石方工程機械

1、石方工程機械n第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n第二節(jié) 石料破碎和篩分機械第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n鑿巖機械是用來對石方進行鉆孔作業(yè)的機械化設備。n鉆孔爆破法是最常用的鑿巖方法。它首先用鑿巖機械在巖石的工作面上開鑿一定深度和孔徑的炮孔，然后裝入炸藥進行爆破，再將爆破后的碎石由裝巖設備運走，從而實現(xiàn)鑿巖和掘進。n在鉆孔爆破法施工中使用的鑿巖機械有鑿巖機和鑿巖臺車兩種。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n一、鑿巖機一、鑿巖機n(一)鑿巖機的分類與技術特性n根據(jù)鑿巖機采用動力的不同，鑿巖機可分為：n風動鑿巖機；n液壓鑿巖機；n內燃鑿巖機；n電動鑿巖機。n在石方工程中，以風動鑿巖機應用最為廣泛。第一節(jié) 鑿巖機械與

2、配套設備n風動鑿巖機按推進方式和用途可分為：風動鑿巖機按推進方式和用途可分為：n 手持式鑿巖機手持式鑿巖機：重量較輕，依靠人力推進，能鉆水平、垂直向下及傾斜向下的炮孔，是淺孔鑿巖的主要機械。n 氣腿式鑿巖機氣腿式鑿巖機：安裝在起支撐和推進作用的氣腿上，適用于鉆鑿水平、傾斜向下和稍傾斜向上的炮孔。n 向上式鑿巖機向上式鑿巖機：帶有能軸向伸縮并與鑿巖機連成一體的汽缸，專門用于鉆鑿向上的炮孔。1. 導軌式鑿巖機導軌式鑿巖機：重量大，需安裝在鑿巖臺車或導軌上，總稱鉆車。這類鑿巖機用于深孔鑿巖，是石方工程最重要的鑿巖機械。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n(二二)鑿巖機的工作原理鑿巖

3、機的工作原理n1、風動鑿巖機的工作原理n風動鑿巖機實際上是一種雙作用的活塞式風動工具，它的工作原理如圖所示。n壓縮空氣從儲氣筒經管路進入鑿巖機的機體，再通過配氣機構的作用，使壓縮空氣交替地進入汽缸的兩端。n與此同時，汽缸兩端由于配氣機構的作用而交替排氣。在汽缸兩端壓力差的作用下，活塞在汽缸中往復運動，沖擊鋼釬進行鑿巖作業(yè)。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n沖程；回程；沖程；回程；n活塞在氣缸內往復一次，就完成了鑿巖和返回一活塞在氣缸內往復一次，就完成了鑿巖和返回一個工作循環(huán)。個工作循環(huán)。n在回程中，通過鋼釬回轉機構將鋼釬回轉一個小角度，以便下一個沖程可以換一個角度鑿巖。n當鋼釬回轉一周時，就可在巖層

4、上按釬頭的橫斷面尺寸鑿進一個深度為h的圓孔。n活塞不斷進行往復運動，鋼釬就如此不斷的鑿擊巖層，直到所需要的深度為止。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n粉墊的形成：影響鑿擊效能；n沖洗設備：干式；濕式。n干式：壓縮空氣氣缸壁內的氣道活塞桿和鋼釬的中心孔孔底吹凈石粉；n濕式：高壓水；n根據(jù)上述工作原理，風動鑿巖機必須包括以下幾個部分：氣缸活塞組件，配氣機構，鋼釬回轉機構、操縱閥、以及沖洗設備。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n轉釬機構工作原理：第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n鉆桿和鉆頭：n(1)鉆桿：又稱鋼釬，一般為六角形或圓形空心碳鋼結構。中空的目的是為了清除孔底石粉，另外還可減輕鉆桿的重量，節(jié)省鋼材；n鉆桿由

