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：

[1]梁兵，毛益松，單志國，王國玉.爆破鉆孔設(shè)備液壓故障診斷技術(shù)研究[A].中國兵工學(xué)會民用爆破器材專業(yè)委員會.爆破器材——2013年民爆技術(shù)論壇論文集[C].中國兵工學(xué)會民用爆破器材專業(yè)委員會，2013：5.

[2]徐海良，李旺，趙宏強，徐紹軍.鉆孔作業(yè)中反向擴孔氣動沖擊器尾氣攜巖特性[J].石油勘探與開發(fā)，2016，43（01）：121-126.

[3]齊瑞曉.重型平盤突緣叉鉆孔氣動夾具設(shè)計[C].河南省汽車工程學(xué)會.第十一屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會論文集.2014：284-285.

[4]徐曉煜.CMM2-15型全液壓錨桿錨索鉆車在掘進巷道施工各類鉆孔時的應(yīng)用[J].科技風，2014（16）：113.

[5]沈保漢.樁基礎(chǔ)施工新技術(shù)專題講座（二十三）氣動潛孔錘與長螺旋鉆孔機組合技術(shù)（下）[J].工程機械與維修，2012（08）：168-171.