浅谈对牙轮钻机技术改造的探索与研究

胡善文

（江西铜业集团公司德兴铜矿，江西 南昌 330000）

随着施工机械化和自动化水平的提高，以及引进一系列的先进开采工具、仪器，为矿山精益化施工提供了技术支持。通过精确的工具使用可以有效保障施工质量和安全，实现牙轮钻机使用过程中各项工序精细化的施工目标。

1 牙轮钻机的工作原理

用牙轮钻机的钻头的辗压作用来破碎矿岩，主要适用于在硬矿岩上钻直径150mm～440mm的孔，它具有效率高、劳动强度小的优点，1981年，一些企业研制生产出最新型，高性能，低消耗，露天的各种型号钻孔机械，随后，在新产品的开发上牙轮钻机具有了专业技术人员上的优势，再加上与科研院校常年合作，研制出了新型的液压潜孔钻机并到投入使用。在露天矿山开采设备中，牙轮钻机是采矿工程中最容易被忽视的一种设备，因为在操作过程中，牙轮钻机穿孔的费用在生产成本里占的比例比较小，但是，牙轮钻机也是最容易实现自动化的露天开采矿业的专业设备。在实际操作中，牙轮钻机适用于大部分的硬度矿岩的钻孔作业，并且，与之前使用的风动凿岩机比较，机器的易损件寿命提高，拆机维修的周期缩短、机器备件的消耗量也随之减少，工作人员也更加省时省力，维修费用也相应得到降低。因此，在设计大中型矿山开采中，我们首先应该考虑的钻孔设备是用牙轮钻机。

在牙轮钻机中采用的先进钻机需要根据项目地质特点来指定开采方案，然后在产品结构和操作软件上进行优化设计，使其能够满足现代大部分矿山高效采矿生产的要求，尤其在极端作业环境下，优势更加明显。同时，在当前的牙轮钻机设备的配备中已经配有了电子数字自动显示仪，对工程进行就更加具有很大的辅助作用，电子数字显示仪可以在操作中实时显示钻孔的相关数据，这就有利于工程操作人员实时根据指示来跟踪钻孔进程。矿用牙轮钻机是露天采矿的主要穿孔设备之一，是以三牙轮钻头为主，排渣的设备是使用压缩空气。它的主要特点是采用顶部回转，封闭链—齿条连续加压装置，提升和行走拥有一台电机，共用一套传动装置，实现牙轮钻具的提升和钻机的行走，再用液压马达进行加压。在行走履带架上支撑钻机的机体，平台的后端设置钻架，另外还有回转、加压/提升行走等机构，除尘、液压传动和电气以及主、辅压风等系统。

2 牙轮钻机的优化操作及探索研究

传统的牙轮钻机经常会受到一些因素的影响，导致一些常见故障的发生，若是没有针对性进行技术改造，那么很容易造成严重的后果，导致生产效率下降，经济受到严重的影响，牙轮钻机常见的故障有主要风路泄露、系统堵塞以及牙轮钻机逆止阀失灵影响牙轮钻机的正常运行等，而在实际操作中，电力、液力的提升和行走主要依靠主传动机构采用悬挂式结构完成，另外主传动机构还可以进行加压和辅助卷扬的操作功能。为了保证牙轮钻机在使用中的安全性和稳定性，保证良好的生产效率和经济效益，需要对牙轮钻机技术进行相应的创新和改造，在进行开采的过程中，操作机构还可以采用单一的液压动力，进行计算机程序的控制，实现钻凿工作的自动化。在隧洞掘进中，还可以根据掘进工艺来要求布置炮孔，采用微机程序控制的液压自动化钻车，这样的布置可以使开采效果达到最优，还能做到提高操作过程性的灵活性和提高操作效率。牙轮钻机的联合控制系统，可以实现互相联锁控制，从而在钻进过程中来限制牙轮钻机的行走；另外，当气胎进入压缩空气时，气胎会发生扩张，摩擦块会紧压在轮毂的内表面上，方便摩擦力把扭矩传递给轮毂，然后带动主动链轮回转。如果气胎内气压消失，弹簧复位，摩擦块会与轮毂产生分离，轮毂产生分离后，它的链轮会停止转动。

所以，气胎离合器的摩擦面上如果有油或润滑脂或者气胎内的气压不足的结果会导致摩擦块与轮毂内表面的摩擦力不断减小，从而降低牙轮钻机的行走扭矩传递。

牙轮钻机的润滑采用的是集中润滑系统，主要负责的是对履带部分的运动部件的润滑工作。当行走闸带有油或松闸失效，会造成牙轮钻机行走不动或不能正常拐弯。在牙轮钻机润滑系统技术改造的过程中，集中回路的形式是主要采用的方法，用集中回路的形式来进行相应的控制将液控阀进行一个全面的集中，然后运用一个进油总管和多个出油支管的共同配合的油路系统，再利用电磁阀进行关闭和启动来达到部分控制的效果，降低牙轮钻机设备发生故障的概率。润滑对机械设备的正常运转起着重要作用，润滑降低摩擦系数，减少机器的磨损，降低温度，防止腐蚀，还可以保护金属表面和密封作用。牙轮钻机的空压机需要较低的排气温度，低温度对主机的工作有利，当牙轮钻机的油箱油量不足时，里面的油会变质，导致油冷却器散热效果差。此外，油泵故障等故障的发生都会导致液压机的排气温度升高。所以，需要经常对油箱油量进行检查，还需要保持洁净、定期进行清洗，防止牙轮钻机的散热器被泥污堵塞不利于牙轮钻机的使用。

在操作过程中，工程技术人员必须要保持气胎离合器摩擦面行走抱闸带处的清洁度，对油污杂质进行及时的清除，时刻在联动装置和各活动部件上加注润滑油，将有助于预防行走故障的产生。因为在操作过程中，牙轮钻机行走会导致不能同时对钻具实施提升。这样的操作促使钻机的穿孔效率提高、成本降低、更加安全可靠。当代的牙轮钻机通过不断的技术改进，采用合金钢材料，使得牙轮钻机的强度、刚度提高，并且，原来的“可控硅—直流电机”改为“变频调速”，主空压机由滑片式改为螺杆式，操作控制的手柄也由操纵手柄也改为了电磁阀控制，大大降低设备的故障发生概率。此外，在操作过程中，对工程技术人员及参与人员也有一定要求，需要严格遵守劳动纪律，禁止单人单机作业。按照规定严格执行交接班制度，还需要认真填写交接班本和其他原始记录，发现问题及时上报处理。还需要不断提高机台人员操作技术水平，努力降低生产成本。负责保质保量完成工段下达的生产任务和安全生产，还需要对本班安全和文明卫生，保证控制机台上物品完整不受损。

3 结论

如上所述，牙轮钻机设备与其他驱动方式的钻凿设备相比，具有许多显著的优越性，这是它迅速发展的主要原因；但国内外使用牙轮钻机设备的实践证明，牙轮钻机仍然还存在一些不足之处，应该在继续发展中解决问题伴随着科技脚步不断进步，促进牙轮钻机也不断地向着自动化和智能化发展，我国应该努力发展牙轮钻机，争取早日达到世界先进水平。