以某型液压凿岩机为研究对象,建立液压凿岩机冲击动力学理论模型,运用数值仿真分析软件MATLAB对液压凿岩机冲击位移、冲击速度、冲击能、冲击频率、冲击效率等冲击特性进行研究。研究结果表明:液压凿岩机冲击位移、冲击速度呈现周期性变化趋势;随着冲击活塞质量增加,液压凿岩机冲击位移、冲击速度峰值都呈现逐渐减小的趋势;随着冲击活塞质量增加,液压凿岩机冲击能、冲击频率、冲击效率分别呈现先增加后减小、逐渐增加、逐渐减小的变化趋势。该研究为液压凿岩机冲击特性改善、冲击效率的提高等方面提供理论依据。

介绍瑞典阿特拉斯-柯普科和林登-阿立马克两公司生产的液压凿岩机的系列、规格、结构特点及其应用范围。

列举了TAY系列液压凿岩机在生产和使用中出现的一些问题,介绍了解决问题的方法,可为本行业液压凿岩机的生产提供借鉴。

液压凿岩机用20CrNi3钎尾在凿岩300 m后发生断裂。通过化学成分分析、断口形貌与金相组织观察和力学性能测试,对20CrNi3钎尾断裂原因进行分析。结果表明,钎尾的化学成分、冲击性能、硬度和硬化层厚度均满足技术要求。钎尾断口为宏观脆性疲劳断口,断裂的主要原因是零件渗碳后淬火温度过高,导致渗碳层中残余奥氏体含量较高,加工和使用过程中进一步发生马氏体转变,存在较大的残余应力和相变不稳定性。20CrNi3钎尾抗疲劳性能降低,在使用过程中出现疲劳断裂。通过降低淬火温度或增加深冷处理,减少渗碳层残余奥氏体含量,有利于改善20CrNi3钎尾抗疲劳性能;另外,为保证产品质量,可以编制20CrNi3钎尾显微组织验收标准。

为提升液压凿岩机冲击能检验参数的准确度,综合光电位移检测系统构成及试验原理,从反复测量、液压压力波动、仪表自身误差、试验过程误差、试验人员等方面全面分析了影响液压凿岩机冲击能检测的原因,并以YYG-21/900型产品为检测样品,依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》技术规范,确定测量冲击能的数学模型,甄别检测过程中不确定度的来源,进行分量标准不确定度、合成不确定度以及扩展标准不确定度评定,为正确评定冲击能测试结果提供准确的方法。

冲击能是凿岩机的重要性能参数。国内测量冲击能的方法有应力波法、高速摄像法等。文中叙述了高速摄像法测试液压凿岩机的冲击能的全过程,介绍了测试信号采集、数据处理的方法,实际测量值与理论计算值很接近,达到了测试目的。

针对凿岩机执行钻凿工作时的第Ⅰ类“卡钎”溶洞卡钎工况时钎杆突然凿入溶洞使钎杆卡死的问题,提出一种防卡钎阀和防溶洞(Ⅰ类)卡钎液压控制系统。基于溶洞(I类)卡钎工况产生时凿岩机系统的变化情况,设计卡钎液压控制系统,详细描述该系统及防卡钎阀的工作机理;设计了防卡钎换向阀,控制两个液控口给凿岩机输送液压能,以实现凿岩机轻冲击和重冲击两种状态的施工需求,可快速有效预防卡钎事故、稳定可靠,并对该系统进行了详细地仿真分析。结果表明:系统回转液压马达的流量受系统节流阀孔通径的影响较大,受回转压力的影响较小;根据轻冲击时冲击能应尽量减小且重冲击时的冲击能应尽量取大值的原则,选择轻冲击控制节流阀和重冲击控制节流阀的通流孔径分别为2.3、7.5 mm时,系统有良好的凿岩效果,验证了防卡阀在预防防溶洞(第Ⅰ类)卡钎有较...

液压凿岩机是高炉开铁口机的核心部件,安装质量直接影响到其工作效率、应用成本和效益创造。其配合尺寸和形位公差要求非常严格,而且现场位置空间狭窄,大型吊装设备无法靠近。针对上述存在问题,钻杆卡具的安装利用自制非标准成型工具,确保钻杆连接孔轴线与基准轴线同轴度公差为Φ0.01 mm;增设凿岩机链条导轮装置,避免跳齿、脱链、甩掉现象,减少故障和磨损,延长凿岩机链条使用寿命;发明一种液压凿岩机专用维修工具,避免直接装夹花键的工作面,确保安装质量,提高功效5倍以上。

在分析液压凿岩机用途、工作原理的基础上,介绍了液压凿岩机性能试验台的组成及工作原理,并详细阐述了其液压系统主要回路的设计。与原液压系统相比,具有自动化控制程度高、压力流量无级调节等特点。

液压凿岩机钎杆回弹造成了机体刚性冲击,降低了凿岩机的工作效率和使用寿命,针对此不足,通过回弹波动理论分析,提出了回弹速度的计算方法和回弹缓冲装置的设计方法,从蓄能器的耦合和局部阻力角度建立缓冲活塞的数学模型,得出了缓冲活塞运动的非线性方程.利用Simulink对缓冲活塞进行了运动学仿真,分析了预充压力对回弹缓冲装置的动特性影响和其对工况的响应能力,并与实验结果进行对比,验证了仿真的准确性.结果表明回弹速度与预充压力无关,与工作介质有关,介质系数增大,回弹速度增大.回弹缓冲装置设计有很好的工况响应能力,增加了液压凿岩机的可靠性,工作效率提高了7.23%,更符合实际工况要求.