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液压凿岩机的基本性能

液压凿岩机的基本性能 2011年12月03日 来源： 液压凿岩机的基本性能可分为冲击性能、回转性能、凿岩性能与噪声特性四个方面，所以，分析液压凿岩机时，忽略某一方面都是不恰当的。当然，岩石条件不同，对液压凿岩机的要求有所不同，例如煤矿用液压凿岩机的转矩应当高些，而冲击能数值可比某些铁矿山低，但基本性能的指标值必须保证。1液压凿岩机冲击性能参数液压凿岩机冲击性能参数包括冲击能、冲击频率、冲击功率以及工作条件参数：工作压力、工作流量。液压凿岩机的冲击功率表示它的冲击机构具有的冲击能力高低，由下式决定：p=10-3e.f(1)式中p——冲击功率，kwe——冲击能，jf——冲击频率，hz液压凿岩机冲击机构的工作压力是影响冲击能与冲击频率的决定性因素。试验确认，液压凿岩机冲击工作压力的建立，应当以一定的工作流量为保证，流量不足以建立起某一工作压力时，增加流量可以提高工作压力，从而提高冲击能与冲击频率；当流量能满足冲击机构建立起某一工作压力时，增加流量不会提高冲击性能。产品结构确定后，冲击活塞行程一定，冲击活塞的运动速度越高，冲击频率越高，因而冲击频率高低可直接反映液压凿岩机冲击能的高低，用液压凿岩机冲击机构的工作压力—冲击频率—工作流量的对应关系可以判断产品冲击性能是否符合要求。2液压凿岩机回转性能参数液压凿岩机的回转性能是重要性能，液压凿岩机与传统的气动凿岩机相比，回转机构转矩提高的幅度大大超过了冲击能提高的幅度。适于钻凿孔径φ30～60mm的液压凿岩机中，冲击能多在100～250j，比气动的独立回转式凿岩机提高不多，但转矩达200～300n.m，提高1倍以上。经试验研究，液压凿岩机凿岩效率高于气动凿岩机，除因冲击功率增加外，回转机构转矩的提高起了明显的作用。北京科技大学的研究人员提出了液压凿岩“冲击—扭切综合破岩作用”的观点；我们在大量凿岩试验研究中也发现，在冲击性能参数不变的情况下，调整液压凿岩机回转性能参数，凿孔速度往往可以提高20%～30%。根据试验，钻凿φ55mm以下岩孔时，平均转矩为100～150n.m，但峰值常达150～250n.m，成为凿岩过程中的回转“超载”阻力，这是由岩石性质的规律性变化、岩层裂隙以及钻进推进系统的不平稳等因素造成的。如采用性能良好的伺服推进系统，及时调整推进力大小，使液压凿岩机回转阻力及时下调，则回转机构的转矩可稍低一些。在液压凿岩机回转性能中，转速是另一重要参数，它影响冲击破碎每次破岩量的大小，又影响“回转扭切”破岩量的大小，从而使凿速发生变化。液压凿岩机的回转机构几乎都独立于冲击机构，它的性能参数对凿孔速度的影响，主要是因为可以使推进力变化。我们总结的试验规律是：(1)冲击性能参数、回转转速一定时，推进力增大，回转转矩加大，在一定范围内，凿孔速度提高，但最佳推进力上升至某一最高点以后，推进力再增加会使凿孔速度下降。液压凿岩机具有的回转转矩值，即可以达到的最大转矩值的高低，对凿岩过程保证具有最佳推进力是有作用的。(2)液压凿岩机冲击性能参数与凿岩推进力不变时，液压凿岩机在最佳转速下有最佳凿孔速度，并且转矩随转速的提高而提高。(3)液压凿岩机转钎速度与凿岩推进力不变时，实际输出转矩受冲击能影响不大。提高对液压凿岩机回转性能重要性的认识，在液压凿岩机产品开发、制造与使用中应把回转性能作为重要指标来考核与评价。3液压凿岩机的噪声特性同气动凿岩机相比，液压凿岩机没有排气噪声。尽管液压凿岩机产生的噪声声压级大大低于气动凿岩机(气动凿岩机1m距离的声压级110db(a)以上)，但仍高于90db(a)，达100db(a)左右，且声能主要集中于1～5khz频率段，没有超出人耳敏感频率范围，若不采取噪声防护措施，对工人身体仍然有害。经试验研究，液压凿岩机的噪声源主要有冲击机构产生的噪声、回转机构产生的噪声和钎头破碎岩石产生的噪声。冲击机构产生的噪声有冲击活塞与钎尾封闭空间产生的喷注噪声、冲击活塞撞击钎具以后产生的结构噪声以及因撞击表面变形在周围产生的压力脉冲噪声，其中结构噪声是主要成分，其噪声频率特性与结构振动频率相一致。回转机构噪声由回转机构液压与机械噪声构成，但因噪声强度低于冲击机构产生的噪声，声压级差在10db(a)以上，所以对液压凿岩机总的噪声评价影响不大。钎头破碎岩石产生的噪声对液压凿岩机噪声的测试影响较大，当钎头凿入岩石0.5m深以后，这一影响可以忽略不计。因此，研究、测试与分析液压凿岩机的噪声，主要着眼于冲击结构产生的噪声。经对液压凿岩机冲击噪声进行的试验研究及对其冲击机构振动频率特性进行的测试与分析表明，液压凿岩机噪声主要与冲击能大小有关，而受冲击频率影响不大。由于在一定条件下，液压凿岩机冲击能大小取决于工作压力，选择适当的工作压力是降低液压凿岩机噪声的关键。液压凿岩机的噪声主要由结构噪声引起，液压凿岩机结构间隙、蓄能器参数、撞击材料的特性以及连接件的松紧度等都影响液压凿岩机的噪声。对液压凿岩机噪声的试验研究，可用于比较不同产品的性能，寻求防治噪声的对策，并对液压凿岩机进行故障诊断。(end)

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