必知的液壓鑿巖機(jī)的基本性能

液壓鑿巖機(jī)的基本性能可分為沖擊性能、回轉(zhuǎn)性能、鑿巖性能與噪聲特性四個(gè)方面，所以，分析液壓鑿巖機(jī)時(shí)，忽略某一方面都是不恰當(dāng)?shù)?。?dāng)然，巖石條件不同，對(duì)液壓鑿巖機(jī)的要求有所不同，例如煤礦用液壓鑿巖機(jī)的轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)高些，而沖擊能數(shù)值可比某些鐵礦山低，但基本性能的指標(biāo)值必須保證。

1、液壓鑿巖機(jī)沖擊性能參數(shù)

液壓鑿巖機(jī)沖擊性能參數(shù)包括沖擊能、沖擊頻率、沖擊功率以及工作條件參數(shù)：工作壓力、工作流量。液壓鑿巖機(jī)的沖擊功率表示它的沖擊機(jī)構(gòu)具有的沖擊能力高低，由下式?jīng)Q定：

p=10-3e.f(1)

式中p——沖擊功率，kw

e——沖擊能，j

f——沖擊頻率，hz

液壓鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的工作壓力是影響沖擊能與沖擊頻率的決定性因素。試驗(yàn)確認(rèn)，液壓鑿巖機(jī)沖擊工作壓力的建立，應(yīng)當(dāng)以一定的工作流量為保證，流量不足以建立起某一工作壓力時(shí)，增加流量可以提高工作壓力，從而提高沖擊能與沖擊頻率；當(dāng)流量能滿足沖擊機(jī)構(gòu)建立起某一工作壓力時(shí)，增加流量不會(huì)提高沖擊性能。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定后，沖擊活塞行程一定，沖擊活塞的運(yùn)動(dòng)速度越高，沖擊頻率越高，因而沖擊頻率高低可直接反映液壓鑿巖機(jī)沖擊能的高低，用液壓鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的工作壓力—沖擊頻率—工作流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以判斷產(chǎn)品沖擊性能是否符合要求。

2、液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能參數(shù)

液壓鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)性能是重要性能，液壓鑿巖機(jī)與傳統(tǒng)的氣動(dòng)鑿巖機(jī)相比，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩提高的幅度大大超過了沖擊能提高的幅度。適于鉆鑿孔徑φ30～60mm的液壓鑿巖機(jī)中，沖擊能多在100～250j，比氣動(dòng)的獨(dú)立回轉(zhuǎn)式鑿巖機(jī)提高不多，但轉(zhuǎn)矩達(dá)200～300n.m，提高1倍以上。

經(jīng)試驗(yàn)研究，液壓鑿巖機(jī)鑿巖效率高于氣動(dòng)鑿巖機(jī)，除因沖擊功率增加外，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩的提高起了明顯的作用。北京科技大學(xué)的研究人員提出了液壓鑿巖“沖擊—扭切綜合破巖作用”的觀點(diǎn)；我們?cè)诖罅胯弾r試驗(yàn)研究中也發(fā)現(xiàn)，在沖擊性能參數(shù)不變的情況下，調(diào)整液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能參數(shù)，鑿孔速度往往可以提高20%～30%。根據(jù)試驗(yàn)，鉆鑿φ55mm以下巖孔時(shí)，平均轉(zhuǎn)矩為100～150n.m，但峰值常達(dá)150～250n.m，成為鑿巖過程中的回轉(zhuǎn)“超載”阻力，這是由巖石性質(zhì)的規(guī)律性變化、巖層裂隙以及鉆進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)的不平穩(wěn)等因素造成的。如采用性能良好的伺服推進(jìn)系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整推進(jìn)力大小，使液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)阻力及時(shí)下調(diào)，則回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩可稍低一些。

在液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能中，轉(zhuǎn)速是另一重要參數(shù)，它影響沖擊破碎每次破巖量的大小，又影響“回轉(zhuǎn)扭切”破巖量的大小，從而使鑿速發(fā)生變化。

