石方工程机械n第一节 凿岩机械与配套设备n第二节 石料破碎和筛分机械第一节 凿岩机械与配套设备n凿岩机械是用来对石方进行钻孔作业的机械化设 备n钻孔爆破法是最常用的凿岩方法它首先用凿岩 机械在岩石的工作面上开凿一定深度和孔径的炮 孔，然后装入炸药进行爆破，再将爆破后的碎石 由装岩设备运走，从而实现凿岩和掘进n在钻孔爆破法施工中使用的凿岩机械有凿岩机和 凿岩台车两种第一节 凿岩机械与配套设备n一、凿岩机n(一)凿岩机的分类与技术特性n根据凿岩机采用动力的不同，凿岩机可分为：n风动凿岩机；n液压凿岩机；n内燃凿岩机；n电动凿岩机n在石方工程中，以风动凿岩机应用最为广泛第一节 凿岩机械与配套设备n风动凿岩机按推进方式和用途可分为：n 手持式凿岩机：重量较轻，依靠人力推进，能钻水平、 垂直向下及倾斜向下的炮孔，是浅孔凿岩的主要机械 n 气腿式凿岩机：安装在起支撑和推进作用的气腿上，适 用于钻凿水平、倾斜向下和稍倾斜向上的炮孔 n 向上式凿岩机：带有能轴向伸缩并与凿岩机连成一体的 汽缸，专门用于钻凿向上的炮孔n 导轨式凿岩机：重量大，需安装在凿岩台车或导轨上， 总称钻车这类凿岩机用于深孔凿岩，是石方工程最重 要的凿岩机械。
第一节 凿岩机械与配套设备第一节 凿岩机械与配套设备n(二)凿岩机的工作原理n1、风动凿岩机的工作原理n风动凿岩机实际上是一种双作用的活塞式风动工具，它 的工作原理如图所示n压缩空气从储气筒经管路进入凿岩机的机体，再通过配 气机构的作用，使压缩空气交替地进入汽缸的两端n与此同时，汽缸两端由于配气机构的作用而交替排气 在汽缸两端压力差的作用下，活塞在汽缸中往复运动， 冲击钢钎进行凿岩作业第一节 凿岩机械与配套设备n冲程；回程；n活塞在气缸内往复一次，就完成了凿岩和返回一 个工作循环n在回程中，通过钢钎回转机构将钢钎回转一个小角度， 以便下一个冲程可以换一个角度凿岩n当钢钎回转一周时，就可在岩层上按钎头的横断面尺寸 凿进一个深度为h的圆孔n活塞不断进行往复运动，钢钎就如此不断的凿击岩层， 直到所需要的深度为止第一节 凿岩机械与配套设备n粉垫的形成：影响凿击效能；n冲洗设备：干式；湿式n干式：压缩空气→气缸壁内的气道→活塞杆和钢钎的中 心孔→孔底→吹净石粉；n湿式：高压水；n根据上述工作原理，风动凿岩机必须包括以下几个部分 ：气缸－活塞组件，配气机构，钢钎回转机构、操纵阀 、以及冲洗设备第一节 凿岩机械与配套设备n转钎机构工作原理：第一节 凿岩机械与配套设备n钻杆和钻头：n(1)钻杆：又称钢钎，一般为六角形或圆形空心碳钢结构 。
中空的目的是为了清除孔底石粉，另外还可减轻钻杆 的重量，节省钢材；n钻杆由杆柄、杆身和杆头(钻头)三部分组成；n杆柄装在凿岩机的回旋套内，直接承受活塞的冲击作 用n杆身的下端是钎头，也就是钻头，直接参加凿岩工作 n凿岩机一般有4～7根不同规格的钻杆配会使用，可根 据钻孔深度不同而选用第一节 凿岩机械与配套设备n(2)钻头：由于直接参加凿岩工作，磨损很快，为了节省 优质钢材，通常和杆身分开制造(即活动钻头)，用螺纹( 常用左螺纹)或锥度配合和杆身连成一体n为了增加其耐磨性，一般用于凿击坚硬岩石的钻头，在 刃口处镶有硬质合金工具钢n这种钻头的优点是钻头磨钝后，可以随时拆下更换，而 杆身仍可继续使用第一节 凿岩机械与配套设备n钻头的形状根据所凿岩石硬度的不同而不同，常 用的钻头有单凿、双凿、和十字形三种第一节 凿岩机械与配套设备n2、液压凿岩机的构造及工作原理n由于液压凿岩机的突出特点，液压凿岩机的使用日益广 泛n按冲击机构的配油方式：有阀类和无阀类n瑞典的阿特拉斯COPl038和COPl238型液压凿岩机就属于有阀类，而美国的HARD－3型属于无阀类第一节 凿岩机械与配套设备n瑞典阿特拉斯公司的COPl038HD型液压凿岩机结构：n机体、冲击机构、转钎机构、液压系统和排粉装置；n冲击机构由冲击活塞6、缓冲弹簧4和密封装置5组成；n转钎机构由液压马达9、花键连接套10、传动轴11、驱 动齿轮13以及转钎齿轮套3组成；液压马达可正反转， 还能随着油压流量调节实现无级调速；n液压系统有油压流量调节器7和蓄能器12，可根据岩质 调节冲击频率和转钎的回转速度；n排粉装置采用旁侧供水口2，可保证岩粉排除和钻头冷却 的需要。