5、桿柄、桿身和桿頭(鉆頭)三部分組成；n桿柄裝在鑿巖機的回旋套內，直接承受活塞的沖擊作用。n桿身的下端是釬頭，也就是鉆頭，直接參加鑿巖工作。n鑿巖機一般有47根不同規(guī)格的鉆桿配會使用，可根據(jù)鉆孔深度不同而選用。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n(2)鉆頭：由于直接參加鑿巖工作，磨損很快，為了節(jié)省優(yōu)質鋼材，通常和桿身分開制造(即活動鉆頭)，用螺紋(常用左螺紋)或錐度配合和桿身連成一體。n為了增加其耐磨性，一般用于鑿擊堅硬巖石的鉆頭，在刃口處鑲有硬質合金工具鋼。n這種鉆頭的優(yōu)點是鉆頭磨鈍后，可以隨時拆下更換，而桿身仍可繼續(xù)使用。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n鉆頭的形狀根據(jù)所鑿巖石硬度的不同而不同，常用的鉆頭

6、有單鑿、雙鑿、和十字形三種。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n2、液壓鑿巖機的構造及工作原理n由于液壓鑿巖機的突出特點，液壓鑿巖機的使用日益廣泛。n按沖擊機構的配油方式：有閥類和無閥類。n瑞典的阿特拉斯COPl038和COPl238型液壓鑿巖機就屬于有閥類，而美國的HARD3型屬于無閥類。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n瑞典阿特拉斯公司的瑞典阿特拉斯公司的COPl038HD型液壓鑿巖機結構型液壓鑿巖機結構：n機體、沖擊機構、轉釬機構、液壓系統(tǒng)和排粉裝置；n沖擊機構由沖擊活塞6、緩沖彈簧4和密封裝置5組成；n轉釬機構由液壓馬達9、花鍵連接套10、傳動軸11、驅動齒輪13以及轉釬齒輪套3組成；液壓馬達可正反

7、轉，還能隨著油壓流量調節(jié)實現(xiàn)無級調速；n液壓系統(tǒng)有油壓流量調節(jié)器7和蓄能器12，可根據(jù)巖質調節(jié)沖擊頻率和轉釬的回轉速度；n排粉裝置采用旁側供水口2，可保證巖粉排除和鉆頭冷卻的需要。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備nCOPl038HD型液壓鑿巖機型液壓鑿巖機工作原理工作原理：n沖程：沖程：壓力油通過油路1進入油缸后腔，前腔通過油路5回油，活塞在油壓作用下開始沖程；n當活塞將通往柱閥的油路2打開時，壓力油經由油路2推動閥柱左移；同時，活塞沖擊釬子。n柱閥低壓側的回油通過油路6、7流入回油路4。n回程：回程：壓力油通過油路5進入前腔，后腔通過油路1回油，活塞開始沖程；n當活塞打開柱閥油路6時，壓力油通過油

8、路7、6推動閥柱右移；n柱閥低壓側10的油通過油路2、3排入回油路4。n通過調換調節(jié)塞和改變油壓，可改變沖擊頻率和沖擊功。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n二、鑿巖臺車的構造和原理二、鑿巖臺車的構造和原理n推進器，鉆臂及其變幅機構，底盤，供風、供水、及液壓系統(tǒng)；n瑞典阿特拉斯H177兩臂液壓鑿巖臺車：nCOP1238系列鑿巖機；nBUT35H型伸縮式鉆臂；n鉸接輪式底盤；nBUT38P02控制系統(tǒng)；nHL75型液壓工作平臺：在兩鉆臂之間。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n（一）底盤（一）底盤nDC16HD型鉸接輪式底盤；n包括：發(fā)動機，傳動與走行系統(tǒng)，轉向系統(tǒng)，制動系統(tǒng)，駕駛室。n1發(fā)動機發(fā)動機n采用Vo

9、lvo TDl6A型四沖程、六缸、水冷、直列、直噴式柴油機，額定輸出功率為113kw；n主要用來驅動臺車走行以及在無電源或電動機驅動液壓泵損壞時帶動液壓泵驅動鉆臂、支腿、頂棚、電纜卷盤推進器等動作；n此外，該發(fā)動機還配有水洗廢氣凈化器，以便適應地下工程作業(yè)。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n2傳動及走行系統(tǒng)傳動及走行系統(tǒng)n液力傳動；發(fā)動機動力經飛輪傳到變矩器后，一路由泵輪直接傳到分動齒輪，驅動轉向液壓泵；另一路經泵輪、渦輪傳至動力換擋變速器、分動箱，最后傳至輪邊減速器驅動前后輪。n3轉向系統(tǒng)轉向系統(tǒng)n由轉向液壓泵、操縱閥及轉向液壓缸組成。轉向液壓缸推動前后鉸接車架實現(xiàn)轉向。其轉向靈活，轉彎半徑小。第

