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冲击旋转型液压锚杆钻机破岩基本原理以及其钻头优化

发布时间:2020-03-11   浏览量:141次

冲击旋转型液压锚杆钻机在一些具有岩石结构比较复杂的场景中的应用是比较有效的,因为岩层的不同导致有些岩石硬度太大,可能超过钻机的使用范围,因此近些年研究出来的具有冲击钻进功能的锚杆机就比较好的解决了这个问题。本文主要向大家介绍这种钻机的原理以及其钻头设计的优化。


钻转冲击型的钻机近年来越来越受到欢迎了,因为其可以应用于较为广泛的锚固工程的施工中,是进行锚杆支护工程的关键性设备之一,在一些不同硬度岩石密布的区域,能够进行有效的钻进作业,下文就为大家介绍一下这种机械的工作原理及其钻头的设计优化。


一、旋转冲击钻进岩石的原理。

普通锚杆钻机在进行钻进之前,先要研究一下岩石破碎的特点以及预测其受力的分布情况,当钻转冲击头工作的时候,可以在很短的时间内使冲击锤一很快的速度冲击钻尾,钻尾在受到这种冲击力之后,会产生相应的压缩力以波的形式传递至钻头,于是这样就能够产生比较大冲击力。


当冲击速度能够达到在岩石表面产生裂缝的时候,这种分裂力就会像整个岩石进行蔓延,因为此时产生的弹性波传递速度是比裂缝产生速度快的,因此这是就会在岩石的表面产生局部的破碎现象。


而旋转冲击钻进在破岩的时候,基本与普通类型差不多,也是通过液压能来驱动装置的冲击结构,当锚杆尾部接收到相应的速度于力量的冲击波以后,将这种波动传递至岩石上,从而使岩石先产生表面的破碎,产生一定数量的沟壑。


当钻头被带回以后,会在二次不断进行此处孔位的冲击,此时岩石不断被破碎,一般情况下这种破碎的岩石会堵在洞里,这时将轮到旋转钻头上场了,钻头被马达带动不断进行旋转,将破碎以后的岩石排出,每次破碎的岩石能够不断的从孔底排出到外界,这样就能够保证岩石钻进的顺利进行,而不用每次停下清理孔位。


轮胎.jpg


二、旋转型动力头的设计优化。

旋转冲击机械装置的动力头主要有两个部分组成,分别是旋转装置于冲击装置。旋转装置的设计为双马达为动力系统,安装空心输出轴与齿轮内外啮齿方案,其中的双马达能够为钻孔过程提供稳定并且强大的动力,空心轴能够减轻装置的重量来方便安装与搬运。


钻机的冲击旋转部分是一种无阀结构,这种结构式通过活塞的运动位置不同进行变化供给液压油的结构,工作的原理主要是根据液压油的可压缩性,探测到容器容积比较大的时候,进行比较强大的压缩,使得活塞能够不断往复运动,从而产生压力带动钻头钻进或者是旋转。


这种无阀冲击结构需要的部件比较少,结构上也比较简单,因此相对来说制作成本不是很高,维护的时候也比较方便,使用时可以安装一个储能器能够使其输出效率更高。不过这种冲击旋转结构的压力波动比较大,使用时会引起高压软管震动从而使接头发生松动,会较为严重的影响结构的正常运行。


因此减小结构的压力波动强度时提高性能且使及其寿命提高的关键点,由前人的理论分析发现这种波动大小主要与蓄能器的有效排量有关,因此在设计中厂家应该尽可能的减小有效排量,从而使得无阀冲击结构更加稳定有效。


上文说到的就是冲击旋转型液压锚杆钻机破碎岩石的原理,以及无阀冲击旋转冲击钻机钻头的优化,使用这种钻机能够有效提高岩石钻孔作业的效率,能够适用绝大多数工程场景,也能保证工人的人身安全。