Page 154 - 机械制造及其自动化

机械制造及其自动化
Mechanical Manufacturing and Its Automation

细长，入射波就越接近于矩形波，其幅值低而延续时间长；而活塞形状越短粗，

入射波就越接近指数衰减波，其幅值高而延续时间极短。由以往的研究。我们可
知，固体中的应力波主要有纵波和横波两种，在钎杆内传播的应力波属于纵波，
它包括压应力波和拉力波；活塞冲击钎杆端部后，它将能量以压应力波的形式传
向钎头，当压应力波到达钎头跟炮眼底部的接触面时，大部分能量消耗在岩石上

面，还有小部分的作为拉应力波反射回去。
从图4-12可知，活塞的设计的原则S′为：
①活塞在满足一定强度和刚度的情况下，宜选用细长形的，且要尽量减少尺

寸的变化，这样不仅提高了冲击波能量的传递，而且减少了钎具的损耗。
②活塞的冲击前端跟钎尾端部是能量传递的交界点，在交接处的面积最好相
近或相等，并加以一定的锥度，这样才会大大提高冲击波能量的传递效率。
③活塞在设计过程中，其跟缸体的配合间隙是个很关键的参数；配合间隙过

大，泄漏严重，效率不高；配合间隙过小，加工成本高，且容易损坏；所以在保
证液压凿岩机工作稳定的情况下，再考虑提高效率，来确定合适的配合间隙。
2.轴向推力对凿入系统效率的影响

液压凿岩机在凿岩时，钎杆的前端部需与岩石表面接触良好，这样才有利于
提高其凿岩的效率，轴向推力是一个决定性的因素。在凿岩的过程中，我们作用
的轴向推力若过大，则会压迫钎杆使它难以转动，这样既增加了回转的阻力，还

会加剧钎头的磨损；若轴向推力过小，钎头就不能很好地与岩石表面接触，这样
就会大大降低凿岩机的凿岩效率。
（四）液压凿岩机冲击机构的效率

1.液压凿岩机冲击机构工作原理
在新一代的凿岩设备中，冲击机构是其主要的工作机构。冲击机构主要是通
过活塞杆的冲击将液压油的压力能转化为钎杆的动能，再由钎杆去冲击岩石，从
而实现破碎岩石的目的。由于冲击机构具有高效节能等特点，使其在金属矿山的

开采、道路的修建、地下建筑等行业得到广泛的应用。液压凿岩机的冲击机构工
作性能的好坏直接影响整个液压凿岩机的凿岩效率，所以我们有必要对冲击机构
进行重点的研究。首先了解下冲击机构的工作流程，活塞来回冲击一次，换向

阀就要换向两次，每次存在着五种状态，再加以考虑到换向阀在困油区的一些状
态，可以大体把活塞和阀芯运动的过程分为19个阶段。

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