10、一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n4制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)n由行車制動和停車制動組成；n行車制動為蹄式制動器，氣控油壓提供制動力；n停車制動為手制動，在彈簧作用下制動分動箱輸出軸，制動釋放由壓縮空氣實現(xiàn)。n5駕駛室駕駛室n駕駛室為敞篷式，頂篷可用液壓升降以保護操作者安全；n駕駛室前面按左中右橫向順序，布置有左鉆臂操作臺工作平臺操作臺、右鉆臂操作臺；n后部布置有走行駕駛操作臺。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n（二）（二） COPl238系列鑿巖機系列鑿巖機n該臺車采用COPl238系列鑿巖機，是在COPl038基礎上改進的，由沖擊器、蓄能器、獨立轉釬機構和供水排粉機構組成；n沖擊器為滑閥換向型，采用活塞雙面回路，

11、其前后兩端作用面積相差較?。籲儲能器的作用是吸收液壓沖擊，為活塞沖擊提供足夠的儲能和保證活塞沖擊速度。它由隔膜分成兩腔，一邊沖氮氣，一邊和液壓油相通。n獨立轉釬機構由鑿巖機后端的一個液壓馬達通過一套機械傳動系統(tǒng)帶動釬尾旋轉。n供水排粉機構采用旁通注水結構。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n（三）（三） 鉆鉆臂及其變幅機構臂及其變幅機構n鉆臂可自動平移，當把導軌調到垂直作業(yè)面時，可以保證導軌運動時一直保持垂直位置。n前端支臂液壓缸；后部仰俯液壓缸。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n（四）（四）推進器推進器nH177液壓鑿巖臺車采用的是液壓缸鋼絲繩形式的推進器；n活塞桿固定在導軌末端，液壓缸移動，經推進繩或回

12、位繩將位移放大2倍后傳遞給鑿巖機托架。n推進力由油壓控制，可防止頂推力過大。第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n（五）控制系統(tǒng)（五）控制系統(tǒng)n控控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)、主電路、控制電路、供氣系統(tǒng)制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)、主電路、控制電路、供氣系統(tǒng)和供水系統(tǒng)；和供水系統(tǒng)；n每臺鑿巖機配備有1個泵組，包括1臺電動機、1個雙聯(lián)泵、1個操作臺及2臺鑿巖機共用的配電箱；n空氣壓縮機提供的壓縮空氣 用以潤滑釬尾并進行鑿巖氣控操作；第一節(jié) 鑿巖機械與配套設備n增壓水泵將水增壓后供給鑿巖機；n主電路包括各電動機及其動力線路；控制電路控制各電動機啟動；n液壓系統(tǒng)包括電動機液壓系統(tǒng)和發(fā)動機液壓系統(tǒng)，發(fā)動機液壓系統(tǒng)由發(fā)動機帶動一個

13、雙聯(lián)柱塞液壓泵供油，驅動鉆臂、平臺、支腿、頂棚、卷筒和推進器；電動機液壓系統(tǒng)由電動機帶動雙聯(lián)柱塞液壓泵供油，除驅動發(fā)動機液壓系統(tǒng)驅動的動作外，還可驅動鑿巖機沖擊和旋轉。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n一、破碎機械一、破碎機械n(一)石料破碎方法和破碎機分類n各種工程中會用到不同規(guī)格的砂子、石塊；n石料來源：鉆孔爆破（采石場或隧道開挖）；n不能直接用來鋪筑路面和配制混凝土材料；n為了獲得各種規(guī)格的碎石，就必須將大的石塊破碎成碎石。n破碎機和篩分機。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n根據(jù)破碎機的功用和作用原理，石塊常采用以下破碎方法：(a)壓碎；(b)沖擊破碎；(c)磨碎；(d)劈碎；(e)壓碎和磨碎同時作

