了解矿用牙轮钻头机的技术数据

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-02-11 03:06 标签： 矿用牙轮钻头
　　摘要：随着国民经济的高速发展，矿产资源的开发利用成为我国社会经济发展的重要支柱。凿岩作业作为整个矿山生产中的一环，对矿" />
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矿山机电管理中牙轮钻机的基本研究
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　　摘要：随着国民经济的高速发展，矿产资源的开发利用成为我国社会经济发展的重要支柱。凿岩作业作为整个矿山生产中的一环，对矿山生产效率、生产成本和生产安全等有着极其重要的影响。 中国论文网 /1/view-4544737.htm　　关键词：矿山 机电管理 牙轮钻机 　　1.牙轮钻机的发展趋势 　　（1）钻机自动化迅速发展：微电子和可编程控制器技术的迅猛发展，为牙轮钻机实现钻进过程的智能化在技术上提供了保障。国外牙轮钻机的几个主要生产公司都对其自动化技术进行了各自的研发，采用现代微电子技术更新和改进了原有的钻机自动化技术：①以微机为基础的屏幕显示监视器（LCD）取代了普通仪表盘，比普通仪表具有更多的功能，不但具有全面的诊断和检测功能，更重要的是可以随时提供设备作业状态和性能报告，把各种信息传送给操作者。②自动化钻进作业，随着现代微电子技术的快速发展，早期的自动化系统逐渐被取代。以微机为基础，采用各种传感器的新自动化系统，将获得的信息经过相应处理后，依据控制器内设定的程序对执行机构进行控制，把采集的模拟信号，自动调节各种动作，使之实现自动化钻进[1]。 　　（2）钻机的主要系统不断改进和完善：牙轮钻机随着采矿作业对设备的要求不断提高，其主要系统也在不断地吸收新的科技成果和技术，逐渐的发展完善。①采用结构简单、可靠性更强和效率更高的无链齿条齿轮加压提升系统，该系统依靠直流电机提供动力，在性能上更优于旧的封闭链齿条齿轮系统。②普遍采用了液压传动系统来驱动履带行走，取消了链条传动系统和离合器，使每条履带都有自己独立的动力系统，牙轮钻机可以实现原地转弯，在条件不好的工作面上时便于把钻机放置在合适位置，减少了维修和故障，提高了可靠性。③发展了新的静态直流传动系统，采用静态直流供电调速，扩大了调速范围，增加了钻机的提升和推进压力；改变系统的传动比可以使回转力矩满足钻进的要求，实现最大的经济效益；新的直流电机系统具有更好的抗冲击、抗震动和温度稳定性，增强了保护功能；该系统采用数字控制代替了模拟控制，改善了电机及整机的控制特性[2]。 　　（3）改善了司机的作业环境：目前，国外牙轮钻机主要制造商都在努力按照人机工程学的要求改善司机的作业环境，力争为司机创造一个舒适无噪声的工作环境，以发挥出其最大的能动性，提高人和机器的作业效率。过去，牙轮钻机一直被认为是采场严重的污染源“跑冒滴漏”现象严重，油水满地。现在这些都发生了改变，操纵着现代化的牙轮钻机，极大地提高了生产效率。 　　2.牙轮钻机的特点 　　（1）钻进过程自动化：微电子技术快速发展，促进了计算机技术和可编程序控制器技术的发展，在性能和可靠性方面获得快速提高的同时成本大幅下降。采用微机、可编程序控制器等设备来实现对钻机主参数的自动控制，同时还可以对钻进过程进行监控，诊断钻机运行过程中出现的故障[3]。 　　（2）供电调速方式：为了更好的适应质量较差的矿山电网，采用静态交流变频调速作为电力的钻机供电调速方式，该方式能较好地适应矿山的供电条件，利于实现钻机的稳定运行。 　　（3）驱动方式全液压化：液压系统可以在运行过程中实现较大范围的无级变速且传动平稳，因此现代采矿设备的在行走、回转和推进的驱动方式的选择上，越来越多的采用全液压驱动方式。 　　（4）改进工作机构，降低故障率，提高作业效率：现有牙轮钻机常用的加压方式为封闭链齿轮齿条式，该方式断链频繁，即便采用增加链条安全系数以减少断链事故，但无法彻底消除断链事故。B-E公司最新推出的49-R钻机采用了一种全新的无链推压系统，该钻机取消了行走链条和加压链条，彻底消除断链事故隐患，使钻机机身工作平稳，钻头载荷稳定，从而提高了钻头寿命，减小回转小车的振动和漂移。这种全新的加压方式以其鲜明的特点将逐步取代传统的封闭链齿条加压方式[4]。 　　（5）优化主参数，提高穿孔效率：牙轮钻机的主要参数包括：回转转速、提升速度、轴压、行走速度、钻孔孔径等。现代钻机提高了回转功率和回转转速；提高了提升速度和行走速度；增大了轴压，提高穿孔进程；采用滑片式空压机取代螺杆式空压机，并加大排渣风量、风压；增大钻孔孔径，大孔径利于降低穿孔成本，提高炸药利用效果。 　　（6）先进的设计理念：运用现代设计理念和人机工程学原理进行钻机设计，改善钻机操作人员工作条件，提高钻机实际工作效率和运行可靠性。