风动凿岩机的一般介绍

一、风动凿岩机的用途、特点与分类

(一)用途与特点

由第二讲凿岩机械的分类中知道，凿岩机械是凿岩机和其凿岩辅助设备的总称，凿岩机是凿岩机械中用以钻凿破碎岩石的一类机械化工具，而风动凿岩机又是诸类凿岩机中的其中一种。所谓风动凿岩机就是以压缩空气为动力介质的一类机械化凿岩工具。风动凿岩机的用途十分广泛，主要用于矿山井巷掘进及采矿工作中钻凿炮孔；同时也是筑路，兴修水利，农田基本建设、建筑、国防工程和其它土石方工程中用以钻凿炮孔和工艺孔等的重要工具。用风动凿岩机在中硬和坚硬岩石上凿孔，凿速可达600～900毫米/分，比人工铁锤一钎子打孔至少提高工效40倍；如果将其装在凿岩台车上实现一人多机操作凿孔，更可提高工效达80倍以上。

风动凿岩机由于它的动力介质所决定，因此它与内燃、液压和电动凿岩机相比，具有结构简单、重量轻、安全可靠、坚固耐用、适应性强、加工制造容易、成本低和使用维修技术要求不高且方便等特点。它的不足之处是能量利用率低(是同级电动凿岩机所耗动力的6~8倍；是同级液压凿岩机的4~5倍)，效率低(是同级液压凿岩机的一半)，噪声大(是同级液压凿岩机的4~7倍)等。

(二)分类

在第二讲中，根据使用已对风动凿岩机进行了如下分类；现作简单说明。

1.手持式凿岩机

手持式凿岩机是以人手把持并施加推力进行凿岩作业的一种凿岩机。由于人的体力和劳动保护条件的约束，这类凿岩机重量较轻(通常小于30公斤)，功率较低，一般用于矿山辅助凿岩及建筑工程、农田水利基本建设等石方作业，钻凿小直径浅孔。

2.气腿式凿岩机

气腿式凿岩机是以压气支腿支撑和推进凿岩机进行凿岩作业的一种凿岩机。由于凿岩机的支撑、推进和退回等动作是靠气腿来完成，因此这类凿岩机的功率和作业范围远较手持式凿岩机为大；为矿山广泛使用。我国气腿式凿岩机按其重量分轻型(≤22公斤)、中型(>22~25公斤)和重型(>25~28公斤)三种，并有普通和高频之分。冲击频率在2500次/分以下者为普通气腿式凿岩机；冲击频率在2500次/分以上者为高频凿岩机。它主要用于巷道掘进，钻凿深1.5~5米、直径为34~42毫米的炮孔。

3.向上式(伸缩式)凿岩机

带有与凿岩机同轴向的气腿的一种凿岩机称向上式凿岩机。它主要用于挑顶法采矿和吊罐法开凿天井，钻凿与水平方向成60~90度角范围的上向炮孔；也可用于钻凿锚杆孔和安装金属锚杆等。这种凿岩机重量一般为45公斤左右，凿孔直径为36~48毫米，孔深为1.5~5米。

4.导轨式凿岩机

这是一种与各类凿岩台车或台架配套使用的凿岩机。它靠台车或台架上设置的推进机构产生推进和退回等动作进行凿岩作业。其重量较重(一般在35~100公斤或更重)，功率大，一般用于接杆法凿岩，钻凿深10~50米，孔径为40~80毫米的炮孔。这种凿岩机有内回转和独立回转之分。

5.潜孔式凿岩机

指的是通常所说的潜孔冲击器。潜孔冲击器自身只能产生冲击动作，它的回转和推进动作靠与之相配套的潜孔钻机的相应机构来完成。因此可称它为特殊的独立回转凿岩机，即潜入孔底进行凿岩的独立回转凿岩机。由于冲击器在凿岩时是始终随着炮孔的加深而潜入孔底工作，即锤体与岩石间的传递距离在凿孔过程中始终保持不变，并且距离较短，因此这种凿岩机的冲击能在传递过程中的损失较小，对岩石的破碎效率较高。另外由于它潜入孔底凿岩，因此潜孔凿岩机的噪声级较其它凿岩机为低。潜孔凿岩机的凿孔直径一般在80~250毫米，凿孔深度一般在20米以上，最高可达50米。