14、業(yè)。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n破碎比：破碎比：n破碎前石塊尺寸D與最后加工成品的碎石尺寸d之比，即n破碎比是評定破碎工作情況的參數(shù)，可用來衡量對石塊的加工程度。dDi 第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n破碎分為粗碎、中碎、細碎和微碎。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n按其結構的不同可分為顎式、錐式、錘式和滾筒式四大類；第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n顎式破碎機：顎式破碎機：利用活動顎板相對固定顎板的往復擺動對石塊進行破碎。可用于粗碎和中碎，它的優(yōu)點是結構簡單、外部尺寸小、破碎比較大(i68)、操作方便。目前在筑路工程中使用非常廣泛。n錐式破碎機：錐式破碎機：利用一個置于固定錐孔體內的偏心旋轉錐體的轉動，使石

15、塊受擠壓、研磨和彎折等作用而被破碎，這種破碎機主要用于中碎和細碎。由于它沒有空回行程，故生產率較高，動力消耗小。但因其結構較復雜、體積大、移動不方便，所以只適用于固定的大型采石場，在筑路工程中很少采用。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n錘式破碎機：錘式破碎機：利用破碎錘來破碎石塊。n破碎錘交錯地安裝在殼體內的一根橫軸上，當原動機帶動橫軸旋轉時，加入殼體內的石塊就被各個破碎錘輪流地錘擊而破碎。n石塊從殼體上口加入、被擊碎后的石料成品從殼體的卸料隙口卸出。n這種破碎機的結構較為簡單、重量輕、體積小，能破碎硬度較大的石塊。n但由于其生產率不高，且石料成品的規(guī)格大小不一，含有很多的擊屑和石粉等廢品，故僅適用

16、于養(yǎng)路工作的備料。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n滾筒式破碎機：滾筒式破碎機：利用兩個反向轉動的平衡滾筒的相對運動將石料進行破碎的。n它的結構簡單，石料成品細而均勻。n但因其進料尺寸不能過大、破碎比較小，因此很少單獨使用，一般用于配合顎式破碎機做次碎工作。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n(二) 破碎機的工作原理及總體構造n在筑路工程中，使用最廣泛的破碎機是顎式破碎機；n1. 工作原理工作原理n顎式破碎機根據(jù)其活動顎板擺動形式的不同，可分為單擺式和復擺式兩種類型。單擺顎式破碎機n單擺顎式破碎機由于卸料口的擺幅較大，因此破碎比較小，石料成品的規(guī)格大小不均；n但其破碎力較大，可用于堅硬或中硬石塊的破碎工作。

17、復擺顎式破碎機n復擺式破碎機破碎效果好，破碎比大，成品較均勻，同時較適用于破碎粘濕石料，筑路工程中幾乎全采用此形式；n缺點：活動顎板同時受沖壓和碾搓作用，磨損較大，能量消耗也較大。復擺顎式破碎機n2、總體構造 1-固定顎板；2-保護罩；3-偏心軸；4-后梁；5-調整機構；6-圓柱彈簧；7-拉桿；8-肘板；9-活動顎板。 復擺顎式破碎機n復擺顎式破碎機由機架、定顎板、動顎板、偏心軸、肘板及調整機構等組成。n機座通常采用焊接結構，其側壁相互間由箱形結構地前壁1和后梁4聯(lián)接。動顎板9裝在其上部的偏心軸3上，它與機座的前壁（即定顎板1）組成一個碎石室。n定、動顎板的面上均裝有可卸齒板，它的們借特制的梯

18、形螺桿進行固定，兩齒板的齒交錯裝配，以增大破碎石料的能力。n動顎板9的后下端與肘板8的一端相肘撐，另一端則肘撐于調整機構5的楔塊上。動顎板的后下端用一根帶彈簧6的拉桿7拉住。n偏心軸3通過兩個滾動軸承安裝在機架的軸承座上，其兩端對稱地安裝著直徑相同的飛輪和三角皮帶輪。飛輪的作用是儲存能量，使機械運轉平穩(wěn)。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n（三）破碎機的使用（三）破碎機的使用n1、生產率計算 nQ 顎式破碎機的生產率（t/h）；nb 卸料隙口寬度（m）；nL 卸料隙口長度（m）；nn 偏心軸轉速（r/min）；nS 動顎行程（單擺式）或偏心距（復擺式）（m）；n供料強度；n石料容重（t/m3）。bLS

