液压气动钻孔机械设备的生产研发及运用

　　摘要：文章对液压气动系统发展进行概述，对液压气动钻孔设备及其工作原理进行分析，通过对多个类型的设备进行比较，得出不同设备工作状态下产生的经济消耗，以期为液压气动钻孔机械设备的生产研发及运用提供相关信息。

　　关键词：液压气动钻孔； 机械设备； 使用前景；

　　0 引言

　　近年来，机械化工业的飞速发展下，极大分化工业产业链内的人力资源成本消耗，各类高新技术、理念等以机械化设备为载体实现应用，可为工业生产赋予高效、快捷的新定义。在机械化生产加工中，信息化系统为机械设备的智能化操控提供平台，依托于内部集成操控系统的设定，可令机械设备内各个组件可进行联动工作，进一步提高系统运行效率。对于液压气动钻孔机械设备来讲，精密型机械构件、动能原理的结合，可有效削减非机械运动下震动力对内部组件所造成的破坏，令设备本身的应用呈现出一定泛性，提高整体工作质量。

　　1 液压气动系统发展概况

　　工业生产体系中，液压气动系统是操控工序实现的重要环节，液压气动系统由最传统的机械压力转变为气动、液动压力形式可分成三个时期。第一时期，上世纪60~70年代，为液压气动系统的初始阶段，其在工业产业中代表着发展的雏形；70~80年代，为液压气动系统的专业优化阶段，在社会行业的定向需求下，液压气动系统也在不断进行优化与更新，确保工业生产体系发展的持续性；80~90年代，随着经济体系、技术体系的发展，液压工业融合智能化、精细化理念，同时在大量科研经费的注入下，令液压气动系统呈现出直线发展趋势。

　　液压气动技术最早是在工业机床中来实现的，在液压处理系统的应用下，可令为机床设备提供较高的内驱力，以应对各项生产加工，随着工业产业的优化升级，以科学技术、高新设备为载体，令农业领域、工程领域与工业产业形成一定的关联特性，这也为液压元件的输出提供渠道。液压气动设备在初始推广阶段，我国技术体系并不成熟，其大多参照苏联产品来进行制作的，随着我国自主工业技术体系的建设，令电液伺服系统与液压气动系统形成深度融合，提高系统应用范畴。待进入到20世纪末期，液压气动系统在多领域的资源整合下，对系统架构进行重新定义，同时在高新科学技术、科研力量的支持下，极大提高我国液压气动系统的运作质量。

　　2 液压气动钻孔设备解析

　　在矿岩开采过程中，受岩石自身特性的影响，液压气动钻孔设备选取形式也将存在一定的差异性，如气动钻凿设备、液动钻凿设备、气动与液动相结合的钻凿设备，通过针对不同工作属性来选取相应的设备型号，可最大限度的保证整体工作的质量特性，同时更易于设备本身的运维，降低液压气动钻孔设备的成本损耗。当然液压气动钻孔设备在实际应用过程中，也存在一定的缺陷，如噪音大、污染高、高耗能等问题，同时如果在实际操作过程中，信息参数无法满足动态类指令需求，在长时间、高负荷的作用条件下，将降低设备的使用寿命。

　　从目前应用形式来看，与气压系统相比，液压系统内部传动模块与控制模块相结合，可令系统更加精准的执行某一项操控指令，同时在液压轴的应用下，产生的噪声较弱，且设备周边不会产生烟尘，因为液压系统属于内驱力工作模式，气压系统属于外驱力工作模式，其极大省略空气压缩的环境，且具有一定的经济优势。但从设备成本角度来看，液压系统属于综合结构的工作架构，例如动力执行、动力控制等元件的应用，都将占据较大的成本消耗，其经济成本要超出气动设备。此外，在现场施工阶段，机械设备的运行是需要大功率供电站来维持的，在工作过程中应尽量保证系统运行的持续性，不得产生中途断电的现象。且在设备实际操作过程中，由于其本身属于一种综合性、复杂性的结构，其对岗位人员的专业技能、职业素养要求较高。同时，在现场实际施工过程中，常常会出现不可预见性问题，如设备故障、施工环境恶劣等问题，要想整体工作持续的开展，必须制定较为全面的管制计划，并依据技术对液压气动设备进行不断优化与改进。

