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摘要：本钻机的履带行走、钻具回转推进、钻架顶升补偿和钻机调平都采用液压驱动。采用螺杆式空气压缩机输出的压缩空气为动力冲击凿岩和冲洗炮孔。具有高效的高气压潜孔钻进系统，便于高精度、高效率地钻凿爆破孔。本文分析了空压机的选用对钻机工作效率的影响。
关键词：空压机选用；钻机；工作效率；
目前，钻机生产厂家较多，产品的参数配置不尽相同，施工工艺也因地质条件不同而不同，限于篇幅原因。实践证明, 供气设备的可靠性、供气质量的好坏、供气气压的高低, 直接影响钻机凿岩的孔径、孔深、成孔质量、凿岩效率和凿岩成本
一、空压机的选用
1.型号的选择。根据钻机多年使用螺杆压缩机的成功经验, 改用螺杆压缩机是较好的方案。因为它具有结构简单、运行平稳、噪音低、工作效率高和使用寿命长等特点, 不需要辅助空压机供气来控制停风或供风。也不需要专门的冷却、润滑系统, 控制简单可靠。
2.参数的确定。排风量和风压是选择主空压机的两个重要参数。它的确定直接影响到作业效率。
3.主要技术特点。一是钻机、空压机、内燃机三位一体，机动性好，节能高效。二是钻机采用高钻架形式，一次钻孔到位，操作简单，缩短辅助时间，提高工作效率。钻机所有操纵和钻孔定位都由先导操纵手柄集中控制，带冷暖空调自动增压的人机工程设计司机室，大大改善了劳动条件，所有的指示灯、报警灯、安装于同一面板，司机对作业情况一目了然。三是采用高可靠性的挖掘机行走机构，设液压调平机构，钻具回转采用液压马达，滑架起落采用液压缸支撑。最大限度地提高了工作效率和钻机对工作面的适应能力。设有冲击器、钻杆半自动拆装机构，两只夹持牢固的液压缸，保证了自动可靠的拆装。减轻工人的劳动强度，提高了工作效率。钻具回转机构装设液压加弹簧减振机构，延长回转机构的使用寿命。四是自动防卡杆机构，在发生卡钻时自动提升，保护设备。高效率的旋风/层流吸尘装置，维持了清洁的作业环境。灵活可靠的滑架补偿机构，对钻架与工作面的接触进行可靠调整。
4.结构及工作原理。钻机为冲击回转式凿岩钻孔机械，由推进系统、回转装置、钻架、补偿液压缸、滑架、举升液压缸、卸杆器、吸尘罩、除尘装置、行走架、机架、支腿、后支架、压气系统、液压系统、司机室、内燃机和钻架支座等部分组成。一是钻架。钻架是潜孔钻机的主要部件，是回转装置滑行、钻具推进和提升的导轨，是由槽钢及钢板焊成箱形截面的桁架结构。钻杆支座固定在钻架的下端，以支撑钻杆及钻具。钻架通过补偿液压缸及滑动导槽与滑架连接，由于补偿液压缸的作用，钻架可相对滑架上下滑动， 钻架起落时，补偿液压缸将钻架提起，钻孔作业时，补偿液压缸将钻架推出使钻架下支点支撑在作业面上。二是滑架。滑架是由槽钢焊成的方形结构件，用以连接支撑钻架。滑架由销轴与机架支座铰接，工作时由举升液压缸支撑，钻架、滑架总成的起落及变更钻孔方向通过举升液压缸实现。回转机构由液压马达、接头、滑板及中心供气机构组成。推进机构的链条通过销轴与弹簧减振机构固定在滑板上。三是推进机构。推进机构由推进液压马达、链轮组、链条、张紧液压缸与缓冲弹簧组成。链条的一端绕过主动链轮通过销轴固定在滑板的上部，另一端绕过从动链轮通过销轴固定在缓冲弹簧的一端，缓冲弹簧的另一端连接在滑板的下部。通过控制液压马达的正反转来实现推进与提升。推进液压马达自身由于控制系统的作用具有缓冲作用。四是除尘装置。钻机配置除尘装置，它由除尘罩、旋风除尘器、层流除尘器、风机及管道组成。工作时除尘罩紧罩孔口，孔底岩粉通过排尘气压吹至孔口，再在除尘风机抽吸的共同作用下，经管道进入除尘装置，旋风除尘除去粗尘，再由层流除尘精细除尘。层流除尘器中设有电磁脉冲阀，脉冲喷吹控制仪控制电磁脉冲阀，喷吹压缩空气对滤芯清灰，使除尘器的阻力保持在设定范围内，从而保证除尘器的处理能力和收尘效率。当除尘器的阻力过大时可将层流除尘器的滤芯拆下用高压水冲洗。
二、空压机的选用对钻机工作效率的影响