在设计手段上，牙轮钻机制造厂家采用计算机辅助设计，大大提高设计工作效率和科技含量。钻机本身则围绕着提高生产能力和可靠性，改善操作人员工作条件等方面，而不断改进结构，推出新机型。特别是大型钻机，使用内置计算机来自动控制系统对钻机主要工作参数以及对钻机主要工作过程进行监控，提高穿孔效率，同时也降低了故障率和生产成本。 　　3.全液压智能牙轮钻机 　　全液压智能牙轮钻机是根据国内大型露天矿现状，针对国内露天矿目前设备的不足之处而开发的专用于露天矿凿岩的大直径中深孔钻机，采用凿岩、供气、动力三位一体化设计；可满足各类露天矿山和岩土工程中各类炮孔的穿凿作业。 　　智能钻进系统是最主要的控制部分，对牙轮钻机自动化钻进作业的控制系统进行研究，主要完成以下研究任务： 　　（1）全液压牙轮钻机钻机系统的分析。首先了解全液压牙轮钻机钻进系统的的结构组成，进而解释牙轮钻机的钻进过程，在此基础上对钻进过程中系统进行运动分析，为以后自动钻进作业控制系统的研究提供理论依据。 　　（2）智能钻进控制系统的研究。设计一个能够控制钻杆回转速度和扭矩，轴压力和钻进速度及排渣风量的控制系统，且该系统能以不超过预定的极限值为依据进行自动调节，使钻机始终保持平稳钻机作业。在钻进过程中智能地进行故障预测、预防、处理及分析，从而实现钻进作业的智能化。 　　（3）智能钻进控制系统的模块设计。钻杆导向、防卡、接卸等实现自动化、模块化的研究，进而确定智能化钻进作业控制系统的软硬件和故障诊断模块的组成，实现控制器、PC机和显示屏人机界面之间的通讯。 　　（4）智能钻进系统软件程序的设计。在模块设计指导下，设计整个自动钻进控制系统的程序。 　　4.结束语 　　在一些采矿业发达的国家，牙轮钻机的应用推广要远早于国内，到目前为止牙轮钻机基本上已经普及了这些国家的大中型露天矿山，成为矿山凿岩开孔的主要设备。自二十世纪七十年代起，牙轮钻机在我国露天矿山的应用得到迅速推广，逐渐改变了我国露天采矿设备陈旧落后的局面。 　　参考文献： 　　[1]陈立平，张云清，等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005. 　　[2]李壮云，葛宜远，等.液压元件与系统[M].北京：机械工业出版社，1999. 　　[3]马延荣，腾子军，等.智能型自动钻进系统设计方案[J].西部探矿工程，-20. 　　[4]T.M.Brady and T.W.Martin.Surface mining equipment[J].Mining Engineering.May，1992.
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露天矿山牙轮钻机主参数确定探讨
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牙轮钻机选型
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牙轮钻机设备选型
已知： 表一 矿山深孔爆破参数及钻机数量计算表
单位 东采场 西采场
矿石 岩石 矿石 岩石
f 6～12 凿岩量
f 5～10 年爆破量 万
1735.35 段高 m
孔径 mm 310mm 孔距 m 7.5 8 7.5 8 排距 m 5.5 6 5.5 6
孔深 m 14 14 14 14 超深2m
延米爆破量 /m
127.67 年穿孔米数
51.7 年穿孔个数
31713 总计
36929 钻机效率 万m/
按照前面所学知识将表格中的孔填全，并编写计算分析的说明书。
附加一份钻机论文（写出论文的解决问题的核心部分）
选型原则：
牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，适用于各种硬度岩石的钻孔作业，
设计大中型矿山设备首选牙轮钻机
中硬以上硬度的矿岩选用选用牙轮钻机钻孔优于其他钻孔设备。
在满足矿山年钻孔量的同时，牙轮钻机选型还要保证设计生产要求的钻孔直径、孔深、倾角及其他参数。
根据矿区自然地理条件选择设备及配套部件。
动力条件。一般选用电动（经济）。
工作可靠，寿命长，价格便宜，零部件供货周期长，应进行综合分析对比。
钻机预选： 表二 炮孔直径 岩石硬度 中硬 坚硬 极硬 270-310
60-R（Ⅲ）
60-R（Ⅲ） KY-310 YZ-25
60-R（Ⅲ）
YZ-25 310-380
60-R（Ⅲ） Z-55 60-R（Ⅲ） YZ-55
60-R（Ⅲ）
根据以上选型原则以及已知条件可以预选钻机为KY-310型或YZ-55型
5.钻机的工作参数： 表三
名称 KY-310 YZ-55
钻孔直径/mm 25
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