鉆機、鉆車與臺車名稱辨析

馬威，周志鴻，馬飛，耿曉光

（北京科技大學(xué)機械學(xué)院，北京 100083）

1 產(chǎn)品名稱辨析的必要

在土石方工程、 隧道工程與礦山機械行業(yè)內(nèi)，經(jīng)常出現(xiàn)“鉆機”、“鉆車”與“臺車”這些名稱，同一個產(chǎn)品，例如潛孔鉆孔設(shè)備，大多數(shù)人稱為“鉆機”[1，2，3，4]，也有人稱“鉆車”[5，6，7]；頂錘式鑿巖設(shè)備，有人稱為“鑿巖臺車”，也有人稱為“鉆車”，還有人稱“鉆機”，各行其是，很不統(tǒng)一。

產(chǎn)品名稱使用的混亂狀態(tài)，不利于社會商品統(tǒng)計管理，也不利于技術(shù)交流與商業(yè)交流，不利于計算機名詞搜索，更不利于開展產(chǎn)品的電子商務(wù)。

孔子曰 “名不正則言不順， 言不順則事不利”《論語·子路》。 “正名”是社會交流的需要，也是社會發(fā)展的必然趨勢。 本文對“鉆機”、“鉆車”與“臺車”的含義與使用范圍進行探討，供生產(chǎn)者、銷售者、使用者、行業(yè)管理者參考，不當之處，歡迎讀者討論和指正， 以期逐步規(guī)范產(chǎn)品的名稱，使得每一類鉆孔機械產(chǎn)品只有一個正式的書面名稱。

2 鉆孔原理

2.1 沖擊式鉆孔原理

沖擊式原理適用于中硬以上巖石中鉆孔，采用沖擊式方法鉆孔的設(shè)備有氣動鑿巖機、液壓鑿巖機、潛孔鉆機、鋼繩沖擊式鉆機等[8]。 沖擊式鉆孔又可以分為2 種方式：潛孔式鉆孔與頂錘式鉆孔。

2.1.1 潛孔式鉆孔原理

潛孔沖擊式鉆孔原理見圖1，潛孔式鉆孔是把產(chǎn)生沖擊作用的沖擊器安裝在鉆桿的底部，直接沖擊鉆頭，進行鉆孔的方式。

圖1 潛孔沖擊式鉆孔原理

2.1.2 頂錘沖擊式鉆孔原理

頂錘沖擊式鉆孔原理見圖2，頂錘式鉆孔是把產(chǎn)生沖擊作用的鑿巖機安裝在鉆桿的頂部，直接沖擊鉆桿， 沖擊能量通過鉆桿傳遞到鉆頭，進行鉆孔的方式。

圖2 頂錘沖擊式鉆孔原理

2.2 切削式鉆孔原理

切削鉆孔原理見圖3，切削式原理適用在土壤或軟巖中鉆孔，采用切削式方法鉆孔的設(shè)備有切削鉆機，旋挖鉆機，煤電鉆，煤礦錨桿鉆機等。因為切削作用主要靠旋轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生，故也稱為旋轉(zhuǎn)切削鉆孔。

圖3 旋轉(zhuǎn)切削式鉆孔原理

2.3 碾壓鉆孔原理

碾壓原理適用于中硬以下巖石鉆孔，牙輪鉆機是應(yīng)用碾壓原理鉆孔的，牙輪鉆頭鉆孔過程如圖4 所示。 鉆機通過鉆桿連接著牙輪鉆頭，并通過鉆桿加壓使鉆頭與巖石接觸。 同時，在鉆桿的旋轉(zhuǎn)動作下，使鉆頭上帶柱齒的牙輪滾動，通過與巖石接觸的柱齒，傳遞振動沖擊和壓入力，使巖石破碎。 此種鉆孔方式是把振動沖擊壓碎作用和剪切碾碎作用相結(jié)合，所以稱為碾壓鉆孔，因為牙輪在巖石上滾動， 也可以稱為滾壓鉆孔。 煤礦掘進機、隧道掘進機都應(yīng)用碾壓破碎巖石的原理。

