液压凿岩机结构设计
液压凿岩机部分结构参数的设计
温升， 0 ・ ） （ ） 代入式 （ ） 并整理得： 将式 （ # #式 % / $ % " 1 （ " $ 2 " 1 . )( ( ) ) ) #" )） &
% " 1 $ 万方数据 . . ， /’ "3 /’ " 1 . ) #2 ) )
（ ） &
" " ) ’
东北大学学报 （自然科学版）
)
$% %
$ ( % $ $ ) （ ） ! #+# , & # 2 ! . * ) ) ) & " ； ； $ 3 2 " ・ )" )" $ ( $ ) $ # $ .* ) " ! ### )!
） 求温升 " 显然， 由式 （& 1 ) 的解析解是十分 困难的， 只能借助计算机求其数值解， 然后由式 ） 可计算出动力黏度 " 再由式 （ ） 即可求得在 （ % $ )， 一个周期内活塞运动任一时刻的功率损失・活塞 在一个运动周期内， 前腔台肩封油段的能量损失 为 " (! （ #+# , & #） + ［# " $ "* "* . /］ 4 %； ! ! ###
液压凿岩机 图文
——自选课题
二、结构原理（后腔回油前腔常压油型） 1-缸体；2-活塞；3-蓄能器；4-套阀；5-右推阀面
——自选课题
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，向右做回程运动，当活塞2超过信号孔位 A时，使阀4右推断面5与压力油相通，因该面积大于阀左腔的面积， 使套阀4向左运动，进行回程换向。
——主要工作内容
主要工作内容
• 1. 完成导师及领导安排的任务，熟悉油气润滑系统 • 2. 被安排到工地，熟悉三臂台车以及工作流程 • 3. 打钻和保养，在导师指导下解决一些现场问题
——自选课题
液压凿岩机
一、简介 用高压油作为动力推动活塞冲击钎子，附有独立回转机构的一种 凿岩机械。 在冲击凿岩系统中，凿岩机是完成能量转换的动力机构，钎杆是 动力传递机构，钎头是破碎岩石的工作机构。凿岩机输出的能量借助 钎杆和钎头传递给岩石，达到破碎岩石形成炮孔的目的。凿岩机的性 能好坏是影响凿岩生产率和成本最关键的设备。
——自选课题
压力油通过机体内部孔道与活塞后腔相通，活塞向右做减速运动 ，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。
—
—自选课题
由于后腔作用面积较前腔大，活塞向左做冲程运动，当活塞越过 冲程信号孔位B时，阀4右端推面5与回油相通，阀4进行冲程换向， 为活塞回程做好准备，与此同时活塞冲击纤尾做功，如此循环往复工 作。
新型液压凿岩机部分结构参数设计研究_罗生梅
图1
新型液压凿岩机冲击机构工作原理示意图
左腔 C 中的油液通过 U 口、 液控单向阀 4 、 二位四通液 控换向阀 9 的 B 口及 O 口回油箱， 冲击活塞 D 开 始 向 W 口 与 F 腔 接 通， 左运 动 ， 冲击活塞 D 到达最左位时， 压力油经过单 向阀 11 、 节 流 阀 10 进 入 二 位 四 通 液 控
3
(1)
— — 前后腔与中间腔的压力差( Pa) 式中: Δp i — — — 间隙处油液的动力黏度 ( Pa·s) μi — li — — — 台肩长度( m) d— — — 活塞台肩公称直径( m) — — 活塞与缸体的间隙( m) δi — — — 相对偏心比 ε— 式( 1 ) 中， 等号后第二项的正号为 i = 2 时选取， 负 号为 i = 1 时 选取。 则 由 缝 隙 泄 漏 和 摩擦引 起 的 功 率 损失为: E f， i =
