液壓氣動鉆孔機械的使用前景分析

高樂

摘要：文章對液壓氣動系統發展進行概述，對液壓氣動鉆孔設備及其工作原理進行分析，通過對多個類型的設備進行比較，得出不同設備工作狀態下產生的經濟消耗，以期為液壓氣動鉆孔機械設備的生產研發及運用提供相關信息。

關鍵詞：液壓氣動鉆孔;機械設備;使用前景

0? 引言

近年來，機械化工業的飛速發展下，極大分化工業產業鏈內的人力資源成本消耗，各類高新技術、理念等以機械化設備為載體實現應用，可為工業生產賦予高效、快捷的新定義。在機械化生產加工中，信息化系統為機械設備的智能化操控提供平臺，依托于內部集成操控系統的設定，可令機械設備內各個組件可進行聯動工作，進一步提高系統運行效率。對于液壓氣動鉆孔機械設備來講，精密型機械構件、動能原理的結合，可有效削減非機械運動下震動力對內部組件所造成的破壞，令設備本身的應用呈現出一定泛性，提高整體工作質量。

1? 液壓氣動系統發展概況

工業生產體系中，液壓氣動系統是操控工序實現的重要環節，液壓氣動系統由最傳統的機械壓力轉變為氣動、液動壓力形式可分成三個時期。第一時期，上世紀60～70年代，為液壓氣動系統的初始階段，其在工業產業中代表著發展的雛形;70～80年代，為液壓氣動系統的專業優化階段，在社會行業的定向需求下，液壓氣動系統也在不斷進行優化與更新，確保工業生產體系發展的持續性;80～90年代，隨著經濟體系、技術體系的發展，液壓工業融合智能化、精細化理念，同時在大量科研經費的注入下，令液壓氣動系統呈現出直線發展趨勢。

液壓氣動技術最早是在工業機床中來實現的，在液壓處理系統的應用下，可令為機床設備提供較高的內驅力，以應對各項生產加工，隨著工業產業的優化升級，以科學技術、高新設備為載體，令農業領域、工程領域與工業產業形成一定的關聯特性，這也為液壓元件的輸出提供渠道。液壓氣動設備在初始推廣階段，我國技術體系并不成熟，其大多參照蘇聯產品來進行制作的，隨著我國自主工業技術體系的建設，令電液伺服系統與液壓氣動系統形成深度融合，提高系統應用范疇。待進入到20世紀末期，液壓氣動系統在多領域的資源整合下，對系統架構進行重新定義，同時在高新科學技術、科研力量的支持下，極大提高我國液壓氣動系統的運作質量。

2? 液壓氣動鉆孔設備解析

在礦巖開采過程中，受巖石自身特性的影響，液壓氣動鉆孔設備選取形式也將存在一定的差異性，如氣動鉆鑿設備、液動鉆鑿設備、氣動與液動相結合的鉆鑿設備，通過針對不同工作屬性來選取相應的設備型號，可最大限度的保證整體工作的質量特性，同時更易于設備本身的運維，降低液壓氣動鉆孔設備的成本損耗。當然液壓氣動鉆孔設備在實際應用過程中，也存在一定的缺陷，如噪音大、污染高、高耗能等問題，同時如果在實際操作過程中，信息參數無法滿足動態類指令需求，在長時間、高負荷的作用條件下，將降低設備的使用壽命。

從目前應用形式來看，與氣壓系統相比，液壓系統內部傳動模塊與控制模塊相結合，可令系統更加精準的執行某一項操控指令，同時在液壓軸的應用下，產生的噪聲較弱，且設備周邊不會產生煙塵，因為液壓系統屬于內驅力工作模式，氣壓系統屬于外驅力工作模式，其極大省略空氣壓縮的環境，且具有一定的經濟優勢。但從設備成本角度來看，液壓系統屬于綜合結構的工作架構，例如動力執行、動力控制等元件的應用，都將占據較大的成本消耗，其經濟成本要超出氣動設備。此外，在現場施工階段，機械設備的運行是需要大功率供電站來維持的，在工作過程中應盡量保證系統運行的持續性，不得產生中途斷電的現象。且在設備實際操作過程中，由于其本身屬于一種綜合性、復雜性的結構，其對崗位人員的專業技能、職業素養要求較高。同時，在現場實際施工過程中，常常會出現不可預見性問題，如設備故障、施工環境惡劣等問題，要想整體工作持續的開展，必須制定較為全面的管制計劃，并依據技術對液壓氣動設備進行不斷優化與改進。