19、nQ60第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n除容重是常數(shù)外，其它參數(shù)均是可變參數(shù)；n破碎機卸料隙口尺寸的大小影響其破碎比，若破碎比小，則破碎的次數(shù)就少，破碎機的生產率就高；n供料強度對破碎機的生產率影響很大，因此，石塊的加入應保持均勻且經常保持斗滿；n偏心軸的轉速n越高，動顎板每分鐘擺動的次數(shù)越多，則破碎機的生產率就越高，但其轉速過高會造成來不及卸料，生產率反而會降低，因此，偏心軸的轉速應按規(guī)定調整到有效的范圍內。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n2、技術使用n破碎機工作時振動很大，為了延長機器的使用壽命和保護工人的身體健康，需在機體與基礎間安裝木墊或橡膠塊之類的緩沖材料。對于移動式破碎機，工作時應用木塊把

20、機架墊起來，使輪子懸空不致受沖擊荷載的影響。n破碎機啟動時應是空斗，故停機前需將石料卸空。加料時，應將石料從料口正面均勻地加人，避免側面加料而引起單邊負荷的劇增。n要經常檢查卸料口的寬度，如發(fā)現(xiàn)有變化應及時調整，以便保證石料成品規(guī)格的統(tǒng)一。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n為了提高破碎機的生產率，還需經常檢查齒板齒面的磨損情況：當齒面磨損嚴重時，其生產率會降低2030。n一般來說，齒板的下部較上部磨損快，當發(fā)現(xiàn)其下部磨損嚴重時，為了延長其使用壽命，可掉頭再使用。若上下齒面都磨損嚴重時，則應及時更換新的齒板。n工作中，若發(fā)現(xiàn)由于石料的堵塞而造成活動顎板的停擺，應立即切斷動力，清除斗內的石料后方可再啟動

21、。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n二、篩分機械二、篩分機械n石料是顆粒大小不均勻的混合物，含有不同的成分和雜質。n在加工石料的過程中，必須按顆粒大小進行分級，從材料中去除雜質。n分級可在帶有一定尺寸孔的平面或曲面上進行，這種過程稱為篩分。n若物料顆粒尺寸大于篩孔尺寸則此料停留在篩子表面上，為篩上粒料或上級料；若物料顆粒通過篩孔，則為篩下粒料或下級料。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n篩分分為三類：篩分分為三類：n（1）初篩，即在大量石塊破碎后進行的，它將過分粗的或過分細的顆粒分離出去；n（2）中篩，即靠這種篩子將破碎的材料分離出較粗的塊，以便送到二次破碎機里破碎；n（3）終篩，即將塊狀或粒狀材料分別達到

22、產品要求的顆粒級配。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n材料篩選有兩種途徑：n由細到粗：簡單，配置較好； n由粗到細：生產率較高，篩分級數(shù)較多，而篩子磨損較小，故普遍采用；n組合式篩選具有前兩者優(yōu)點。 第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n三、石料破碎三、石料破碎篩分聯(lián)合設備篩分聯(lián)合設備n石料破碎篩分聯(lián)合設備按機動性可分為固定式和移動式；n按成品料產量（功率）可分為小型（生產率50000-100000m3/年）、中型（生產率100000-250000 m3/年）和大型（生產率250000 m3/年）；n按地形布置可分為各設備水平布置和垂直布置兩種型式；n按工藝流程圖可以分為開式作業(yè)循環(huán)和閉式作業(yè)循環(huán)兩種型式。n在開式作業(yè)循環(huán)中，破碎的石料僅通過一次破碎機，超尺寸的粒料不進入第二次破碎；在閉式破碎循環(huán)中，可得到均勻尺寸的成品料，因為超尺寸的粒料將重復破碎和篩分。第二節(jié) 石料破碎和篩分機械n在破碎篩分聯(lián)合設備中，根據(jù)原石料的性質選擇各種破碎機械；n在多個破碎階段對物料進行破碎，破碎階段數(shù)根據(jù)所需的破碎比決定。n例如，在總破碎比i20和每一種破碎機械的破碎比為37的情況下，就需要采用兩個破碎階段。第二節(jié)