黏度可表示为: μ i = μ0 e
αp i － λΔT i
液压与气动
W1 + W2 = W ， δ1 = δ2 即可求得允许的最大间隙 δ max 。 2 ) 最小间隙的计算
107
( 3)
由于液压凿岩 机 冲 击 机构的 冲 击 频 率很高， 即活 ， ， 塞的运动周期极短 因此 可以认为活塞在一个周期内 的运动过程为绝热过程， 根据热平衡原理可得: E f， i = ρ cQ i Δ T i ( 3) 、 ( 4 ) 式中: 在( 2 ) 、 — — 油的黏压系数( 1 / Pa) α— pi — — — 前后腔的压力( Pa) — — 油的黏温系数( 1 / k) λ— — — 油的密度( kg / m3 ) ρ— c— — — 油的比热容 J / ( kg·K) — — 常温常压下油的动力黏度( Pa·s) μ0 — — — 缝隙中油的局部温升( K) ΔT i — ( 2) 、 ( 3 ) 代入式( 4 ) 并整理得: 将式( 1 ) 、
液压凿岩机的结构分析报告
活塞
活塞是传递冲击能量的主要零件，其形状对破岩效果有较大影响。由波动力学理论可 知，活塞直径与钎尾直径越接近越好，且在总长度上直径变化越小越好。通过对气动凿岩 机和液压凿岩机两种活塞的效果比较发现，液压凿岩机的活塞只比气动凿岩机的活塞重 19 ，可是输出功率却提高了一倍，而钎杆内的应力峰值则减小了 20。因此，双面回油型液压 凿岩机的活塞断面变化最小，且细长，是最理想的活塞形状。
2018
非常感谢您的观看
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
知识回顾 Knowledge Review
配流阀
液压凿岩机的配流阀有多种形式，概括起来有套阀和芯阀两大类，芯阀按形状又可分 为柱状阀和筒状阀。套阀只有一个零件，结构简单，其结构受活塞的制约，只能制成三通 阀。而芯阀是一个部件，由多个零件组成，结构较为复杂，可制成三通或四通阀。三通阀 适用于单面回油的机型，而双面回油型液压凿岩机则必须采用四通阀。
2018
液压凿岩机的结构分析
yimeijx02
? 液压凿岩机主要由冲击机构、回转机构、供水排粉装置及防尘系统等部分组 成，其凿岩作业是冲击、回转、推进与岩孔冲洗功能的综合。各有自己的特 点。如有带行程调节装置的，也有无此装置的，有采用中心供水的，也有采 用旁侧供水的，缸体内有带缸套的也有无缸套的，为了防止深孔凿岩时钎杆 卡在岩孔内拔不出来，有几种新型液压凿岩机在供水装置前面还设有反冲装 置。
? 下面介绍液压凿岩机的一些基本结构：
1、冲击机构。 液压冲击机构由缸体、活塞、配流阀、蓄能器及前后支撑套与密封装置等组成。
缸体
缸体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。为解决此问题，各型液压凿岩机采取了不同的办法。有的加前后缸套，以利于 油路和沉割槽的加工，且维修时便于更换；有的不加衬套，为便于加工，把缸体分为几段 ，而轻型液压凿岩机大多采用整体式缸体。
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。
液压凿岩机图解
液压凿岩机图解冲击原理液压凿岩机都是由活塞运动产生冲击和频率，通过活塞传递能量，达到钻孔和拆除的目的。
凿岩机是由许多易于加工和热处理的部件组成，用四个简图来说明冲击原理。
1、主体2、主活塞3、换向阀4、4个活塞5、2个蓄能器2、因布置空间的限制，在液压凿岩机上用了二个充气式蓄能器，而不能用一个大容积的BRH’S和BBH’S是同样的。
