1、第一章 绪论 1.1 课题的研究背景和意义 随着社会的不断发展，手锤打眼已不能满足生产要求。通过前人的努力， 1887 年制造出第一台轻型气动凿岩机， 1938 年发明了气腿和碳化钨钎头。气腿式凿岩机和钎头的不断完善，对凿岩机的效率又提出了新的要求， 20 世纪 60 年代初，开发了独立回转凿岩机，随后发展和完善了架柱式凿岩机和凿岩钻车。在凿岩机不断发展的同时，注意到随着孔深的增加，深孔凿岩接杆钎具联接处能量损失较大，提出了将凿岩机送入孔底的设想，因而发明了潜孔冲击器。 凿岩机是用来直接开采石料的工具 ，如图 1 所示。 它在岩层上钻凿 出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它石
2、方工程 ， 此外，凿岩机也可改作破坏器，用来破碎混凝土之类的坚硬层。 图 1 凿岩机 迄今为止，凿岩爆破是实施岩石破碎的主要方法，破碎岩石首先需要在岩 (矿 ) 石中钻凿按爆破要求设计的炮孔。目前采用机械破碎岩石钻孔的方法主要有以下三种类型： (1) 冲击 -旋转破碎岩石钻孔 采用冲击载荷和转动钎具一定角度，并施加合理的推力来破碎岩石 ， 适应在中硬、坚硬的岩石中钻孔。此类钻孔设备有潜 孔钻机和凿岩机等； (2) 旋转破碎岩石钻孔采用旋转式多刃钎具切割岩石，同时施加较大的推力破碎岩石。适应在磨蚀性小及中硬以下的岩石中钻孔。此类钻孔设备有电钻和旋转钻机； (3) 旋转 -冲击破碎岩石钻孔 ， 又
3、称为碾压破碎钻孔。它是施加很大的轴压 (一般大于 300 kN) 给钻头，同时旋转滚齿传递冲击和压入力，滚齿压入岩石的作用比冲击作用大，通过旋转 - 冲击破碎岩石。此类穿孔设备最典型的是牙轮钻机。 凿岩机按其动力来源可分为 风动凿岩机 、 内燃凿岩机 、 电动凿岩机 和 液压凿岩机 等四类。 1、 风动凿岩机 。 如图 2 所示， 风动式以压缩空气驱使活塞在气缸中向前冲击，使钢钎凿击岩石，应用最广。电动式 由电动机通过 曲柄连杆机构 带动锤头冲击钢钎，凿击岩石。并利用排粉机构排出石屑，内燃式利用内燃机原理，通过汽油的燃爆力驱使活塞冲击钢钎，凿击岩石。适用于无电源、无气源的施工场地。液压式依靠液
4、压通过惰性气体和冲击体冲击钢钎，凿击岩石。这些凿岩机的冲击机构在回程时，由转钎机构强迫钢钎转动角度，使 钎头 改变位置继续凿击岩石。通过柴油的燃爆力驱使活塞冲击钢钎，如此不断地冲击和旋转，并利用排粉机构排出石屑，即可凿成炮孔。 图 2 风动凿岩机 2、 内燃凿岩机 。 如图 3 所示， 内燃凿岩机不用更换机头内部零件，只需按要求搬动手柄，即可作业。具有操作方便，更加省时，省力，具有凿速快、效率高等特点。在岩石上凿孔，可垂直向下、水平向上小于 45 垂直向下最深钻孔达六米。无论在高山、平地，无论在 40 的酷热或零下 40 的 严寒地区 均可进行工作，本机具有广泛的适应性。 内燃凿岩机具有矿山开采凿孔、建筑施工、
