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        液壓氣動鉆孔機械的使用前景分析

        2020-09-10 07:22:44高樂
        內(nèi)燃機與配件 2020年11期
        關(guān)鍵詞:機械設(shè)備

        高樂

        摘要:文章對液壓氣動系統(tǒng)發(fā)展進行概述,對液壓氣動鉆孔設(shè)備及其工作原理進行分析,通過對多個類型的設(shè)備進行比較,得出不同設(shè)備工作狀態(tài)下產(chǎn)生的經(jīng)濟消耗,以期為液壓氣動鉆孔機械設(shè)備的生產(chǎn)研發(fā)及運用提供相關(guān)信息。

        關(guān)鍵詞:液壓氣動鉆孔;機械設(shè)備;使用前景

        0? 引言

        近年來,機械化工業(yè)的飛速發(fā)展下,極大分化工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的人力資源成本消耗,各類高新技術(shù)、理念等以機械化設(shè)備為載體實現(xiàn)應(yīng)用,可為工業(yè)生產(chǎn)賦予高效、快捷的新定義。在機械化生產(chǎn)加工中,信息化系統(tǒng)為機械設(shè)備的智能化操控提供平臺,依托于內(nèi)部集成操控系統(tǒng)的設(shè)定,可令機械設(shè)備內(nèi)各個組件可進行聯(lián)動工作,進一步提高系統(tǒng)運行效率。對于液壓氣動鉆孔機械設(shè)備來講,精密型機械構(gòu)件、動能原理的結(jié)合,可有效削減非機械運動下震動力對內(nèi)部組件所造成的破壞,令設(shè)備本身的應(yīng)用呈現(xiàn)出一定泛性,提高整體工作質(zhì)量。

        1? 液壓氣動系統(tǒng)發(fā)展概況

        工業(yè)生產(chǎn)體系中,液壓氣動系統(tǒng)是操控工序?qū)崿F(xiàn)的重要環(huán)節(jié),液壓氣動系統(tǒng)由最傳統(tǒng)的機械壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈩?、液動壓力形式可分成三個時期。第一時期,上世紀(jì)60~70年代,為液壓氣動系統(tǒng)的初始階段,其在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中代表著發(fā)展的雛形;70~80年代,為液壓氣動系統(tǒng)的專業(yè)優(yōu)化階段,在社會行業(yè)的定向需求下,液壓氣動系統(tǒng)也在不斷進行優(yōu)化與更新,確保工業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)展的持續(xù)性;80~90年代,隨著經(jīng)濟體系、技術(shù)體系的發(fā)展,液壓工業(yè)融合智能化、精細(xì)化理念,同時在大量科研經(jīng)費的注入下,令液壓氣動系統(tǒng)呈現(xiàn)出直線發(fā)展趨勢。

        液壓氣動技術(shù)最早是在工業(yè)機床中來實現(xiàn)的,在液壓處理系統(tǒng)的應(yīng)用下,可令為機床設(shè)備提供較高的內(nèi)驅(qū)力,以應(yīng)對各項生產(chǎn)加工,隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級,以科學(xué)技術(shù)、高新設(shè)備為載體,令農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域與工業(yè)產(chǎn)業(yè)形成一定的關(guān)聯(lián)特性,這也為液壓元件的輸出提供渠道。液壓氣動設(shè)備在初始推廣階段,我國技術(shù)體系并不成熟,其大多參照蘇聯(lián)產(chǎn)品來進行制作的,隨著我國自主工業(yè)技術(shù)體系的建設(shè),令電液伺服系統(tǒng)與液壓氣動系統(tǒng)形成深度融合,提高系統(tǒng)應(yīng)用范疇。待進入到20世紀(jì)末期,液壓氣動系統(tǒng)在多領(lǐng)域的資源整合下,對系統(tǒng)架構(gòu)進行重新定義,同時在高新科學(xué)技術(shù)、科研力量的支持下,極大提高我國液壓氣動系統(tǒng)的運作質(zhì)量。