国内外各类型部分风动凿岩机主要性能规格见表4-1~表4-4。由于潜孔凿岩机在“JB1590-75”产品型号编制方法中未列行业归口产品，因此下面不再作介绍。

二、风动凿岩机的结构及动作原理

(一)凿岩机的组成机构

由前讲已知，不论什么类型或什么型式的凿岩机，不但要求它能够破碎岩石，而且要求它能够顺利地打出炮孔。因此,要使其能很好的完成上述两个任务，必须完成如下几个动作和要求:

①在破岩过程中，使钎头始终抵住工作面(被凿岩石表面)。

②对钎头施加轴向冲击载荷(冲击式凿岩机)或回转-冲击载荷(回转-冲击联合作用式凿岩机)，使钎刃凿入岩石；冲击后活塞迅速返回，以便进行第二次冲击。

③每次冲击后使钎头回转一定角度，使钎刃下次冲击在新的位置上。

④排除破碎下来的岩屑。

⑤有良好的润滑。

⑥应改善作业环境，降低凿岩机的噪声、油雾、粉尘和振动等，以确保工人身体健康。

从上述各要求中可看出，冲击和转钎是矛盾的主要方面，是事物的本质;但无其它动作和满足如上诸要求，凿岩机是很难或不能很好地完战破碎岩石及打出炮孔等任务的。要完成上述动作和要求，必须具备下述机构:

①冲击及其配气机构；

②转钎机构；

③操纵机构；

④排粉、降尘和除油雾机构；

⑤润滑机构；

⑥消声和减振机构；

⑦推进机构。

现代凿岩机的润滑，广泛采用自动注油器。这种注油器安装在压气管路上，气流通过，造成油罗，润滑机器。

凿岩机的推进机构，随其类型不同而异。手持式凿岩机的推进是靠人力完成；气腿式及向上式凿岩机则靠气腿的伸缩推进；导轨式凿岩机由于重量级及功率级较大，通常采用独立的推进机构推进或退回凿岩机。

(二)气腿式凿岩机的构造及动作原理

风动凿岩机的类型虽然有多种，但它们的构造大同小异。有些只是主要参数不同，重量不等，尺寸不一，而构造基本相似；有些则采用不同的配气及转钎机构里式，其它则无多大差别。各类凿岩机中以气腿式凿岩机的结构及气路较为复杂，有必要做较详细的介绍；每一种凿岩机的构造及工作原理，在其产品说明书中均有说明。现主要以YT25(原7655)型气腿式凿岩机为例来说明其基本构造和动作原理。

1.YT25型气腿式凿岩机构造

图4-1表示YT25型气腿式凿岩机的外貌。它配自动伸缩的FT160型气腿和FY200A型注油器，除具有其他现代气腿式凿岩机所共有的特点，即风水联动，气腿快速缩回(双向气腿)，控制系统集中，操作方便，带排气消声罩等特点外，还具有重量较轻，扭矩较大，结构简单和凿岩效率较高等特点。

1. 手柄 2.柄体 3.气缸 4.消声罩 5.机头 6.托钎器 7.气腿连接轴 8.连接螺栓

YT25型气腿式凿岩机由柄体2、气缸3及机头5组成。手柄1装于柄体后部，里面安有使气腿快速缩回的扳机。柄体、气缸和机头用两根长螺栓连固成一体。凿岩时，钎子尾柄插在机头的钎尾套中，并借钎卡支持。凿岩机的操作把手及气腿伸缩操作把手均集中在柄体上，操纵较方便。冲洗炮孔的压力水是风水联动的，只要开动凿岩机，则压力水便可进入水针至炮孔底部冲洗岩粉并冷却钎头。

