵的直径、质量、耐用性和可靠性等。
同时，还需要根据不同的机器工作状态和工作负荷来进行调整，以保证机器的高效率和高稳定性。
液压系统的可靠性也是一个需要考虑的设计因素。
液压系统中的元件和机器都有其运行寿命，需要进行定期的检验和保养。
因此，设计时需要考虑元件的耐用性和可靠性，例如使用更耐腐蚀、更耐用的材质、加装定时器等。
此外，还要安装报警装置来监测压力、温度等参数，以便及时警示并避免故障发生。
液压凿岩机的工作环境也是一个关键的设计因素。
液压凿岩机通常在露天工地上进行工作，因此需要考虑恶劣的工作环境对液压系统的影响。
例如，在设计油箱时，需要考虑其容量、防锈涂层和位置等，以防止当油液温度过高时，油液发生氧化、腐蚀和沉淀。
同时，还要对液压系统进行密封和防水处理，以保证系统在潮湿和腐蚀的环境中正常工作。
总之，液压凿岩机液压系统设计需要考虑机器的工作原理、优化性能、系统的可靠性、工作量和工作环境等多方面的因素。
通过合理的设计，能够提高液压凿岩机的效率和稳定性，减少故障的发生，降低维护和修理的成本。
凿岩机课程设计
液压凿岩机课程设计液压凿岩机主要由冲击机构、回转机构、钎尾反弹吸收装置组成。
冲击机构：冲击机构是冲击作功的关键部件，它由缸体、活塞、换向阀、蓄能器等主要部件和导向与封闭装置等组成。
液压凿岩机现在主要有两种结构：单面回油前腔常压油型和双面回油型液压凿岩机。
双面回油型的主要优点是：活塞形状最为合理，有利于提高活塞与钎具的寿命，增强破岩效果；排油时间长，回油管中峰值流量较小，减少了回油阻力和压力脉动；采用较高的压力油，供油流量较小，可使各方面的尺寸小一些。
缺点是：阀和缸体结构复杂、工艺性差、要求加工精度高；回程制动阶段前腔可能有吸空现象；采用高压油需要加强密封。
故只有加工设备与技术等个方面能够保证，此方案才可行。
前腔常压油型的优点是：结构简单、工艺性好、制造成本低、回程制动阶段无吸空现象。
缺点是：活塞形状不如双面回油型好、排油时间较短、回油管中峰值流量大、回油阻力和压力波动较大（此缺点可用回油蓄能器来减少其影响）。
本设计采用单面回油前腔常压油型。
活塞冲击机构的主体。
设计的已知参数是冲击能E=90J和冲击频率f=50Hz,由用户或生产需要而定。
需要设定的参数是冲击末速度v和供油压力p。
根据我国目m前钎尾允许应力计算，v一般不大于10m/s,国外也不大于12m/s。
供油压力各m厂家根据自己的情况，选择是不同的。
有的采用较高压力，这样容易在小流量下得到较高的冲击能，使机器、管路和泵等尺寸小些，但对加工精度和密封要求高。
有的采用较低压力，虽然供油流量大些，但加工与密封要求较低，维修性好。
我国目前自己研制的液压凿岩机多选择较低压力，一般在（10-15）Mpa。
本次设计中选用v=9 m/s，P=14Mpa。
m根据理论分析和试验研究，缓和的入射波形比陡起的有较高的凿入效率。
因此，细长活塞比短粗活塞凿入效率要高。
这也是液压凿岩机优于气动凿岩机的理论根据。
活塞是主要传递冲击能量的零件，其形状对传递能量的破岩效果有较大的影响。
全液压掘进钻车设计
摘要履带式全液压掘进钻车是一种先进的凿岩机械，主要适用于煤矿、冶金、水电、铁路、公路等部门的巷道、隧道、涵洞的掘进工程，该钻车采用全液压凿钻系统，双臂凿岩，凿岩速度快，工作效率高，凿岩速度可达0.8-2.0米/分；履带式全液压掘进钻车有多种优点：机车车身小、结构紧凑、功能多、效率高、重心低、机动灵活，采用履带行走方式，工作稳定，爬坡能力强，可用于斜巷作业。
灵活的液压凿岩机构对巷道的工作面、顶板、侧帮、底板均能凿岩作业。
该机不仅能钻凿掘进炮孔，根据断面大小情况，装上适当的推进器后，还能很方便的钻凿锚杆孔。
液压系统先进，采用高压系统、油路左右对称、系统保护齐全。
凿岩系统采用逐步打眼结构，当开始凿孔时可缓慢冲击，当凿岩终止时可自动停止，卡杆时也可自动停止凿岩和推进，待故障排除后可继续凿孔作业。
在系统保护中有液位控制器，防止油位过低,油温控制器防止油温过高，有回油过滤和凿岩机高压过滤等装置。
本论文详细地叙述了履带式全液压掘进钻车冲击系统，回油系统及其总图的设计过程。
它全程介绍了掘进钻车开发的可行性；使用维护说明等。