　　3 液压气动钻孔工作原理

　　3.1 冲击模块

　　液压气动钻孔系统中，冲击回路承接的是设备往复工作，通过力作用于冲击系统的活塞组件，然后活塞组件对设备的尾端部位形成冲击作用，并将其产生的压力作用到设备外部承接载体上，即对外部岩石进行击碎处理，如图1所示。当系统内部的冲击器、节流阀、滤波器形成通电回路时，此时流经系统电路中的电力流量由节流阀进行控制，其内部所产生的压力补偿值也将与系统外部所测定的信息相符合，进而来对不同岩石质量、密度等进行自身工作参数的调整。

　　3.2 回转回路

　　液压气动系统中回转回路所起到的作用，是在设备产生冲击时，及时对钎头下一次的冲击位置进行调整，通过角度的改变对岩石新的部位进行钻孔处理，其也起到工作导向的重要作用。如图1所示，在实际换向过程中，由4号换向阀来控制液压系统内工作的正反导向，保证不同工作状态下，可令整体设备精准的完成操作。如在实际操作过程中，钻孔设备内的钎头出现卡壳的现象，此时内部动力在持续输出的作用下，将令整体系统的工作压力加大，进而引发机器因过载运行而烧毁的现象。图1中的回路溢流阀则起到的系统内压力防护的重要作用，通过对相关技术参数进行设定，当系统内部压力值超出溢流阀的极限值，则溢流阀将及时进行闭合处理，以此来对整体回路起到防护的重要作用。在实际工作过程中，液压气动钻孔设备如想最大限度提高冲击质量，需以冲击参数与回转参数所呈现出的对接性为主，当参数匹配度近乎于零时，此时设备内操控系统所接受到的指令最为精确，以此来提高岩石钻孔效率。

　　图1 液压气动钻孔工作原理图示  

　　1.液压冲击器；2、13、15.压力补偿节流阀；3、12.二位二通电磁换向阀；4、11.三位四通电磁换向阀；5.回转马达；6、10.双向溢流阀；7、9.平衡阀；8.推进油缸；14.过滤器；16.溢流阀；17.油箱；18.液压泵。

　　3.3 推进回路

　　推进回路在液压气动钻孔设备中扮演的角色主要是为系统机构提供一种内驱力，当设备内的钎头与岩石接触后，推进回路将持续为系统提供一个向前的推进动力，以此来将作用力持续推进到岩石底部，完成钻孔工作。由图1可知，设备结构内的平衡阀在机械设备运行过程中起到系统平衡的作用，由平衡理论作用于设备机构内，可令设备在执行负重工作、静止工作时呈现出相对静态的形式，令整体工作机制趋于静态。

　　4 液压气动钻孔机械的使用前景

　　液压气动钻孔设备的选取与岩石特性具有较大的关联，如不同动力输出值、设备极限值与岩石内应力值之间差异性。一般来讲，当液压气动钻孔机械设备内对岩石所造成的冲击能高出131J,则代表其可应用于大部分岩石凿取工序中，且更加有利于带有一定裂缝的岩石开采。表一则为不同型号的液压气动钻孔设备的工作参数，其工作环境属于一种定值。其中THBA型号的机器，设备内部装有缓冲装置，可有效降低地面所带来的反冲波，通过将反作用力进行抵消，可有效降低设备的工作损耗，对内部元器件形成一定的保护作用，提高实际钻孔能力。与此同时，设备内封闭结构，将气动与液动进行分离，添加的消声器装置可有效降低噪声污染，设备侧面所带有的冲洗功能，可及时对工作过程中产生的粉尘进行消除。

　　表1 不同型号液压气动钻孔设备对比

　　从目前国内外机器设备的比较来看，液动比气动具有更高的效率性，但其经济成本较高，且在实际运作过程中，整体工作形式较为稳定，可更加精准的执行某一项操作工序，其所消耗的经济成本如表2所示。

　　表2 经济指标分析

　　5 结语

　　综上所述，在实际工作状态下，要想最大限度提高系统应用质量，必须依据不同类型的设备及实际工作环境来制定出较为精准的方案，降低经济成本，令各项工作可科学、有序的开展。期待在未来发展过程中，技术人员可研发出更为先进的设备，降低液压气动钻孔设备的成本损耗，并对生态环境进行相关防护，与我国可持续发展战略相贴合。

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