第一节 凿岩机械与配套设备nCOPl038HD型液压凿岩机工作原理：n冲程：压力油通过油路1进入油缸后腔，前腔通过油路5 回油，活塞在油压作用下开始冲程；n当活塞将通往柱阀的油路2打开时，压力油经由油路2 推动阀柱左移；同时，活塞冲击钎子n柱阀低压侧的回油通过油路6、7流入回油路4n回程：压力油通过油路5进入前腔，后腔通过油路1回油 ，活塞开始冲程；n当活塞打开柱阀油路6时，压力油通过油路7、6推动 阀柱右移；n柱阀低压侧10的油通过油路2、3排入回油路4n通过调换调节塞和改变油压，可改变冲击频率和冲击功 第一节 凿岩机械与配套设备n二、凿岩台车的构造和原理n推进器，钻臂及其变幅机构，底盘，供风、供水 、及液压系统；n瑞典阿特拉斯H177两臂液压凿岩台车：nCOP1238系列凿岩机；nBUT35H型伸缩式钻臂；n铰接轮式底盘；nBUT38P－02控制系统；nHL75型液压工作平台：在两钻臂之间第一节 凿岩机械与配套设备n（一）底盘nDC－16HD型铰接轮式底盘；n包括：发动机，传动与走行系统，转向系统，制动系统 ，驾驶室n1．发动机n采用Volvo TDl6A型四冲程、六缸、水冷、直列、直喷式柴 油机，额定输出功率为113kw；n主要用来驱动台车走行以及在无电源或电动机驱动液压泵 损坏时带动液压泵驱动钻臂、支腿、顶棚、电缆卷盘推进 器等动作；n此外，该发动机还配有水洗废气净化器，以便适应地下工 程作业。
第一节 凿岩机械与配套设备n2．传动及走行系统n液力传动；发动机动力经飞轮传到变矩器后，一路由 泵轮直接传到分动齿轮，驱动转向液压泵；另一路经 泵轮、涡轮传至动力换挡变速器、分动箱，最后传至 轮边减速器驱动前后轮n3．转向系统n由转向液压泵、操纵阀及转向液压缸组成转向液压 缸推动前后铰接车架实现转向其转向灵活，转弯半 径小第一节 凿岩机械与配套设备n4．制动系统n由行车制动和停车制动组成；n行车制动为蹄式制动器，气控油压提供制动力；n停车制动为手制动，在弹簧作用下制动分动箱输出轴，制 动释放由压缩空气实现n5．驾驶室n驾驶室为敞篷式，顶篷可用液压升降以保护操作者安全；n驾驶室前面按左中右横向顺序，布置有左钻臂操作台工作 平台操作台、右钻臂操作台；n后部布置有走行驾驶操作台第一节 凿岩机械与配套设备n（二） COPl238系列凿岩机n该台车采用COPl238系列凿岩机，是在COPl038基础上改进的 ，由冲击器、蓄能器、独立转钎机构和供水排粉机构组成；n冲击器为滑阀换向型，采用活塞双面回路，其前后两端作用 面积相差较小；n储能器的作用是吸收液压冲击，为活塞冲击提供足够的储能 和保证活塞冲击速度。
它由隔膜分成两腔，一边冲氮气，一 边和液压油相通n独立转钎机构由凿岩机后端的一个液压马达通过一套机械传 动系统带动钎尾旋转n供水排粉机构采用旁通注水结构第一节 凿岩机械与配套设备n（三） 钻臂及其变幅机 构n钻臂可自动平移，当把导 轨调到垂直作业面时，可 以保证导轨运动时一直保 持垂直位置n前端支臂液压缸；后部仰 俯液压缸第一节 凿岩机械与配套设备n（四）推进器nH177液压凿岩台车采用的是液压缸－钢丝绳形式的推进器；n活塞杆固定在导轨末端，液压缸移动，经推进绳或回位 绳将位移放大2倍后传递给凿岩机托架n推进力由油压控制，可防止顶推力过大第一节 凿岩机械与配套设备n（五）控制系统n控制系统包括液压系统、主电路、控制电路、供气系统 和供水系统；n每台凿岩机配备有1个泵组，包括1台电动机、1个双联泵、1个操作台及2台凿岩机共用的配电箱；n空气压缩机提供的压缩空气 用以润滑钎尾并进行凿岩气控操作；第一节 凿岩机械与配套设备n增压水泵将水增压后供给凿岩机；n主电路包括各电动机及其动力线路；控制电路控制各电 动机启动；n液压系统包括电动机液压系统和发动机液压系统，发动 机液压系统由发动机带动一个双联柱塞液压泵供油，驱 动钻臂、平台、支腿、顶棚、卷筒和推进器；电动机液 压系统由电动机带动双联柱塞液压泵供油，除驱动发动 机液压系统驱动的动作外，还可驱动凿岩机冲击和旋转 。