关键词：钻车,冲击,设计,结构,布置,维护AbstractThe marching entire hydraulic pressure tunneling drills vehicle is one kind of advanced rock drilling machinery, which is mainly suitable for the department of coal mine, metallurgy, railroad, road , the tunnel, the culvert tunneling project. the vehicle uses the entire hydraulic pressure chisel to drill the system, double arm rock drilling, rock drilling speed is quick, the working efficiency is high, the rock drilling speed may amount to 0.8-2.0 meter/Minute,The marching entire hydraulic pressure tunneling drills vehicle have many kinds of merits: automobile body small, structure compact, many function, high efficiency, the center of gravity is low, mobile nimble, uses the caterpillar band to walk the way, the work is stable, climbing power, may use in the slanting lane work. The nimble hydraulic pressure rock drilling organization can do the rock drilling work to the tunnel working surface, the roof, the side gang, the ledger wall. This machine can not only drill the tunneling artillery hole, but also can drill the anchor rod hole conveniently according to the cross section size situation, after installing the suitable propeller. The hydraulic system is advanced, it uses the high tension system, the oil duct the bilateral symmetry, the system protection is complete. The rock drilling system drills the structure gradually, when starts the perforation it can slowly the attack, and may automatically stop, and card pole also may automatically stop the rock drilling, after the trouble resolved it can continue the perforation work. It has a hydraulic pressure position controller in the system protection to prevent the oil level excessively from too low, The oil temperature controller prevent the oil temperature excessively high, and has an oil discharge to filter with the rock drill high pressure filters and so on the installment.The present paper narrated the