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1、第二章、牙轮钻机,第二节、牙轮钻机的整体结构组成呼伦贝尔学院工程技术学院孟爱国,牙轮钻机的工作原理,牙轮钻机钻孔时，依靠加压、回转机构通过钻杆，对牙轮钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮钻头在岩石上同时钻进和回转，对岩石产生静压力和冲击动压力作用。牙轮在孔底滚动中连续地挤压、刮削冲击破碎岩石；有一定压力和流量流速的压缩空气，经钻杆内腔从钻头喷嘴喷出，将岩渣从孔底沿钻杆和孔壁的环形空间不断地吹至孔外，直至形成所需孔深的钻孔。试验研究表明，在硬和坚硬而且有研磨性的脆性岩石中，宜采用球形齿和锥球齿；在软岩中宜采用楔形齿或铣齿。,第二节、牙轮钻机的整体结构组成,一、KY-250A型牙轮钻机（全电驱动
2、）组成钻具、钻架与机架；回转供风机构；加压提升机构；接卸及存放钻杆机构、起落钻架机构；稳车千斤顶、行走机构；除尘系统；司机室和机棚的净化装置以及风、水、油、电的控制系统等部分组成。,第二节、牙轮钻机的整体结构组成,二、KY-250A型牙轮钻机主要特点1、技术特点：KY-250A型牙轮钻机是在KY-250型牙轮钻机的基础上改进完善后的新型牙轮钻机。他能在f=620的岩石中钻垂直孔，孔径为220250mm，孔深为17m。适用于大中型露天矿山。2、构造特点：以三牙轮钻头作钻具，滑架式顶部回转，钻具转速能无级调节，封闭链条齿条连续加压，进给速度能无级调节，可选用干式或湿式除尘并具有履带自行式行走机构。
3、,KY-250A型牙轮钻机,三、钻架和机架,作用：钻机各种机构和装置的安装基础。钻架横截面多为敞口“”形结构件，4根方钢管组成4个立柱，前立柱内面上焊有齿条，供回转机构提升和加压，外面为回转机构滚轮滑道。钻架内有钻杆储存和链条张紧等装置。,第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用,一、钻具（主要有牙轮钻头、钻杆和稳杆器）1、钻具由上钻杆、下钻杆、压轮钻头组成。钻干是由无缝钢管和两端的街头焊接而成的中空杆件。2、下钻杆的下端圆锥管螺纹与钻头相联接，上端的圆锥管螺纹与上钻杆或回转供风机构的回转接头相联接;3、为了保证排碴风速，应适当选择钻杆外径。通常当钻孔直径220mm时，采用外径为180m
4、m或194mm的钻杆，而钻直径250mm孔时，采用外径为2l9mm的钻杆。,上接头,下接头,一、钻具,1、稳杆器,作用：稳杆器是牙轮钻进时防止钻杆及钻头摆动、炮孔歪斜、保护钻机工作构件少出故障和延长钻头寿命的有效工具。国内穿孔实践表明，牙轮钻进必须配备稳杆器。稳杆器有两种形式：辐条式及滚轮式。辐条式稳杆器由四根用耐磨材料做成辐条焊在稳杆器上。有时在辐条上镶有硬质合金柱齿。辐条式稳杆器适用于岩石普氏坚固性系数f16的中等磨蚀性的矿岩。不宜用于钻凿倾斜炮孔。滚轮式稳杆器上装有3个滚轮。滚轮表面镶有硬质合金柱齿。由于滚轮摩擦阻力小，故滚轮式稳杆器使用寿命长。适用于岩石硬度高和磨蚀性强的矿岩。特别适用
5、于斜炮孔钻进。,1、稳杆器,二 钻架和机架,三、回转供风机构,回转供风机构是由回转减振装置、减速器、直流电动机、进风管等组成。回转供风机构的作用是驱动钻具回转，并将压气输送给中空钻杆。回转机构带动钻具回转，由主传动通过封闭链条齿轮齿条实现提升和加压。采用偏心滚轮装置，使回转机构沿钻架的运动为无间隙滚动，且使齿轮与钻架齿条正常啮合。回转机构与钻杆连接采用钻杆连接器。现多采用减震器，可以吸收钻孔时钻杆的轴向和径向振动，使钻机工作平衡，提高钻头寿命。,三 回转供风机构,变频交流电机,减速器,进风管,回转减振装置,加压齿轮,回转减震器,三 回转供风机构,回转减速器，均为二级齿传动，第一轴有悬臂式和简支
6、式结构，简支式改善了轴的受力和齿轮接触情况，减少故障。空心主轴上下部推力轴承分别承受提升时的提升力和加压时轴压力，多轴承的空心主轴增加了径向定心，并承受由于钻杆的冲击和偏摆引起较大的径向载荷，改善了推力轴承的受力。交流变频电机通过回转减速机的二级减速驱动钻具回转传动的回转减速器，两个二轴齿对称地与空心主轴齿轮啮合，加强了空心主轴的径向稳定和受力状况。,四、按照回转及加压方式不同分类,1、底部回转间断式加压钻机（小型）2、顶部回转连续式加压钻机采用加压小车在滑架上移动方式：钢丝绳-齿条式钢丝绳-液压缸式封闭链条-齿条式（KY310,KYKY250A,60R）3、加压机构工作加压：加压电机减速机构