1.设备自身因素。一是钻压对钻进速度的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钻压即钻机输出的给进力减去各类阻力后钻头施加于介质的压力，实践证明在一定的钻进条件下，可见钻压在很大范围内与钻进速度成线性关系，当钻压取值在点１之前时，因压力过低导致钻进速度过慢，在点２之后钻压过大，钻头没有充分切削介质，导致排渣量增大，钻头冷却效果不佳，磨损加剧，钻进效果变差。二是转速对钻进速度的影响。钻机输出的转速代表了钻头在孔底切削介质的快慢，从理论上来说，钻进速度会随着转速的增加而增加，但在实际过程中，两者并不是成线性关系，钻进速度有最优值，超过此值后不会因转速的增加而增加，反而会下降。究其原因主要是钻头在介质表面作用时间短，影响切入深度，同时转速过快导致孔底温度升高，钻头磨损加剧。研磨性小的介质中钻进速度与转速的关系，基本成线性关系，中钻进速度与转速的关系随着转速增高逐渐变缓，钻进速度开始下降大小随岩性、钻压和钻具形状而异。
2.外界客观因素。外界客观因素主要包括钻具方面因素、地质条件因素以及人为因素等3个方面。首先，讨论钻具影响钻进速度的因素：一是不同材质和尺寸的钻头钻进不同的介质需要不同的配套转速，否则效能不能发挥到最佳，例94ｍｍ的金刚石表镶钻头一般要求输出转速达到260～600ｒ／ｍｉｎ，孕镶钻头则要达到350～700ｒ／ｍｉｎ，根据特性选用才能提高效率；二是全液压钻机施工时，一般选取压风或压水冲洗孔底并排出钻屑，2种介质各有优缺点，根据需要选取，但是采用压水排渣施工大倾角（＋30°以上）钻孔时，钻杆内的水会因重力原因回流，等加接钻杆后再将水送至孔底时需要很长时间，深孔钻进时需要时间更多，影响钻进速度，因此有条件时可在几根钻杆之间加接单向逆止阀，保证排渣水不会回流，提高钻进速度；三是通过钻具的冲洗液的质量和流量对钻进速度有一定的影响，根据公开资料，冲洗液粘度越大钻进速度呈下降趋势，增大冲洗液流量，钻进速度也随之增大，因此合理选取冲洗液可以提高钻进速度。其次，讨论地质条件因素对钻进速度的影响。被施工介质性质比较稳定时对钻进速度影响不大，选取合理的转速和给进速度正常钻进即可。若地质条件中有断层或者煤层中较硬夹矸较多，则钻进时务必小心，断层处钻具受力不均易发生折断，较硬夹矸中如果钻进速度过快则可使钻头温升过快而碳化损坏，这２种情形均可影响钻进速度。最后，操作人员的操作水平对钻进速度具有一定的影响。一般来说，操作人员在施工时应密切关注压力表的变化，若压力急剧升高则遇到了坚硬介质，此时应降低钻进速度，增大冲洗液量，等穿过坚硬介质压力恢复正常值时再恢复钻进速度，否则易发生钻具或设备损坏而影响施工；此外，操作人员还应密切关注冲洗液排出的钻屑，一般来说，钻屑颗粒直径越小，钻孔介质越坚硬，施工时应保持合理的钻进速度和转速以达到目的。
三、注意问题
1.机组分离前压力低。一是空气滤芯堵塞。定期保养或更换空气滤芯，配置在牙轮钻上，建议使用高精度粉尘空气滤芯。二是进气阀故障或者开度偏小。调进气阀开启度或更换进气阀。主电机故障。检查及维修主电机故障。检查及维修主机。三是接触器接线松动。紧固接触器接线。四是接触器上辅助触点故障。修整接触器辅助触头，或更换接触器。根据维修时间表监测压缩机部件。控制器持续监测压缩机主电机、润滑油的使用时间, 油过滤器、油气分离器、空气过滤器的压差和工作时间, 其数据若超出设定值, 控制面板上将出现警告信息, 提醒操作者更换该部件或更换润滑油。
2.为了增加冷却效果及收集冷凝水等杂质,稳定管道压力, 降低加/卸载频率, 一般要求在空压机输出管网上安装储气罐。储气罐容量约为空压机排量的10%, 并在储气罐上安装排水阀、安全阀, 储气罐安装应靠近压缩机。
钻进速度是施工钻孔时衡量钻孔效率的主要指标，在施工各类钻孔时应采取合理的钻进压力和回转速度，使设备的能效发挥至最佳状态；同时，应综合考虑配套钻具、被施工地质条件及操作人员的因素，只有将各种因素考虑周全才能有效提高钻孔效率，达到既快速并且安全施工的目的，为安全生产保驾护航。
参考文献
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论文作者:马利强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：钻机论文; 速度论文; 液压缸论文; 钻孔论文; 转速论文; 介质论文; 机构论文; 《电力设备》2017年第26期论文;