marching entire hydraulic pressure tunneling to drill the vehicle impact system in detail, the oil discharge system and the assembly drawing design process. Its entire journey introduced the tunneling drills the vehicle development the feasibility; Use maintenance instruction and so onKey words:Drills the vehicle ,impact ,design ,structural ,arrangement ,maintenance目录Abstract (2)1 钻车的综述 (5)1.1钻车结构 (5)1.2钻车参数 (5)2 钻车结构特征及工作原理 (7)2.1钻车的结构特征及工作原理 (7)2.2行走机构 (7)2.3液压传动基本知识 (9)2.3.1液压传动的基本概念 (9)2.3.2液压传动系统的组成 (9)2.3.3液压传动工作原理 (10)2.3.4力比、速比和流 (10)2.3.5液压传动特性 (11)3 液压凿岩机 (13)3.1液压凿岩机 (13)3.2液压凿岩机的结构 (13)3.2.1结构： (13)3.2.2润滑： (13)3.2.3储存： (13)3.2.4供油： (14)3.2.5凿岩机工作压力 (14)3.2.6凿岩机组装： (14)3.3液压凿岩机的工作原理 (14)3.3.1旋转和旁侧供水部分： (14)3.4全液压驱动凿岩钻车的应用领域 (15)3．4．1 钻车主要适用范围: (15)4 设计计算 (16)4.1凿岩钻车冲击分系统设计 (16)4.1.1凿岩冲击液压回路 (16)4.1.2凿岩钻车液压系统总图 (16)4.1.3元件的选择： (17)4.1.4冲击机构的工作原理 (19)4.2性能特点： (21)5 钻车的保养与维护 (23)5.1液压凿岩机的维护保养和润滑 (23)5.1.1每班作业维护保养及润滑内容 (23)5.1.2每周保养内容（维修工） (23)5.1.3每月保养内容（维修工） (23)5.1.4每季保养内容（维修工） (23)5.2钻车检查（每班保养检查） (24)5.2.1检查液压油箱油面，用手动加油泵加油，恢复原来油面 (24)5.2.2接通水管： (24)5.2.3接通电源： (24)5.2.4检查轴向泵和空压机皮带的松紧程度。
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第一章：绪论1.1问题的提出我国正处于社会经济大发展的重要时期, 国民经济结构中基础设施建设一直占有举足轻重的地位。
近些年来, 在工程建设的众多技术领域中隧道和地下工程技术十分突出。
据来自于各方面的统计资料表明,至2003年年底, 我国大陆已建成的铁路隧道有7400余座, 总长度4200km; 公路隧道1970余座,总长度近1000km; 已建成运营的城市地铁总长近200km。
此外,还建成大批地下厂房、地下设施和LPG等洞库工程。
从最近几年的建设规模和速度来看,铁路隧道和公路隧道分别约以每年300km和150km的建设速度在增长。
正在规划、设计和建设中的南水北调、西气东输和水电工程、LPG工程, 也为隧道和地下工程事业的发展带来了新的、更大的机遇。
从隧道和地下工程的数量、规模和建设速度来看, 我国堪称世界之最。
在这些隧道中, 中硬岩隧道占相当比例。
采用的主要钻眼方法有人工手持风枪配简易台架钻眼法、凿岩台车钻眼法和隧道掘进机法。
凿岩台车钻眼法在我国于20世纪80年代的长大隧道施工中被广泛应用，但90年代以后, 人工手持风枪配简易台架钻眼法又再次被广泛应用。
对隧道施工而言, 开挖是施工成败的关键。
人工手持风枪配简易台架钻眼法成本较低, 但是工人劳动强度大、劳动环境恶劣、施工效率较低; 凿岩台车有钻孔速度快、能缩短非钻孔时间、自动化程度高、施工安全、施工质量高、隧道开挖作业工作环境较好、施工作业的机械化水平较高,能实施超前钻孔技术等优点[1]。