        2? 液壓氣動鉆孔設(shè)備解析

        在礦巖開采過程中,受巖石自身特性的影響,液壓氣動鉆孔設(shè)備選取形式也將存在一定的差異性,如氣動鉆鑿設(shè)備、液動鉆鑿設(shè)備、氣動與液動相結(jié)合的鉆鑿設(shè)備,通過針對不同工作屬性來選取相應(yīng)的設(shè)備型號,可最大限度的保證整體工作的質(zhì)量特性,同時更易于設(shè)備本身的運維,降低液壓氣動鉆孔設(shè)備的成本損耗。當(dāng)然液壓氣動鉆孔設(shè)備在實際應(yīng)用過程中,也存在一定的缺陷,如噪音大、污染高、高耗能等問題,同時如果在實際操作過程中,信息參數(shù)無法滿足動態(tài)類指令需求,在長時間、高負(fù)荷的作用條件下,將降低設(shè)備的使用壽命。

        從目前應(yīng)用形式來看,與氣壓系統(tǒng)相比,液壓系統(tǒng)內(nèi)部傳動模塊與控制模塊相結(jié)合,可令系統(tǒng)更加精準(zhǔn)的執(zhí)行某一項操控指令,同時在液壓軸的應(yīng)用下,產(chǎn)生的噪聲較弱,且設(shè)備周邊不會產(chǎn)生煙塵,因為液壓系統(tǒng)屬于內(nèi)驅(qū)力工作模式,氣壓系統(tǒng)屬于外驅(qū)力工作模式,其極大省略空氣壓縮的環(huán)境,且具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。但從設(shè)備成本角度來看,液壓系統(tǒng)屬于綜合結(jié)構(gòu)的工作架構(gòu),例如動力執(zhí)行、動力控制等元件的應(yīng)用,都將占據(jù)較大的成本消耗,其經(jīng)濟成本要超出氣動設(shè)備。此外,在現(xiàn)場施工階段,機械設(shè)備的運行是需要大功率供電站來維持的,在工作過程中應(yīng)盡量保證系統(tǒng)運行的持續(xù)性,不得產(chǎn)生中途斷電的現(xiàn)象。且在設(shè)備實際操作過程中,由于其本身屬于一種綜合性、復(fù)雜性的結(jié)構(gòu),其對崗位人員的專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)要求較高。同時,在現(xiàn)場實際施工過程中,常常會出現(xiàn)不可預(yù)見性問題,如設(shè)備故障、施工環(huán)境惡劣等問題,要想整體工作持續(xù)的開展,必須制定較為全面的管制計劃,并依據(jù)技術(shù)對液壓氣動設(shè)備進行不斷優(yōu)化與改進。

        3? 液壓氣動鉆孔工作原理

        3.1 沖擊模塊

        液壓氣動鉆孔系統(tǒng)中,沖擊回路承接的是設(shè)備往復(fù)工作,通過力作用于沖擊系統(tǒng)的活塞組件,然后活塞組件對設(shè)備的尾端部位形成沖擊作用,并將其產(chǎn)生的壓力作用到設(shè)備外部承接載體上,即對外部巖石進行擊碎處理,如圖1所示。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部的沖擊器、節(jié)流閥、濾波器形成通電回路時,此時流經(jīng)系統(tǒng)電路中的電力流量由節(jié)流閥進行控制,其內(nèi)部所產(chǎn)生的壓力補償值也將與系統(tǒng)外部所測定的信息相符合,進而來對不同巖石質(zhì)量、密度等進行自身工作參數(shù)的調(diào)整。