图4-2表示YT25型凿岩机内部构造。它采用凸缘环状阀配气和棘轮螺旋副转钎等机构，具有自动冲洗炮孔装置及强力吹气气路，凿岩时由气腿支承和施加轴推力。

1.簧盖 2.弹簧 3、27.卡环 4.注水阀体5、8、9、26、32、35、36.密封圈6.注水阀7、29.垫圈 10.棘轮 11.阀柜12.配气阀13.定位销14. 阀套15.喉箍16.消声罩17.活塞18.螺旋母19.导向套20.水针21.机头22.转动套23.钎尾套 24.钎托25.操纵网28.柄体30.气管弯头31.进水阀33.进水阀套34.水管接头37.胶环38.换向阀39.涨圈40.塔形弹 簧41.螺旋棒头42.堵子43.定位销 44.弹簧 45.调压阀 46.弹性定位环47.钎托螺栓48.钎托弹簧 49、53、69. 螺帽、50.锥形胶管接头51.掐子 52.螺栓54.蝶形螺母55.管接头 56.长螺杆螺母57.长螺杆58.螺旋棒59.气缸60.水针垫61.密封套62.操纵把63.销钉64.扳机65.把手66.注水阀67.密封套.68.弹簧垫圈 70.固紧销71.挡环

2.YT25型气腿式凿岩机的各种机构的构造及动作原理

(1)冲击配气机构的动作原理

所有风动凿岩机对钎杆的冲击都是由活塞在气缸中作往复运动来完成的。活塞能在气缸中产生往复运动，主要是依靠配气装置的作用。但只有配气装置而无设在气缸中的各气路以及转动套等相配合，要使活塞实现往复运动冲击钎杆，及每次冲击后都使钎杆转动一个角度是不可能的(特别是对内回转凿岩机)。因此，冲击配气机构由活塞、气缸、导向套及配气装置(包括阀、阀套、阀柜)组成。

冲击配气机构的工作原理可用图4-3说明。

1.操纵阀气孔 2.柄体气道 3.棘轮气孔 4.阀柜轴向气孔 5.阀套气孔 6.气缸左腔 7.排气孔8.气阀右腔 9.返程气道 10.配气阀 11.阀柜径向气孔

活塞冲击行程:此时活塞位于气缸左腔，回程末速度和冲程初速度均等于零；配气阀10位于极左位置(见图4-3a)。这时，从操纵阀孔1来的压气经气路2-3-4-5进入气缸左腔6，而气缸右腔8经排气孔7已于大气相通，压力低，故活塞在压气压力的作用下迅速向右运动，冲击钎尾。在活塞向右运动过程中，先是封闭排气孔7，而后活塞左侧越过排气孔，这时气缸右腔8的气体受压缩，压力升高，经气路9-11作用在气阀的左面，而气缸左腔6已通大气，压力低，因而作用在气阀右面的压力小，故气阀在此压气的作用下移至极右位置，封闭了气孔5，而使气路4-11联通。于是活塞工作行程结束，返回行程开始。

活塞返回行程:继上述，如图4-3b所示，当气阀关闭气路5后，压气便经气路1-2-3-4-11-9进入气缸右腔8，作用在活塞的右端，因气缸左腔通大气，压力低，故活塞向左运动。当活塞左侧封闭排气孔7继续向左运动，及至活塞右侧越过排气孔7后，左腔压力显著升高，气缸右腔通大气，气阀左面经11-9-8-7与大气相通，压力低，故气阀在气缸左腔被压缩的气体的作用下，移至极左位置，气再次进入气缸左腔，于是第二次冲击行程又复开始。于此连续地动作，便实现了活塞的连续冲击。

YT25型凿岩机采用的配气装置为凸缘环状活阀。为进一步了解冲击配气机构的动作原理，现对碗状控制阀式当岩机(如YT24、YT26等)的配气机构也在这里附带说明。

活塞冲击行程:如图4-4a所示:压气经操纵阀孔1进入柄体气室2、棘轮气道3、阀柜气道4和阀套气路5进到气缸左腔6，而气缸右腔8经排气孔7与大气相通，压力低故活塞在压气压力的作用下迅速向右运动。在活塞向右运动过程中，当活塞左端面打开气缸后室推阀孔9时，一部分压缩空气经气道10、阀柜气道11进到阀柜气室12推动阀13向右运动，关闭阀柜气道4及阀套气路5，停止向气缸左室6供气。阀内空间14的气体经气道15排入大气。在阀关闭气道4和5的同时，活塞继续向右运动，当活塞左端面打开排气口7时，气缸左室6与大气相通，压力迅速降低，此时，活塞靠惯性继续向前运动，冲击钎尾，完成冲程动作。活塞即处于回程开始位置。