2.4 振動式鉆進原理

圖4 牙輪碾壓式鉆孔原理

振動式鉆進原理見圖5，振動式鉆進適用在土壤或軟巖中鉆進，采用振動式方法鉆進的設(shè)備有聲波鉆機、超聲波鑿巖機等。

圖5 聲波振動鉆進原理

2.5 多種原理的聯(lián)合作用

沖擊式、切削式、碾壓式與振動式方法是在巖石或土壤中鉆孔的4 種基本方式。實際鉆孔設(shè)備一般都是幾種原理的聯(lián)合作用。例如液壓鑿巖機鉆孔以沖擊作用為主，輔以切削作用。 聲波鉆機是以振動作用為主，振動、旋轉(zhuǎn)切削和碾壓原理的聯(lián)合作用鉆孔。

3 鉆孔、穿孔與鑿巖的區(qū)別

3.1 鉆孔

無論是土方石方工程，還是隧道和礦山開挖工程； 也無論是沖擊式還是切削式還是振動式，只要是打孔作業(yè)，都可以稱為鉆孔。

3.2 穿孔

在露天礦山和地下礦山的巖石開挖作業(yè)中，也可以將鉆孔稱為穿孔[9]。

3.3 鑿巖

沖擊式鉆孔和以沖擊作用為主的鉆孔作業(yè)，可以稱為鑿巖。 采用其他鉆孔原理的設(shè)備，如切削式與振動式等鉆孔作業(yè)，不能稱為鑿巖。

4 潛孔沖擊器、鑿巖機與動力頭的定義

4.1 潛孔沖擊器的定義

顧名思義，采用潛孔沖擊式原理進行鉆孔的器具稱為潛孔沖擊器。 潛孔沖擊器簡稱為沖擊器，英文為“down the hole hammer”，因此也稱為潛孔錘。GB/T 6247 把潛孔沖擊器定義為“裝在鉆桿前端，潛入孔底進行鑿巖的器具”，完全準確。

4.2 鑿巖機的定義

采用頂錘沖擊式原理進行鉆孔的機具稱為鑿巖機。 鑿巖機分為氣動鑿巖機和液壓鑿巖機；又可以分為手持式鑿巖機、支腿式鑿巖機、導(dǎo)軌式鑿巖機等。

GB/T 6247 把鑿巖機定義為 “具有沖擊和回轉(zhuǎn)機構(gòu)用于鉆鑿巖孔的機器”，大體正確，但是不夠準確。 有以下三點可商榷：

（1）不應(yīng)稱為機器，應(yīng)稱為器具或機具，因為鑿巖機結(jié)構(gòu)組成相對簡單，沒有動力部分，需要從外界輸入液壓動力或氣壓動力。

（2）應(yīng)強調(diào)以沖擊作用為主，回轉(zhuǎn)切削作用為輔。 以回轉(zhuǎn)切削為主，沖擊作用為輔進行鉆孔的機具一般都稱為動力頭，不能稱為鑿巖機。

（3）沒有指出，鑿巖機只能應(yīng)用于頂錘式鉆孔。 潛孔沖擊器雖然是沖擊鉆孔，但是不能稱為鑿巖機。

4.3 動力頭的定義

輸出扭矩與轉(zhuǎn)速的機具稱為動力頭，動力頭的體積、重量、輸出扭矩、功率都遠大于鑿巖機。動力頭一般用于旋挖鉆機、管棚鉆機、錨桿鉆機的鉆孔作業(yè)。

5 鉆機、鉆車與臺車的定義

5.1 鉆機的定義

鉆機的內(nèi)涵最為廣泛， 泛指所有鉆孔設(shè)備。凡能在土壤或巖石中鉆孔的設(shè)備都可以稱為鉆機，不論是沖擊式、切削式、碾壓式、振動式或聯(lián)合式鉆孔，也不論是移動式鉆孔設(shè)備，還是固定式鉆孔設(shè)備，如石油鉆機、地質(zhì)取芯鉆機等等，都可以稱為鉆機。

GB/T 6247 把鉆機定義為 “主要靠回轉(zhuǎn)機構(gòu)進行鉆巖孔的機器”，將鉆機的內(nèi)涵大大縮小了，這樣就將潛孔沖擊式與頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備都排除在鉆機之外了。 這與我國實際情況不符。 我國大多數(shù)廠家與用戶，將潛孔沖擊式鉆孔設(shè)備稱為潛孔鉆機。我國著名的“鉆機之鄉(xiāng)”——張家口宣化區(qū)主要生產(chǎn)潛孔沖擊式鉆機。 建議在GB/T 6247 修訂時予以修改。