        3.2 回轉(zhuǎn)回路

        液壓氣動系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)回路所起到的作用,是在設(shè)備產(chǎn)生沖擊時,及時對釬頭下一次的沖擊位置進行調(diào)整,通過角度的改變對巖石新的部位進行鉆孔處理,其也起到工作導(dǎo)向的重要作用。如圖1所示,在實際換向過程中,由4號換向閥來控制液壓系統(tǒng)內(nèi)工作的正反導(dǎo)向,保證不同工作狀態(tài)下,可令整體設(shè)備精準(zhǔn)的完成操作。如在實際操作過程中,鉆孔設(shè)備內(nèi)的釬頭出現(xiàn)卡殼的現(xiàn)象,此時內(nèi)部動力在持續(xù)輸出的作用下,將令整體系統(tǒng)的工作壓力加大,進而引發(fā)機器因過載運行而燒毀的現(xiàn)象。圖1中的回路溢流閥則起到的系統(tǒng)內(nèi)壓力防護的重要作用,通過對相關(guān)技術(shù)參數(shù)進行設(shè)定,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部壓力值超出溢流閥的極限值,則溢流閥將及時進行閉合處理,以此來對整體回路起到防護的重要作用。在實際工作過程中,液壓氣動鉆孔設(shè)備如想最大限度提高沖擊質(zhì)量,需以沖擊參數(shù)與回轉(zhuǎn)參數(shù)所呈現(xiàn)出的對接性為主,當(dāng)參數(shù)匹配度近乎于零時,此時設(shè)備內(nèi)操控系統(tǒng)所接受到的指令最為精確,以此來提高巖石鉆孔效率。

        3.3 推進回路

        推進回路在液壓氣動鉆孔設(shè)備中扮演的角色主要是為系統(tǒng)機構(gòu)提供一種內(nèi)驅(qū)力,當(dāng)設(shè)備內(nèi)的釬頭與巖石接觸后,推進回路將持續(xù)為系統(tǒng)提供一個向前的推進動力,以此來將作用力持續(xù)推進到巖石底部,完成鉆孔工作。由圖1可知,設(shè)備結(jié)構(gòu)內(nèi)的平衡閥在機械設(shè)備運行過程中起到系統(tǒng)平衡的作用,由平衡理論作用于設(shè)備機構(gòu)內(nèi),可令設(shè)備在執(zhí)行負(fù)重工作、靜止工作時呈現(xiàn)出相對靜態(tài)的形式,令整體工作機制趨于靜態(tài)。

        4? 液壓氣動鉆孔機械的使用前景

        液壓氣動鉆孔設(shè)備的選取與巖石特性具有較大的關(guān)聯(lián),如不同動力輸出值、設(shè)備極限值與巖石內(nèi)應(yīng)力值之間差異性。一般來講,當(dāng)液壓氣動鉆孔機械設(shè)備內(nèi)對巖石所造成的沖擊能高出131J,則代表其可應(yīng)用于大部分巖石鑿取工序中,且更加有利于帶有一定裂縫的巖石開采。表一則為不同型號的液壓氣動鉆孔設(shè)備的工作參數(shù),其工作環(huán)境屬于一種定值。其中THBA型號的機器,設(shè)備內(nèi)部裝有緩沖裝置,可有效降低地面所帶來的反沖波,通過將反作用力進行抵消,可有效降低設(shè)備的工作損耗,對內(nèi)部元器件形成一定的保護作用,提高實際鉆孔能力。與此同時,設(shè)備內(nèi)封閉結(jié)構(gòu),將氣動與液動進行分離,添加的消聲器裝置可有效降低噪聲污染,設(shè)備側(cè)面所帶有的沖洗功能,可及時對工作過程中產(chǎn)生的粉塵進行消除。

        從目前國內(nèi)外機器設(shè)備的比較來看,液動比氣動具有更高的效率性,但其經(jīng)濟成本較高,且在實際運作過程中,整體工作形式較為穩(wěn)定,可更加精準(zhǔn)的執(zhí)行某一項操作工序,其所消耗的經(jīng)濟成本如表2所示。

        5? 結(jié)語

        綜上所述,在實際工作狀態(tài)下,要想最大限度提高系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量,必須依據(jù)不同類型的設(shè)備及實際工作環(huán)境來制定出較為精準(zhǔn)的方案,降低經(jīng)濟成本,令各項工作可科學(xué)、有序的開展。期待在未來發(fā)展過程中,技術(shù)人員可研發(fā)出更為先進的設(shè)備,降低液壓氣動鉆孔設(shè)備的成本損耗,并對生態(tài)環(huán)境進行相關(guān)防護,與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相貼合。

        參考文獻:

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