氣動(dòng)萬(wàn)向鉆機(jī)的研制與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鐵路隧道、地鐵隧道以及煤礦等地下工程中廣泛涉及各方向鉆孔支護(hù)問(wèn)題。煤礦巷道掘進(jìn)中最常見(jiàn)的事故有瓦斯突出、透水以及頂板塌方。采用超前鉆孔探水、探瓦斯是預(yù)防瓦斯突出、透水的重要保證；同時(shí)，各個(gè)方向的錨桿和錨索支護(hù)能保障巷道的穩(wěn)定和安全。目前完成以上工作需要多種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的多個(gè)設(shè)備在擁擠的掘進(jìn)工作面輪番作業(yè)，嚴(yán)重制約了掘進(jìn)效率，并帶來(lái)很大的安全隱患。部分礦山的地下作業(yè)中不進(jìn)行超前鉆探，是近年來(lái)礦難頻發(fā)的一個(gè)重要原因。 本文研制了一種能夠

2、對(duì)鉆機(jī)鉆孔的高度和角度進(jìn)行調(diào)節(jié)的氣動(dòng)式萬(wàn)向鉆機(jī)。萬(wàn)向鉆機(jī)分為固定支架和氣缸推進(jìn)的鉆機(jī)兩部分。支架的底座站在巷道底板上，上部的支撐氣缸頂住巷道頂板保持穩(wěn)定；固定支架的立柱起導(dǎo)軌的作用，鉆機(jī)的升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)在立柱上滑動(dòng)并通過(guò)滑輪組和絞車(chē)調(diào)整高度。鉆機(jī)的雙作用氣缸夾在夾緊機(jī)構(gòu)中，由氣動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，氣缸提供鉆孔所需要的推力。 論文對(duì)鉆機(jī)支架進(jìn)行了力學(xué)分析，保障了工作過(guò)程中支架的穩(wěn)定性。對(duì)雙級(jí)雙作用氣缸進(jìn)行了氣動(dòng)分析和力學(xué)計(jì)算

3、，初步解決了雙作用氣缸縮回時(shí)的卡滯問(wèn)題。通過(guò)理論分析改進(jìn)了角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定孔的分布，使鉆機(jī)定位角度精度達(dá)到1度以內(nèi)。 樣機(jī)研制后經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)表明，萬(wàn)向鉆機(jī)的扭矩、推力比人力操作的幫錨桿鉆機(jī)有顯著的提高，鉆機(jī)定位定向方便快捷，能方便地在巷道的各個(gè)方向鉆孔。在煤礦掘進(jìn)巷道的工業(yè)性試驗(yàn)表明，鉆機(jī)操作省力、方便，定位準(zhǔn)確，鉆孔速度快，動(dòng)力強(qiáng)勁，占用煤礦巷道空間小，通用性強(qiáng)。不僅可以取代現(xiàn)有的單體錨桿鉆機(jī)和手持式