当推动换向阀时，就意味着推动活塞油液有四个不同的流涌路线：（1）到蓄能器（2）到小活塞（3）换向阀（4）到主活塞当换向阀和小活塞的通道堵住时，公蓄能器和主学徒通道可以进油。
由于压力油总是沿着阻抗小的线路流动，因此流入活塞底部充有氮气的蓄能器，压力为38bar。
由于小活塞的总面积小于主活塞总面积，主活塞开始向上运动，推动换向阀至终点。
因为换向阀位置的改变，产生了通过蓄能器和换向阀开口的油路。
由于换向阀的作用，系统产生比蓄能器大得多的压力，使蓄能器迅速充油，并充满活塞后面的空间。
由于活塞上部面积大于下部面积，油压推主活塞向下运动，并离开换向阀，至使油液活塞背后的腔室。
蓄能器可提供活塞加速过程所需油液。
这时，换向阀被油压得保持到一定位置上见图。
这个过程S油通过阀孔进入，并通过阀的顶部，有较大的力去推动活塞运动，这时：S三个活塞的主要协能是保证换向阀在所有的位置上，都顶着活塞。
当活塞到达冲程底部时，换向阀也就到达底部了。
当换向阀向下移动时并闭了活塞顶部油口中，切断了供往上腔的高压，这样，就又回到开始的位置。
冲击器可能会出理的问题：（1）活塞在底部位置卡住不能运动。
（2）活塞与换向阀之间有尘粒，不能运动。
（3）如果活塞坏了，有明显的不规则运动，如果是弹簧蓄能器坏了，凿岩机回程可以明显的看出。
（4）如果是活塞与换向阀之间油封坏了，油进入得快，产生高频，但打击能量很小。
（5）换向阀与柄体之间油封坏了，油将内泄，导致传送能量降低和频率损失。
液压凿岩机回路液压凿岩机的基本回路包括P1回路、P2回路的供油个油路的流量为55L/min，具有回转马达的液压凿岩，冲击部件油的输送都具有自动停止装置。
液压掘岩机的优化设计和分析研究
液压掘岩机的优化设计和分析研究液压掘岩机是一种用于对岩石、混凝土等较硬材质进行扒掘、剥离、破碎的工程设备,它不仅可以进行扒掘、剥离,而且可以扒掘、剥离和破碎同时进行。
目前该产品未在市场上推广,对其的研究还处于初期阶段,因此对液压掘岩机的设计研究是目前最需要的。
从结构上讲,液压掘岩机主要由冲击器壳体、冲击器、掘岩钩组成,但液压冲击器的设计研究较为成熟,且掘岩钩是液压掘岩机的工作部件,所以对掘岩钩的研究是重点。
由于液压掘岩机的工作过程与冲击摆、打桩机和液压破碎锤类似,所以本文主要参考它们的分析理论对掘岩机进行了分析。
本文首先对液压冲击器的基本原理及其关键部件的研究状况做了概述,并根据企业提供的设计要求进行液压冲击器的设计计算,再根据其计算结果,对液压掘岩机的关键零部件进行建模,然后对已经设计的液压掘岩机进行有限元分析,提出了掘岩机的优化意见。
其次,利用冲击摆的理论分析出了掘岩钩与转轴安装的最佳位置,提出了掘岩钩的另一种结构模型: 利用楔形桩的分析方法对掘岩钩的承载能力进行了分析,推算出了掘岩钩顶端的极限承载力的估算公式和掘岩钩侧面的承载力估算公式,证明了承载力与掘岩钩的结构尺寸和介质的性能参数有关,然后用冲击机械碰撞研究常用的应力波分析方法分析掘岩钩中应力波的传播特性,得出了应力波的传播与掘岩钩的结构参数有关。
最后通过ANSYS/LS-DYNA软件仿真模拟了短钎杆冲击掘岩钩的过程,并根据其后处理结果说明了掘岩钩参数对冲击力和应力波传播的影响情况。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
进入20世纪以来，随着各类工程在岩石断面上掘进的工作量日益增加，生产效率要求越来越高，气动凿岩机的钻凿能力与生产发展需要之间的矛盾日益加剧。
生产的发展迫切要求用效率高、生产能力大的新型凿岩机来取代气动凿岩机。