5.2 鉆車的定義

GB/T 6247 把鉆車定義為 “供鑿巖機鉆鑿巖孔的車”。按照此定義，只有采用頂錘沖擊式鑿巖鉆孔的車才可以稱為鉆車，潛孔鉆孔設(shè)備不能稱為潛孔鉆車。 這和 GB/T 1590 發(fā)生矛盾，GB/T 1590 在鉆車的類別中，含有露天潛孔鉆車、露天中壓潛孔鉆車、露天高壓潛孔鉆車與露天液壓潛孔鉆車等多個產(chǎn)品名稱[10]。

將“鉆車”定義為“車”，未必妥當。 在 GB/T 6104-2005/ISO 5053：1987，機動工業(yè)車輛的分類中，包含搬運車、牽引車、推頂車、堆垛車和叉車等等，但不含鉆車這一類[11]。

英文有“drill rig”、“drill Jumbo”等詞匯表示鉆孔設(shè)備[12，13]，并沒有“車輛” 的含義，表示車輛的英文詞匯有“vehicle”、“car”、“truck”等。 在國際上，也很少見到用“vehicle”來表述自行式鉆孔設(shè)備的相關(guān)報道。

“rig”有“鉆機、鉆架、鉆塔、臺”的含義，在英語中泛指一切鉆機。

“Jumbo”有“龐然大物”的含義，相對于手持式鑿巖機和支腿式鑿巖機，單臂、雙臂和三臂鑿巖臺車當然是龐然大物了，所以“Jumbo”可譯為鑿巖臺車。

“wagon”本意是“四輪馬車”，也指貨車或火車的車廂。 后來，Wagon 演變成一種轎車車型的代稱。 在目前的國外鉆機公司英語資料中，幾乎見不到用“wagon”表示鉆機。

建議將行駛速度較快的自行式鉆孔設(shè)備定義為鉆車， 比如行駛速度大于30 km/h 鉆孔設(shè)備稱為鉆車，例如汽車改裝的鉆機，可以稱為鉆車。

5.3 鑿巖臺車的定義

地下頂錘沖擊式鑿巖鉆孔設(shè)備稱為鑿巖臺車，地下施工設(shè)備還有錨桿臺車、混凝土噴射臺車與撬毛臺車等等，簡稱為臺車。

鑿巖臺車的內(nèi)涵最為狹窄，僅有地下頂錘沖擊式鑿巖設(shè)備。地下頂錘沖擊式鑿巖設(shè)備又可以細分為隧道掘進臺車、巷道掘進臺車、采礦臺車等，“臺車”雖然也含有“車”字，但是強調(diào)了一個“臺”字，在這個平臺上，可以安裝一個鉆臂或兩個鉆臂或三個及以上鉆臂進行鉆孔作業(yè)。

GB/T 6247 的術(shù)語中不含“鑿巖臺車”，實際上“鑿巖臺車”這一名詞使用十分廣泛。 在鐵路隧道開挖、地下礦山采掘工程中尤為普遍，已經(jīng)約定俗成。 建議今后標準修訂時將鑿巖臺車進行定義。

露天頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備一般稱為鉆機，不宜稱為鑿巖臺車，這也是約定俗成。

6 結(jié)論

常用鉆孔設(shè)備的名稱整理如下：

（1）固定式鉆孔設(shè)備只能稱為鉆機；

（2）采用牙輪鉆頭的鉆孔設(shè)備只能稱為牙輪鉆機；

（3）旋轉(zhuǎn)切削式鉆孔設(shè)備應(yīng)稱為鉆機，如切削鉆機，旋挖鉆機等；

（4） 采用動力頭進行鉆孔的設(shè)備應(yīng)稱為鉆機，如管棚鉆機等；

（5）潛孔沖擊式鉆孔設(shè)備宜稱為潛孔鉆機；

（6）露天頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備宜稱為露天頂錘式鉆機；

（7）隧道和地下頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備宜稱為鑿巖臺車；

（8）汽車改裝的鉆孔設(shè)備宜稱為鉆車；

（9）行駛速度很慢，如小于10 km/h，宜稱為鉆機。

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[10]JB/T 8550-2011，履帶式露天鉆車[S].

[11]GB/T 6104-2005，機動工業(yè)車輛術(shù)語[S].

[12]Li Lianggang，Zhang Bing，Luo Qiang. Study on Vibration Frequency and Rock Fragmentation Effect of Sonic Drill Rig[J].Procedia Engineering，2014，73.

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