液壓鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)幾乎都獨(dú)立于沖擊機(jī)構(gòu)，它的性能參數(shù)對(duì)鑿孔速度的影響，主要是因?yàn)榭梢允雇七M(jìn)力變化。我們總結(jié)的試驗(yàn)規(guī)律是：

(1)沖擊性能參數(shù)、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，推進(jìn)力增大，回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩加大，在一定范圍內(nèi)，鑿孔速度提高，但最佳推進(jìn)力上升至某一最高點(diǎn)以后，推進(jìn)力再增加會(huì)使鑿孔速度下降。液壓鑿巖機(jī)具有的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值，即可以達(dá)到的最大轉(zhuǎn)矩值的高低，對(duì)鑿巖過程保證具有最佳推進(jìn)力是有作用的。

(2)液壓鑿巖機(jī)沖擊性能參數(shù)與鑿巖推進(jìn)力不變時(shí)，液壓鑿巖機(jī)在最佳轉(zhuǎn)速下有最佳鑿孔速度，并且轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的提高而提高。

(3)液壓鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)釬速度與鑿巖推進(jìn)力不變時(shí)，實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩受沖擊能影響不大。

提高對(duì)液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能重要性的認(rèn)識(shí)，在液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品開發(fā)、制造與使用中應(yīng)把回轉(zhuǎn)性能作為重要指標(biāo)來考核與評(píng)價(jià)。

3、液壓鑿巖機(jī)的噪聲特性

同氣動(dòng)鑿巖機(jī)相比，液壓鑿巖機(jī)沒有排氣噪聲。盡管液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)生的噪聲聲壓級(jí)大大低于氣動(dòng)鑿巖機(jī)(氣動(dòng)鑿巖機(jī)1m距離的聲壓級(jí)110db(a)以上)，但仍高于90db(a)，達(dá)100db(a)左右，且聲能主要集中于1～5khz頻率段，沒有超出人耳敏感頻率范圍，若不采取噪聲防護(hù)措施，對(duì)工人身體仍然有害。

經(jīng)試驗(yàn)研究，液壓鑿巖機(jī)的噪聲源主要有沖擊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲和釬頭破碎巖石產(chǎn)生的噪聲。沖擊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲有沖擊活塞與釬尾封閉空間產(chǎn)生的噴注噪聲、沖擊活塞撞擊釬具以后產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲以及因撞擊表面變形在周圍產(chǎn)生的壓力脈沖噪聲，其中結(jié)構(gòu)噪聲是主要成分，其噪聲頻率特性與結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率相一致。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)噪聲由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓與機(jī)械噪聲構(gòu)成，但因噪聲強(qiáng)度低于沖擊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲，聲壓級(jí)差在10db(a)以上，所以對(duì)液壓鑿巖機(jī)總的噪聲評(píng)價(jià)影響不大。釬頭破碎巖石產(chǎn)生的噪聲對(duì)液壓鑿巖機(jī)噪聲的測(cè)試影響較大，當(dāng)釬頭鑿入巖石0.5m深以后，這一影響可以忽略不計(jì)。因此，研究、測(cè)試與分析液壓鑿巖機(jī)的噪聲，主要著眼于沖擊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲。

經(jīng)對(duì)液壓鑿巖機(jī)沖擊噪聲進(jìn)行的試驗(yàn)研究及對(duì)其沖擊機(jī)構(gòu)振動(dòng)頻率特性進(jìn)行的測(cè)試與分析表明，液壓鑿巖機(jī)噪聲主要與沖擊能大小有關(guān)，而受沖擊頻率影響不大。由于在一定條件下，液壓鑿巖機(jī)沖擊能大小取決于工作壓力，選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫κ墙档鸵簤鸿弾r機(jī)噪聲的關(guān)鍵。液壓鑿巖機(jī)的噪聲主要由結(jié)構(gòu)噪聲引起，液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)間隙、蓄能器參數(shù)、撞擊材料的特性以及連接件的松緊度等都影響液壓鑿巖機(jī)的噪聲。

對(duì)液壓鑿巖機(jī)噪聲的試驗(yàn)研究，可用于比較不同產(chǎn)品的性能，尋求防治噪聲的對(duì)策，并對(duì)液壓鑿巖機(jī)進(jìn)行故障診斷。