气动凿岩机是山岭隧道开挖中较为常见的凿岩机械,但使用时往往伴随水害和泥害发生。研究发现,气动凿岩机在凿岩过程中会产生大量的炮眼钻进信息,如钻进速度、振动强度、冲击力等,这些钻进信息能够综合反映围岩的质量情况,是围岩质量评价和不良地质体识别的重要参考依据。为有效采集此类炮眼钻进信息,文章设计研发了一种气动凿岩机的随钻探测设备,在隧道现场测试中该设备可以利用位移传感器、加速度传感器、冲击力传感器等各类高精度传感器有效获取炮眼钻进信息,从而为进一步分析钻进信息做准备。

介绍了气动凿岩机、凿岩台车的国内发展概况,归纳了气动凿岩机、凿岩台车及盾构机在隧道掘进施工中各自的使用特点和局限性,分析了气动凿岩机、凿岩台车及盾构机的国内市场占比及未来的发展趋势。

基于压缩空气的有效能量,提出了气动凿岩机能量利用率的计算方法。由各类(不含导轨式凿岩机)标示的性能参数计算了其能量利用率(12.93%~21.87%),其值均远低于液压凿岩机的能量利用率(50%)。根据三种气腿式凿岩机性能参数实测数据计算了在不同工作压力下的能量利用率,计算结果表明其变化规律取决于结构参数。本文能量利用率的计算方法,亦可用于气动工具和潜孔冲击器等产品能量利用率的计算。

岩石巷道是煤矿生产建设中的重要组成部分,也是矿井建设的重点工程,其岩巷掘进工程量和岩巷掘进工期占据矿井建设工程量和总工期的一半左右,对煤矿生产接续起到主导作用和关键影响。为了提高矿井岩巷掘进效率,国内外学者进行了大量的研究,一致认为,钻爆法掘进与全断面掘进是实现机械化、智能化和现代化的最为直接的有效的掘进方式。从安全效益和经济效益来说,液压掘进钻车及其配套设施是我国目前条件下煤矿掘进方式中最为先进的方式。

气动凿岩机的新型水冲洗机构用于凿岩过程中控制水针处水的压力和开闭,设计水冲洗机构的目的在于防止水压高于气压时,凿岩工作异常。该水冲洗机构主要包含一个特殊的水阀,当水压低于气压时,允许水通过水针。水冲洗机构中有一个通道可以让水从水针通过,并且能被压缩空气所阻止。如果水压高于气压,这个机构中的水阀会移动到某一位置阻止水流经过水针,直到水压下降到某一点并且低于气压的时候,水阀将再次开启,确保凿岩机工作时水压始终低于气压。

通过分析气动凿岩机消声器种类及优化设计思路,对S215凿岩机消声器进行结构优化设计,进而利用仿真软件对消声器3D模型进行仿真分析;加工多种消声器实物样件,各种方案消声器装配到凿岩机上进行噪声检测评估,结果显示计算机仿真模拟结果与实测结果趋势基本一致,使用原始设计的消声器主机噪声为107 d B,优化设计后主机噪声为105.4 d B,从而降低声能15%以上。

为了在寿命试验台上模拟气动凿岩机的扭矩,研究了一种通过齿轮泵将机械能转化为液压能时产生的扭矩反作用于气动凿岩机的方式对其施加扭矩的装置。本文介绍了该装置的基本组成、工作原理、理论计算和该装置的特点。研究表明这种施加扭矩的装置是有效可行的,该装置不但适用于寿命试验台提供长时间连续扭矩,还可应用于气动凿岩机出厂前扭矩的批量检测。

分析凿岩机传统的润滑及冷却机构存在的问题,为了解决传统凿岩机存在的气水联动失灵和"洗锤"等问题,提出一种新型气动凿岩机润滑及冷却机构的技术方案,给出新型气动凿岩机润滑及冷却机构的实施方式。新型润滑及冷却机构有效提升了气动凿岩机的润滑及冷却效果,防止了气动凿岩机正常工作过程中和结束时的倒灌情况,整体提高了气动凿岩机的寿命。

分析露天凿岩钻机的发展历史与现状,概述目前常见的露天凿岩钻机类型,认为国外凿岩钻机的发展与计算机控制系统的融合已经成为时代发展趋势,朝着智能化和自动化的方向发展,实现了产品系列化、自动化,而且高技术应用效果显著;国内凿岩机技术的相关研究和研发工作实现了新的突破,并逐渐打破进口依赖,逐步追赶世界先进水平,但是当前国内露天凿岩钻机技术水平和国际领先技术水平还存在比较大的差距,在自动化和智能化、关键技术上和关键零部件、科研和实践方面都亟待优化发展。建议结合市场对凿岩机的现实需求,借鉴国外先进经验,随着技术不断革新,研发不断突破,实现露天方向;大型化、重机化;计算机控制的自动化、智能化;出现工业级、专业级、普通级等细分化;标准化、系列化发展;实现社会经济效益整体优化发展。

介绍了一种加装气动恒压装置的气动凿岩机性能测试试验台的结构和工作原理，以及气缸的选择方法。