活塞返回行程:继上述，如图4-4b所示，当阀关闭气道4及5时，同时打开阀柜气道16，压缩空气经气道16、回程气道17进入气缸右室8；而气缸左腔6经排气口7与大气相通，压力低，故活塞向左返程运动。在返程运动过程中，当活塞右端面打开前室推阀孔18时，一部分压缩空气经气道18、阀套气道19进到阀内空间14，推动阀向左移动，而将阀柜气道16关闭，停止向气缸右室供气。阀柜气室12的气体经气道20排入大气。在气阀关闭气道的同时，活塞继续向左运动。当活塞右端面打开排气口7时，气缸右室与大气相通，压力迅速下降，此时活塞靠惯性继续向左运动，直至压缩空气重新从操纵气阀1及气路2-3-4-5进入气缸左室6，活塞完成回程动作，速度为零，再重新进行第二次冲程运动。这样，在阀和活塞的相互作用下，使活塞连续地冲击。

(2)转钎机构动作原理

YT25型气腿式凿岩机的转钎机构如4-5所示。它由棘轮1、棘爪2、螺旋棒3、活塞4(其大头一端装有螺旋母)、转动套5、钎尾套6等组成。整个转钎机构贯穿于气缸及机头。各零件的连接关系可从图中看出。

1.棘轮 2.棘爪3.螺旋棒4.活塞5.转动套6.钎尾套 7.钎杆

由于棘轮机构具有单向间歇旋转的特性，故当活塞冲击行程时，由于活塞大头上螺旋母对螺旋棒的牙齿作用有沿图中虚线箭头所示方向绕其螺旋棒中心旋转的切尚分力，而此时棘爪恰处于顺齿位置，因此这一切向分力使螺旋棒按图中虚线箭头所示的方向转动一定角度，而活塞却只做轴向直线运动。当活塞返回行程时，由于棘爪处于逆齿位置，它在塔形弹簧(图中未表示出)作用下，抵住棘轮内齿，阻止螺旋棒转动，这时由于螺旋母的作用，迫使活塞在返回行程时沿螺旋棒上的螺旋槽依图中实线所示的方向转动，从而带动转动套及钎子转动一定角度。这样，活塞每次冲击一次，钎子就转动一次，进而实现钎刃每次都冲击在新的位置上。

(3)炮孔的冲洗及强吹机构

YT25型凿岩机工作时，采用凿岩时注水加吹气和停止冲击强力吹扫两种方式。凿机正常工作中，冲程时，经常有少量压气沿螺旋棒与螺旋母之间的间隙，经活塞中心孔进入钎杆；返程时，则有少量气体沿活塞花键槽进入钎杆中心孔到炮孔底部，与冲洗水一道排除孔底岩粉。此外，这还可防止冲洗水倒流凿岩机气缸。

1)冲洗机构

YT25型凿岩机的冲洗机构是风水联动的。其特点是，当接通水管后，凿岩机一开动，即可自动向炮孔注水冲洗；凿岩机停止工作，又可自动关闭水路，停止供水。冲洗机构安装在柄体后部，由操纵阀手柄控制。气水联动冲洗机构的工作原理可参见图4-6。当凿岩机工作时，压气经操纵阀从柄体气路进入气孔A，再经A进入注水阀体6内腔，推动注水阀5，克服弹簧2的压力，向左移动，注水阀的顶尖离开胶垫8。

a.进水阀b.气水联动注水阀

1.簧盖2.弹簧3.卡环 4、7、12.密封圈 5.注水阀6.注水阀体8.胶垫 9.水针垫10.水针11.进水阀套13.水管接头14.进水阀

这时压力水从水管接头13、水阀14和柄体水孔进入注水阀体的B孔，然后通过胶垫8、水针10进入钎杆中心孔，直到孔底排除岩粉。当凿岩机停止工作时，小孔A无压气进入，注水阀5在弹簧2的作用下向右移动，阀顶尖堵住了胶垫内孔，切断了水路，停止了供水。