凿岩台车是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备，它能移动并支持多台凿岩机同时进行钻眼作业。
国外生产凿岩台车的公司有Atlas, Tamarack等公司。
当今，我国的道路建设正处于高速度发展时期，隧道的掘进和地下工程的进行与凿岩台车是密不可分的，特别是高性能自动化的凿岩台车，计算机控制的凿岩台车是以后的趋势。
而我国的凿岩台车的设计与制造与世界先进水平之间存在的差距是不容忽视的，不管是从外观还是内部性能，使用寿命。
我国的道路建设和相关工程的高难度和特殊性又加强了对高性能凿岩台车的依赖性，我国每年都要花大量资金从国外进口相当数量的工程机械，凿岩台车的进口就占其中的一部分，不仅花费了大量资金，台车的保养和维修也是一个难题。
因此，这些残酷的事实告诉我们，靠别人不如靠自己，高性能凿岩台车的研发和制造在我国已是大势所趋，高性能凿岩台车将对我国的道路建设所带来的意义是巨大的。
基于此，本次毕业设计为凿岩台车的设计[2]。
凿岩钻车广泛用于矿山巷道掘进和回采作业、铁路隧道和国防工程等方面的施工。
随着凿岩爆破工艺的不断改善，凿岩钻车在生产建设中愈来愈显示出它的优越性。
如巷道断面大于10m2的凿岩作业、平巷掘进的直线掏槽法对钻孔平行度的要求，无底柱分段崩落法对钻孔角度的要求等，都是人力自由控制所难以保证的。
但若采用凿岩钻车进行凿岩作业，不仅完全可以满足上述各种要求，而且也为采矿过程自动控制创造了可能的前提条件。
1.2 国外凿岩台车的研究及发展现状国外研制液压凿岩机始于20世纪70年代,先后有美国Ingersoll2Rand公司、Gardner2Denver公司、瑞典Atlas Copco公司、Linden2Alimak公司、芬兰Tamrock 公司、法国Eimco2Secoma公司、德国Krupp公司和日本古河(FURUKAWA)公司等投入力量研制液压凿岩机及相关配套钻车。
其中瑞典AtlasCopco公司和芬兰Tamrock 公司生产的液压凿岩机及配套钻车最具代表性,占有60%以上的市场份额。
截止目前,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,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[3] 。
如今AtlasCopco公司生产的Cop系列液压凿岩机已经从Cop1022发展到最新推出的Cop4050型重型液压凿岩机, Cop4050的冲击功率可达40kW,装配于Simba4450系列全液压钻车上, 1993年成功用于瑞典卢基公司基律纳铁矿井下深孔采矿凿岩,钻凿孔径达115mm,这是传统的潜孔冲击器的工作范围。
潜孔凿岩虽然能得到较好的孔直度,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公司生产的HL4000系列大功率超重型液压凿岩机, 1984年在挪威年产2500万t的比约纳湖(Bjornevatn)铁矿装配Herbert钻车用于露天矿山钻凿直径230～275mm的炮孔,其凿速相当于同级牙轮钻机的116倍,而能耗仅为牙轮钻机的1/2。
由于液压凿岩机具有节能、高效、成本低和作业条件好等显著优点,国外除地下凿岩已推广应用外,在中小型露天矿和岩石工程应用方面也有不小进展[4]。
1.3 国内凿岩台车的研究及发展现状1980年由长沙矿冶研究院、株洲东方工具厂等单位研制成功我国第一台用于生产的液压凿岩机YYG80，装配于CGJ2Y型全液压钻车上在湘东钨矿进行了工业试验并通过了部级技术鉴定。
由此拉开了国内研制液压凿岩机的序幕。
相继有北京科技大学、中南工业大学、长沙矿冶研究院、马鞍山矿山研究院、中国矿业大学、煤炭科学院建井研究所、沈阳风动工具厂、天水风动工具厂、衢州凿岩机厂和宣化风动工具厂等10多个单位开发研制液压凿岩机和配套钻车[5]，到了九十年代末期, 我国先后有YYG80、TYYG20、YYGJ145(仿Cop1038H)、YYT30、YYG30、GGT70、YYG80A、YYG90、YYG250A、CYY20(仿法国RPH200)、YYG90A和DZYG38B (仿Cop1238ME)等十二种机型通过了国家鉴定。
其中冲击能在150J以下的5种，其余的7种冲击能均在150～250J之间。