7、主动张紧链轮逆时针旋转驱动链条张紧加压小车的大链轮带动同轴小齿轮沿齿条下降加压（轴压产生）,钢丝绳加压,第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用,提升钻具加压电动机离合：提升电动机驱动加速机构快速上升主动链轮顺时针转加压小车上升主传动机构主传动机构作用是驱动钻具的提升-加压及钻机行走，提升与行走由同一台电动机驱动，加压有液压马达和直流或交流电动机两种方式，各动作间实现安全联锁。,KY-250A型牙轮钻机,四、加压提升机构（主传动机构）,加压、提升、行走,加压提升行走,主动链轮,链条张紧装置的结构及工作原理,1、作用：保证两根链条始终保持张紧状态，防止跳链。自动平衡两根链条的张紧力、当链条
8、工作时，弹簧还起到缓冲和减震的作用。组成：张紧均衡装置由上弹簧、下弹簧、框架、上链轮凹和下链轮巧以及油缸等组成，框架的一端同油缸活塞杆联接、油缸耳座同钻架铰接在-起;框架的另一端为自由端。2、工作过程：加压时主动链轮逆时针旋转紧边在下、松边在上,加压,提升,链条张紧装置的结构及工作原理,提升时：主动链轮顺时针旋转紧边在上、松边在下,五、封闭链条的均衡作用,组成：左、右两个油缸共用一个油路系统，即两油缸的前腔相通，后腔也相通。在左右两个框架上各装有上链轮和下链轮，链轮轴可以沿着框架上的长槽上下滑动。工作过程：在加压或提升中，当一侧链条受力大于另一侧时，受力大的链条就将这边的链轮和框架一起抬高，以
9、致顶动油缸活塞，使油缸上腔的油压升高。于是，通过联通油路向另侧油缸上腔排油，推动另侧油缸活塞下移，从而压下另侧的框架，拉紧了原来受力较小的链条，直到两条链条受力均衡为止。,减速器,提升行走电机,离合器,主传动机构,用于加压和进给传动,用于行走和提升,气胎离合器,五、防坠装置,气缸断气、弹簧制动,组成：为了防止因封闭链条断裂而造成回转小车坠落事故，在KY一250A型钻机上设置了回转小车防坠装置。在回转小车一对大链轮的轮毂上，各装一套如图5-23所示的防坠制动器，作为断链时回转小车防坠的执行机构。动作：当封闭链条断裂时，链条对张紧均衡装置的张力同时消失，触动断链信号开关发出断链信号，使控制防坠制动
10、器的电磁气阀切断气源。图5-23中的气缸1由快速排气阀排气，制动器则在缸内弹簧力的作用下紧急制动，回转小车自动停止下坠，卡在齿条上。,钢丝绳加压闸带,第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用,六、行走机构1、作用：行走机构完成钻机远距离行走和转换孔位，由主传动机构减速后，通过三级链条传动驱动履带行走；2、动作：钻机直行和拐弯；通过控制左右气胎离合器完成。行走机构与主平台的连接是通过刚性后轴上两点及均衡梁上一点铰接，成为三点铰接式连接，使钻机在不平地面行走时钻机上部始终处于水平状态。,底盘,拖链轮,支重轮,平衡梁,张紧弹簧,车架,引导论,斜支撑,行走,主轴离合器结合提升电机驱动减速器行走链
11、轮行走履带驱动链轮牙轮钻机行走。,第三节、牙轮钻机变频调速,交流变频电动机,AFE变流器,交流变频调速系统简图,第三节、牙轮钻机变频调速,牙轮钻机变频调速主要优点（1）钻孔进度约提高3545左右;（2）调速特性大为改善，并有较宽的调速范围，对钻机钻孔定位、接杆、接钻头等操作带来很大方便;（3）可减少了加减速过程对钻机带来的冲击;（4）PLC和变频器控制功能集合，可方便实现断链保护、低空气压力保护、卸杠功能，行走下坡防下滑功能;(5)采用矢量变频调速系统，具有启动转矩高、电机控制平稳、调速宽度大、制动定位准确，适合牙轮钻机运用,比原电机节电2025左右;,ABB变频器（瑞士）,电 气 自动化,课程小结,1、牙轮钻机加压可以是链条、钢丝绳，但是要在齿条上行走。2、链条、钢丝绳要有张紧装置。3、两根加压线要有自动均衡力来平衡-均衡液压缸。4、为防止加压线断裂事故，行走大轮有自动抱死装置。5、加压、提升、行走靠一个交流变频电动机驱动（离合器控制）,课间休息,马保镖,