当水管接头13随同橡胶水管从凿岩机上卸下时，在压力水压力作用下，进水阀14可自动关闭水源。

冲洗水必须澄清，压力不得超过压气压力，一般为2~3公斤/厘米²。

2)强吹气路

当炮孔较深，或向下打孔时，聚集在孔底的岩粉较多，如不及时排除，就会影响凿岩机的正常工作。这时，需搬动操纵阀到强吹位置(图4-7)，凿岩机停止工作，注水停止，强吹风路接通，从操纵阀孔1进入大量压气，经气路2-3-4-5-6.进入钎子中心孔7，直到孔底将岩粉排除。为了防止强吹时活塞后退从排气孔漏气，在气缸左腔钻有小孔8与其强吹气路相通，使压气进入气缸左腔，推动活塞向右运动，从而保证强吹时活塞处于封闭排气孔的位置，防止漏气，以免影响强吹效果。

打孔结束时，为了使孔底干净，提高爆破效果，也必须强吹气将孔底岩屑和泥水排除。

1.操纵阀孔 2.柄体气路 3.气缸气路4.导向套气路 5.机头气路 6.转动套气路7.钎子中心孔 8.强吹时平衡活塞气孔

(4)推进机构

为了克服凿岩机工作时产生的后座力，并当活塞冲击钎尾时，使钎刃抵住孔底岩石，以提高凿岩效率，则必须给凿岩机以适当的轴推力。另外，凿岩机在打孔时必须被支承在一定方位。YT25型凿岩机的支承和推进是由FT160型气腿完成的。

图4-8表示打水平炮孔时气腿式凿岩机的支承和推进原理。气腿4用连接轴3与凿岩机2铰接起来；气腿的顶尖支持在底板上，其轴心线与地面(水平面)成a角，此时如气腿本身产生一个轴向推力R，则R对凿岩机来说可分解成一个水平分力和一个垂直分力:

水平分力=RT=Rcosa

垂直分力=Rz=Rsina

1.钎柱 2.凿岩机 3.连接轴 4.气腿

RT力的作用在于平衡凿岩机工作时产生的后座力RF，并对凿岩机施以适当的轴推力，使凿岩机获得最优凿速。因此必须

RT≥RF

Rz力的作用在于平衡凿岩机及钻具等的重量。

凿岩时随着炮孔的加深和凿岩机的前进，气腿的支承角α逐渐变小。这样，从图4-8中力的分解中可以看出，气腿对凿岩机的支承力逐渐减小，而对凿岩机的轴推力则逐渐增大。因此，在凿岩过程中要使凿岩机始终在(或近似在)最优轴推力下工作，就必须随时改变气腿推力的大小。FT160型气腿的推力大小是通过凿岩机柄体上的调压阀来控制进入气腿的气量实现的。

FT160型气腿的构造和动作原理如图4-9所示。

1.连接轴 2.架体3.螺母 4.压垫5.塑料6.垫套7 .气管8.伸缩管 9.提把10.外管11.下管座12.导向套13.防尘套14.顶叉15.顶尖

工作原理:见图4-9，连接轴1是用来将气腿和凿岩机铰接在一起的。连接轴上开有气孔A、B与凿岩机的操纵机构相沟通。当从操纵机构调压阀来的压气经A孔进入气道①、②后便进入到气腿上腔S，推动塑料碗使伸缩管8向外伸出。这时气腿下腔X内的气体经气孔③和气道④⑤⑥至B孔，并 经凿岩机柄体排出。当改变操纵机构调压阀的位置时，压气便经B孔进入气道⑥⑤④和 孔③进入气腿下腔X，推动塑料碗上移，伸缩管缩回。这时气腿上腔S的气体经②①至A孔，并经凿岩机柄体排出。

(5)润滑机构

YT25型凿岩机的润滑采用FY200A型注油器自动润滑。该注油器为悬挂式的，接在凿岩机进气管路上，容油量为200毫升，可供凿岩机工作两小时的润滑油耗。它的构造如图4-10所示。当凿岩机工作时，压气沿箭头方向进入注油器之后，一部分压气经孔A到B进入壳体8内，对润滑油面施加一定压力。而C孔与气流方向相垂直并通过d孔、管7至油液底部。因A孔处管道截面大，气流流速低压力大，而C孔处的管道:截面小，气流流速高，压力较A孔处为低，所以润滑油在油面压力和油重压力作用下，从底部沿管7、d孔并经调油间隙E流至C孔被高速气流带走，形成雾状，送至凿岩机及气腿内部，润滑各运动零件。其供油量大小，可用调油阀3进行调节。