可钻孔径大部分在40～50mm之间，只有YYG250A、YYGJ145、TYYG20和DZYG38B型液压凿岩机可钻孔径大于50mm,最大可达120mm。
其中已形成量产的主要有YYG80、YYT30和YYG90A三种机型。
12种型号中除3种为测绘仿制国外当时市场销售的机型外，其余都是我国自行研制的[3]。
由中南工业大学研究设计，广东有色冶金机械厂制造的CGJ25 - 2Y型全液压钻车,装配两台YYG90型液压凿岩机,，1988年在汝城钨矿使用时，与铲插式装岩机、搭接式梭车组成掘进机械化作业线，创造了在214m×216m断面中月进尺250m，掘进工效稳步超过1m/工班的好成绩，1991年在桓仁铜锌矿创造过单台单班进尺514～6m的好成绩[6]。
与法国水星系列液压钻车配套的HYD200和HYD300液压凿岩机由莲花山有色冶金机械厂引进法国Eimco2Secoma公司技术生产，其国产化率已达95%，主要部件冲击活塞寿命可达2万m以上，各项指标均已达到国外同类机型的水平,已形成批量生产[6]。
天水风动工具厂生产的CTJY12- 3型全液压轮胎式掘井钻车配置三台YYGJ145型大功率液压凿岩机、三个AB741型液压钻臂、AT1541型液压推进器及一个AF321型液压工作平台，是目前我国最大的具有80年代世界先进水平的地下掘进钻车[3]。
从上述可以看出,我国液压凿岩机的发展走的是一条自主研发与引进消化国外先进技术相结合的道路,经过几十年的发展与探索已经初步形成了自己的产品规格与系列,达到了一定水平。
但大多数厂家生产的液压凿岩机稳定性指标均在500m左右(不拆机检修)，而世界先进水平的瑞典产品则规定为6 000 m。
国内只有中国地质大学生产的DZYG38B型液压凿岩机样机的工业性试验才达到这一世界水平的指标[3]。
因此，国内液压凿岩机与国际先进水平尚存在很大差距，引进机型现在尚未完全国产化,其关键零部件仍依赖进口。
究其原因主要有如下几个问题:一是高速、高压下的密封结构和支承活塞运动的前、后导向套的结构；二是活塞、钎尾、导向套和密封材料的选择与应用,以及材料热处理和高精度加工；三是蓄能器隔膜的材料及寿命等。
从而导致零件寿命低，密封不可靠，内外泄漏严重，以及活塞研缸和导向套咬合等故障，造成国产液压凿岩机可靠性指标下降[7]。
1.4岩台车的发展趋势随着电液比例技术和自动化技术的发展及其在凿岩台车上的应用，凿岩台车呈现出从机械化向自动化、环保化、多样化发展的趋势[8]。
1.4.1凿岩台车的全自动化发展趋势随着液压控制和电子技术的发展和应用，凿岩循环已实现自动化，即自动开孔、防卡钎、自动停机、自动退钎、台车和钻臂自动移位、定位以及遥控操作系统等。
全自动化的台车被称为凿岩机器人。
由于这类凿岩机器人主要用于隧道的开挖，又被称为隧道凿岩机器人。
挪威、日本、法国、美国、英国、德国、芬兰、瑞典及俄罗斯等国家的多家企业相继参与了全自动化凿岩机的研制工作。
特别是近年来，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台车也相继出现，并已达到实用化的程度[8]。
1.4.2凿岩台车的环保化发展趋势为了降低噪声，保护操作人员的健康和改善工作环境，一般选用液压凿岩机。
这是因为液压凿岩机噪声小，不会排出油雾和有害气体。
与气动凿岩机相比，液压凿岩机还具有动力消耗少、能量利率高、凿岩效率高、没有排气噪声等优点。
但是，液压凿岩机产生的噪声声压级仍高于90dB(A)，达到100dB(A)左右，且声能主要集中于1 kHz一5kHz频率段，仍在人耳敏感频率范围内。
若不采取噪声防护措施，对施工人员的身体健康仍然有害。
液压凿岩机的噪声源主要有冲击机构产生的噪声、回转机构产生的噪声和钎头破碎岩石产生的噪声。
液压凿岩机的噪声主要由结构噪声引起，液压凿岩机结构间隙、蓄能器参数、撞击材料的特性以及连接件的松紧度等都是影响液压凿岩机噪声的因素。
要降低液压凿岩台车的噪声，应综合采取多种措施。
目前除了对液压凿岩机结构进行技术攻关、技术改造外，还在远距离有线无线控制和设计研制全隔音驾驶室等方面取得了很大突破[8]。
1.4.3凿岩台车的多样化发展趋势目前世界上各大公司液压凿岩台车的钻臂、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台车，实现了品种的多样化，同时缩短了产品设计周期，产品更新换代快[8]。