3? 液壓氣動鉆孔工作原理

3.1 沖擊模塊

液壓氣動鉆孔系統中，沖擊回路承接的是設備往復工作，通過力作用于沖擊系統的活塞組件，然后活塞組件對設備的尾端部位形成沖擊作用，并將其產生的壓力作用到設備外部承接載體上，即對外部巖石進行擊碎處理，如圖1所示。當系統內部的沖擊器、節流閥、濾波器形成通電回路時，此時流經系統電路中的電力流量由節流閥進行控制，其內部所產生的壓力補償值也將與系統外部所測定的信息相符合，進而來對不同巖石質量、密度等進行自身工作參數的調整。

3.2 回轉回路

液壓氣動系統中回轉回路所起到的作用，是在設備產生沖擊時，及時對釬頭下一次的沖擊位置進行調整，通過角度的改變對巖石新的部位進行鉆孔處理，其也起到工作導向的重要作用。如圖1所示，在實際換向過程中，由4號換向閥來控制液壓系統內工作的正反導向，保證不同工作狀態下，可令整體設備精準的完成操作。如在實際操作過程中，鉆孔設備內的釬頭出現卡殼的現象，此時內部動力在持續輸出的作用下，將令整體系統的工作壓力加大，進而引發機器因過載運行而燒毀的現象。圖1中的回路溢流閥則起到的系統內壓力防護的重要作用，通過對相關技術參數進行設定，當系統內部壓力值超出溢流閥的極限值，則溢流閥將及時進行閉合處理，以此來對整體回路起到防護的重要作用。在實際工作過程中，液壓氣動鉆孔設備如想最大限度提高沖擊質量，需以沖擊參數與回轉參數所呈現出的對接性為主，當參數匹配度近乎于零時，此時設備內操控系統所接受到的指令最為精確，以此來提高巖石鉆孔效率。

3.3 推進回路

推進回路在液壓氣動鉆孔設備中扮演的角色主要是為系統機構提供一種內驅力，當設備內的釬頭與巖石接觸后，推進回路將持續為系統提供一個向前的推進動力，以此來將作用力持續推進到巖石底部，完成鉆孔工作。由圖1可知，設備結構內的平衡閥在機械設備運行過程中起到系統平衡的作用，由平衡理論作用于設備機構內，可令設備在執行負重工作、靜止工作時呈現出相對靜態的形式，令整體工作機制趨于靜態。

4? 液壓氣動鉆孔機械的使用前景

液壓氣動鉆孔設備的選取與巖石特性具有較大的關聯，如不同動力輸出值、設備極限值與巖石內應力值之間差異性。一般來講，當液壓氣動鉆孔機械設備內對巖石所造成的沖擊能高出131J，則代表其可應用于大部分巖石鑿取工序中，且更加有利于帶有一定裂縫的巖石開采。表一則為不同型號的液壓氣動鉆孔設備的工作參數，其工作環境屬于一種定值。其中THBA型號的機器，設備內部裝有緩沖裝置，可有效降低地面所帶來的反沖波，通過將反作用力進行抵消，可有效降低設備的工作損耗，對內部元器件形成一定的保護作用，提高實際鉆孔能力。與此同時，設備內封閉結構，將氣動與液動進行分離，添加的消聲器裝置可有效降低噪聲污染，設備側面所帶有的沖洗功能，可及時對工作過程中產生的粉塵進行消除。

從目前國內外機器設備的比較來看，液動比氣動具有更高的效率性，但其經濟成本較高，且在實際運作過程中，整體工作形式較為穩定，可更加精準的執行某一項操作工序，其所消耗的經濟成本如表2所示。

5? 結語

綜上所述，在實際工作狀態下，要想最大限度提高系統應用質量，必須依據不同類型的設備及實際工作環境來制定出較為精準的方案，降低經濟成本，令各項工作可科學、有序的開展。期待在未來發展過程中，技術人員可研發出更為先進的設備，降低液壓氣動鉆孔設備的成本損耗，并對生態環境進行相關防護，與我國可持續發展戰略相貼合。

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