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(tǒng)發(fā)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(tài)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(fā)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(yè)的飛速發(fā)展下，極大分化工業(yè)產業(yè)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(xiàn)應用，可為工業(yè)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(tǒng)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(tǒng)的設定，可令機械設備內各個組件可進行聯(lián)動工作，進一步提高系統(tǒng)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(xiàn)出一定泛性，提高整體工作質量。

1? 液壓氣動系統(tǒng)發(fā)展概況

工業(yè)生產體系中，液壓氣動系統(tǒng)是操控工序實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，液壓氣動系統(tǒng)由最傳統(tǒng)的機械壓力轉變?yōu)闅鈩?、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(tǒng)的初始階段，其在工業(yè)產業(yè)中代表著發(fā)展的雛形;70～80年代，為液壓氣動系統(tǒng)的專業(yè)優(yōu)化階段，在社會行業(yè)的定向需求下，液壓氣動系統(tǒng)也在不斷進行優(yōu)化與更新，確保工業(yè)生產體系發(fā)展的持續(xù)性;80～90年代，隨著經濟體系、技術體系的發(fā)展，液壓工業(yè)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(tǒng)呈現(xiàn)出直線發(fā)展趨勢。

液壓氣動技術最早是在工業(yè)機床中來實現(xiàn)的，在液壓處理系統(tǒng)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(yè)產業(yè)的優(yōu)化升級，以科學技術、高新設備為載體，令農業(yè)領域、工程領域與工業(yè)產業(yè)形成一定的關聯(lián)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(lián)產品來進行制作的，隨著我國自主工業(yè)技術體系的建設，令電液伺服系統(tǒng)與液壓氣動系統(tǒng)形成深度融合，提高系統(tǒng)應用范疇。待進入到20世紀末期，液壓氣動系統(tǒng)在多領域的資源整合下，對系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)無法滿足動態(tài)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(tǒng)相比，液壓系統(tǒng)內部傳動模塊與控制模塊相結合，可令系統(tǒng)更加精準的執(zhí)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(tǒng)屬于內驅力工作模式，氣壓系統(tǒng)屬于外驅力工作模式，其極大省略空氣壓縮的環(huán)境，且具有一定的經濟優(yōu)勢。但從設備成本角度來看，液壓系統(tǒng)屬于綜合結構的工作架構，例如動力執(zhí)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(xiàn)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(tǒng)運行的持續(xù)性，不得產生中途斷電的現(xiàn)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(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)要求較高。同時，在現(xiàn)場實際施工過程中，常常會出現(xiàn)不可預見性問題，如設備故障、施工環(huán)境惡劣等問題，要想整體工作持續(xù)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(yōu)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)內部的沖擊器、節(jié)流閥、濾波器形成通電回路時，此時流經系統(tǒng)電路中的電力流量由節(jié)流閥進行控制，其內部所產生的壓力補償值也將與系統(tǒng)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(shù)的調整。

3.2 回轉回路

液壓氣動系統(tǒng)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(tǒng)內工作的正反導向，保證不同工作狀態(tài)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(xiàn)卡殼的現(xiàn)象，此時內部動力在持續(xù)輸出的作用下，將令整體系統(tǒng)的工作壓力加大，進而引發(fā)機器因過載運行而燒毀的現(xiàn)象。圖1中的回路溢流閥則起到的系統(tǒng)內壓力防護的重要作用，通過對相關技術參數(shù)進行設定，當系統(tǒng)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(shù)與回轉參數(shù)所呈現(xiàn)出的對接性為主，當參數(shù)匹配度近乎于零時，此時設備內操控系統(tǒng)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(tǒng)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(xù)為系統(tǒng)提供一個向前的推進動力，以此來將作用力持續(xù)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(tǒng)平衡的作用，由平衡理論作用于設備機構內，可令設備在執(zhí)行負重工作、靜止工作時呈現(xiàn)出相對靜態(tài)的形式，令整體工作機制趨于靜態(tài)。

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(lián)，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(shù)，其工作環(huán)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(wěn)定，可更加精準的執(zhí)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(tài)下，要想最大限度提高系統(tǒng)應用質量，必須依據不同類型的設備及實際工作環(huán)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(fā)展過程中，技術人員可研發(fā)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(tài)環(huán)境進行相關防護，與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相貼合。

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