第二节 石料破碎和筛分机械n一、破碎机械n(一)石料破碎方法和破碎机分类n各种工程中会用到不同规格的砂子、石块；n石料来源：钻孔爆破（采石场或隧道开挖）；n不能直接用来铺筑路面和配制混凝土材料；n为了获得各种规格的碎石，就必须将大的石块破碎成碎 石n破碎机和筛分机第二节 石料破碎和筛分机械n根据破碎机的功用和作用原理，石块常采用以下破碎方法：(a)压碎；(b)冲击破碎；(c)磨碎；(d)劈碎；(e)压碎和磨碎同时作业第二节 石料破碎和筛分机械n破碎比：n破碎前石块尺寸D与最后加工成品的碎石尺寸d之比 ，即n破碎比是评定破碎工作情况的参数，可用来衡量对 石块的加工程度第二节 石料破碎和筛分机械n破碎分为粗碎、中碎、细碎和微碎第二节 石料破碎和筛分机械n按其结构的不同可分为颚式、锥式、锤式和滚筒式四大类 ；第二节 石料破碎和筛分机械n颚式破碎机：利用活动颚板相对固定颚板的往复摆动对 石块进行破碎可用于粗碎和中碎，它的优点是结构简 单、外部尺寸小、破碎比较大(i＝6～8)、操作方便目 前在筑路工程中使用非常广泛n锥式破碎机：利用一个置于固定锥孔体内的偏心旋转锥 体的转动，使石块受挤压、研磨和弯折等作用而被破碎 ，这种破碎机主要用于中碎和细碎。
由于它没有空回行 程，故生产率较高，动力消耗小但因其结构较复杂、 体积大、移动不方便，所以只适用于固定的大型采石场 ，在筑路工程中很少采用第二节 石料破碎和筛分机械n锤式破碎机：利用破碎锤来破碎石块n破碎锤交错地安装在壳体内的一根横轴上，当原动机带 动横轴旋转时，加入壳体内的石块就被各个破碎锤轮流 地锤击而破碎n石块从壳体上口加入、被击碎后的石料成品从壳体的卸 料隙口卸出n这种破碎机的结构较为简单、重量轻、体积小，能破碎 硬度较大的石块n但由于其生产率不高，且石料成品的规格大小不一，含 有很多的击屑和石粉等废品，故仅适用于养路工作的备 料第二节 石料破碎和筛分机械n滚筒式破碎机：利用两个反向转动的平衡滚筒的相对运 动将石料进行破碎的n它的结构简单，石料成品细而均匀n但因其进料尺寸不能过大、破碎比较小，因此很少单独 使用，一般用于配合颚式破碎机做次碎工作第二节 石料破碎和筛分机械n(二) 破碎机的工作原理及总体构造n在筑路工程中，使用最广泛的破碎机是颚式破碎机；n1. 工作原理n颚式破碎机根据其活动颚板摆动形式的不同，可分为单摆式和复摆式两种类型单摆颚式破碎机n单摆颚式破碎机由于卸料口的摆幅较大，因此破碎比较 小，石料成品的规格大小不均；n但其破碎力较大，可用于坚硬或中硬石块的破碎工作。
复摆颚式破碎机n复摆式破碎机破碎效果好，破碎比大，成品较均匀，同时 较适用于破碎粘湿石料，筑路工程中几乎全采用此形式；n缺点：活动颚板同时受冲压和碾搓作用，磨损较大，能量 消耗也较大复摆颚式破碎机n2、总体构造1-固定颚板；2-保护罩；3-偏心轴；4-后梁；5-调整机构；6-圆柱弹簧；7 -拉杆；8-肘板；9-活动颚板 复摆颚式破碎机n复摆颚式破碎机由机架、定颚板、动颚板、偏心轴、肘板及调整机 构等组成n机座通常采用焊接结构，其侧壁相互间由箱形结构地前壁1和后梁4 联接动颚板9装在其上部的偏心轴3上，它与机座的前壁（即定颚 板1）组成一个碎石室n定、动颚板的面上均装有可卸齿板，它的们借特制的梯形螺杆进行 固定，两齿板的齿交错装配，以增大破碎石料的能力n动颚板9的后下端与肘板8的一端相肘。