1970年，法国蒙塔贝特（Montabert）公司首先研制成功第一代可用于生产的H50型液压凿岩机，开始在世界范围内应用液压凿岩设备。
由于液压凿岩机和气动凿岩机相比具有明显的优越性（表1.1），瑞典、英国、美国、德国、芬兰、奥地利、瑞士和日本等国陆续研制出各种型号的液压凿岩机，使液压凿岩机技术和生产在30多年间有了很大发展（表1.2）。
目前在国外，液压凿岩机已经成为导轨式凿岩机产品的主流。
90年代先进国家的岩石开挖工程采用的液压凿岩设备占凿岩设备总量的80%以上。
其中瑞典Atlas Copco、芬兰Tamrock、法国Secoma等公司的液压凿岩机及配套产品在世界上具有代表性。
前两者的液压凿岩设备销售量占世界销售总量的一半以上。
表1.1 液压和气动凿岩机的比较比较性能气动凿岩机液压凿岩机能量利用率10% 30-40%噪声液压凿岩机比气动凿岩机降低10-15 dB(A)排气油雾有无凿岩效率液压凿岩机比气动凿岩机提高1倍以上主要零部件寿命短长钎具消耗多少工作介质压缩空气液压油、乳化液介质压力，MPa 0．4-0．5 14-20每米炮孔成本1：0．77实现自动化的难易程度困难容易使用维护方便较困难表1.2 液压凿岩机的发展进步20世纪70年代20世纪80年代20世纪90年代凿岩机型号近40个近100个超过100个年产量接近2000台10000台以上20000台以上凿岩机冲击功率,kW 10 20 40目前国外的液压凿岩机正向重型、大功率和自动化方向发展。
超重型大功率液压凿岩机已能钻凿直径180-275毫米的炮孔，凿岩速度是牙轮或潜孔钻机的2-4倍，而能耗仅为潜孔钻机的1/4。
它可以完成自动移位和定位、自动开孔、自动防卡钎、自动凿岩、自动退钎等凿岩循环，并可遥控的全自动液压凿岩机械已较多应用于隧道开挖。
液压凿岩机器人技术和产品也在20世纪80年代开始开发。
日本东洋公司的AD系列、法国Montabert公司的Robofore系列、瑞典Atlas Copco公司的系列以及芬兰Tamrock公司的Datamatic系列凿岩机器人都已问世。
1.1.2 国内液压凿岩机发展概况我国从上世纪70年代开始研制液压凿岩机。
1973年11月制造出第一台YYG－80型液压凿岩机样机，后几经改进，于1980年9月在湘东钨矿通过了部级鉴定。
目前我国已有北京科技大学、中南工业大学、长沙矿冶研究院、煤炭科学研究院北京建井研究所、沈阳风动工具厂、天水风动工具厂和衢州煤矿机械厂等10多个单位研制的20多种型号的液压凿岩机通过了省部级鉴定。
为发展我国的液压凿岩机技术和产品，近十多年来，莲花山冶金机械厂、沈阳风动工具厂、天水风动工具厂、宣化风动工具厂、南京工程机械厂先后耗资1000万美圆从Atlas Copco和Secoma公司引进4种重型导轨式液压凿岩机制造技术。
但由于各方面原因，除莲花山冶金机械厂的HYD200和HYD300型液压凿岩机产品产量和质量比较稳定外，其余的产品均未形成批量能力，质量也有很大差距。
这远远不能满足我国工程部门需求。
近10年来，我国大型矿山及大型工程均采用了引进的大型液压钻车。
共从5个国家7个公司购进全液压凿岩设备近30个型号500多台套，重型液压凿岩机1200余台，耗资几十亿人民币。
我国一些单位也看到具体国情对轻型液压凿岩机的大量需求。
长沙矿冶研究院等十多家科研单位和企业曾经研制过多个型号的支腿式液压凿岩机，但大都没有成功。
其主要原因是：1）这些产品大多不合理地采用了内回转结构，从结构设计上就不满足液压凿岩机高频率、大扭矩的需要；2）在材料选择和制造工艺方面仍受气动凿岩机的影响，达不到液压凿岩机的性能要求。