矿山固定机械与运输设备教案

矿山固定机械与运输设备教案授课教师：胡宝东授课名称矿山固定机械与运输设备课时4第一篇钻掘机械授课教师胡宝东职务/职称授课对象综采机掘一线岗位各工种职工基本教材和主要参考资料《矿山机械与设备》胡运金主编教学目的和要求1、通过露天矿山和地下矿山的开采工艺过程了解矿山常用的机械设备2、了解影响矿山机械与设备的岩石软科学性质教学重点和难点矿山工程中常用的机械设备类型一、岩石的破碎过程钻凿岩石的机械方法有冲击作用、旋转作用和旋转冲击联合作用等三种方式。一、冲击式凿岩过程向钻头施加一个垂直于岩石表面的冲击力，在此冲击力作用下，使钻头切入并破碎岩石。二、旋转式凿岩过程向钻头施加一个扭转力和一个固定的轴向力，钻头以螺旋线形向前运动，并破碎岩石。三、旋转冲击式凿岩过程向钻头施加一个扭转力和一个间歇的轴向力，使钻头与岩石表面成一定的倾角向岩石内钻进。第二节钻孔机械种类一、根据破碎岩石的过程不同，可将钻孔机械分为：1、旋转式钻机：如多刃切削钻头钻机、金刚石钻头机等，主要用于在中等硬度以外的岩石或煤矿中钻孔。2、冲击旋转式钻机：如凿岩机、潜孔钻机、钢绳冲击式钻机等，主要用于在中等硬度以上的岩石中钻孔。3、旋转冲击式钻机：如牙轮钻机，主要用于在中等硬度以上的岩石中钻孔。二、根据钻机使用场地不同，又可分为井下钻机和露天钻机。三、根据钻孔深度不同，可分为深孔钻机和浅孔钻机。此外，还机械凿岩、热力剥落凿岩、熔融气化凿岩和化学凿岩等。凿岩机械分为凿岩机和钻机两类，钻机又有露天钻机和井下钻机之分。凿岩机是用于在中硬以上的岩石中，钻凿直径为20～100毫米、深度在20米以内炮孔的机械，按其动力不同可分为风动、内燃、液压和电力凿岩机一、凿岩机的工作原理：各种凿岩机的动作原理都是冲击转动式。即利用压差作用迫使活塞在缸体内用作高速往复运动，并冲击钎尾。如图所示。二、凿岩机的分类及各类凿岩机的工作原理、使用条件按照冲击钎尾和转动钎头所用的驱动力不同，划分有风动、电动、内燃、液压等类型凿岩机。1、气动凿岩机：以压缩空气为驱动力。使用广泛。①种类：手持式凿岩机（Y-3、Y-26）、气腿式凿岩机（YT-24、7655、YT-26、YT-28、YTP-26型）、伸缩式（上向式）凿岩机（YSP-45、01-45型）、导轨式（柱架式）凿岩机（YG-40、YG-65、YG80、YGZ-90型）。如图所示。②主要组成机构及工作原理：☆冲击配气机构：由配气机构、气缸、活塞和气路等组成，其作用是将压缩空气依次输送到气缸的后腔和前腔中，推动活塞作往复运动，从而获得活塞对钎尾的连续冲击动作。如图所示。☆转钎机构：常用的转钎机构有内回转和外回转两大类。内回转式是当活塞往复运动时，借助棘轮机构使钎杆作间歇转动，如图所示。外回转式是由独立的发动机带动钎杆作连续转动。☆排粉系统：排粉方式有凿岩时注水冲洗加吹风和停止冲击强力吹扫两种。其作用是将凿岩过程中产生的岩粉及时排出孔外。☆凿岩机的支承及推进机构：以气腿为主。如图所示。其作用一是支承凿岩机重量；二是克服凿岩机工作时的后座力，使活塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，以提高凿岩效率。☆操作机构：由操纵手柄组成（控制凿岩操纵阀、气腿的调压阀及换向阀），如图所示。调压阀：用于无极地调节气腿的轴推力，以适应凿岩机各种不同条件下作业时对轴推力的要求。换向阀：用于改变调压阀内腔进气方向，从而使气腿伸缩。润滑系统：一般都在进气管路上连接一个自动注油器，实现自动润滑。2、液压凿岩机：以高压油为驱动力，由冲击器和转钎机构组成。如图所示。冲击器采用活塞双腔回油，滑阀配油的工作原理；转钎机构采用摆线液压马达驱动，一极齿轮减速后带动钎杆回转。如图所示。3、电动凿岩机：以电动机的旋转运动为驱动力。①分类：离心冲击锤式和曲柄连杆活塞式。②结构及工作原理：☆离心冲击锤式凿岩机：如图所示。☆曲柄连杆活塞式凿岩机：如图所示。4、内燃凿岩机：以小功率内燃机为驱动力。如图所示。三、各类凿岩机的优缺点及其技术特征1、液压凿岩机：※优点：①动力消耗少，能量利率高；②凿岩机性能和凿岩速度较高；③润滑条件好，零部件寿命高；④可一人多机操作，台班工效高。※缺点：①机器零部件制造和装配精度严格；②维护保养技术和成本费用高；③环境因素会影响其性能及凿岩速度。※液压凿岩机技术特征：P32页表2～３所示。２、电动凿岩机：※优点：①动力单一；②成本低；③机械效率高。※缺点：①冲击力和冲击频率较低；②零件易损坏。※电动凿岩机技术特征：P33页表2～2-4所示。3、内燃凿岩机：※优点：本身带有动力机械，使用灵活，适用于野外或没有其它能源的地方作业。※内燃凿岩机技术特征：P35页表2～2-5所示。四、选择凿岩机应考虑的因素：以风动凿岩机为例，应主要考虑下列因素：1、作业场所（平地、天井、竖井和广场等）；2、钻孔的方向、孔径和深度；3、矿岩坚硬程度；五、影响风动凿岩机凿岩效率的主要因素：1、凿岩机的性能参数(冲击功、冲击频率、扭矩和转角等)；2、凿岩机的工作条件(岩石坚固性、风压和轴推力等)；3、凿岩工具(钎头直径、结构、形状和钎杆长度等)；