1.管接头2.油阀3. 调油阀 4.螺帽5、9.〇形密封圈6.油堵7.油管8.壳体10.挡圈 11.弹性挡圈

(6)操纵机构

YT25型凿岩机有三个操纵手柄，分别控制凿岩机的操纵阀、气腿的调压阀及换向阀。这三个阀构成了本凿岩机的操纵机构。三个操纵阀手柄均装置在柄体上，集中控制，操作方便。下下面分别叙述这三个阁的构造及工作原理。

1)凿岩机操纵阀

凿岩机操纵阀是控制凿岩机运转的开关。它的构造如图4-11所示。Ⅰ-Ⅱ剖面中的A孔是通往配气装置并至气缸的孔；Ⅱ-Ⅱ直剖面的B孔，其作用是当机器停止工作时，进行小吹气的气孔; Ⅱ-Ⅱ剖面的C孔是凿岩机停止工作时，进行强力吹气的气孔，其断面大于B孔。

图4-12表示操纵阀的五个操纵位置:

位置0:停止工作，此时停气停水。

位置1:轻运转，注水、吹洗，图4-11中的A孔部分被接通。

位置2:中运转，注水、吹洗，A孔被接通的面积稍大一些。

位置3:全运转，注水、吹洗，A孔全部被接通。

位置4:停止工作，停水，强力吹洗，此时图4-11中的A孔不通，C孔接通强力吹洗气路。

2)气腿调压阀及换向阀

这两个阀组合在一起，分别用两个手柄控制。它们的作用都是用来控制气腿的运动的。二者是相互配合，但又各自独立。调压阀的作用除控制气腿运动，主要是调节气腿的轴推力，以适应凿岩机在各种不同条件下凿岩时对轴推力的不同要求。换向阀的作用除配合调压阀使气腿运动外，还控制气腿的快速缩回动作。

调压阀的构造如图4-13所示。阀上有两个方向相反的半月牙形槽，其中B-B剖面的半月牙形槽m为进气槽；C-C剖面的半月牙形槽n为放气槽。柱形换向阀就插在调压阀的轴向通孔中。

气腿的调压换向工作原理及气路系统见图4-14。当需伸长气腿并调整压力时，转动调压阀手柄1。配合调压或使气腿快速缩回时，则扳动处于手把2(或参见图4-12)内的扳机3。现分三步来说明它们的动作原理。

①气腿伸出(图4-14a):如向工作面方向转动调压阀手柄1，调压阀上的半月牙形进气槽(图4--13，B·B剖面中之m)将调压阀气孔②和柄体气孔③接通。此时由操纵阀和柄体孔①来的压气按实线箭头所示方向，经气孔②和③进入气腿上腔S，伸缩管伸出，支承及推进凿岩机。这时气腿下腔X的气体按虚线箭头所示方向，经柄体孔调压阀孔⑤，最后由柄体孔⑥排入大气。

a.调压阀动作 b.换向阀动作c.气腿工作原理简图

1.调压阀手柄2.手把3.扳机 4.换向阀 5.柄体 6.调压阀

②气腿推力调节:气腿伸出后，扳动调压阀的手柄，可以调节气腿轴推力的大小其调节范围可从零至最大值(参见图4-12)。

轴推力的调节主要是由调压阀的半月牙形进气槽m和放气槽n实现的。此二槽可通过孔③彼此相通。当进气孔②完全对正孔③时，偏心槽n全部脱离孔③，压气全部进气腿上腔S，则气腿轴推力达最大值。当逆时针转动调压阀时，则从孔②来的压气必须经过槽m后才能进入孔③，并且放气槽n也通过孔③与槽m相通，所以由孔②来的压气非但能通过槽m进入孔③，同时也能通过槽n与孔⑥相通排入大气。由于槽m断面随调压阀的转动越来越小，而槽n的断面却越来越大，因此进入孔③的压气便越来越少，而经槽n排入大气的压气越来越多，即压气漏损越来越大，系统压降越来越大。由此，进入气腿上腔的气量越来越少，压气压力越来越低，轴推力也就越来越小。当放气槽f完全对正孔③时，进气孔②连同偏心槽m全部脱离孔③，此时进入气腿上腔的压气被关闭。

③气腿快速缩回(图4-14b):气腿快速缩回是由换向阀4控制的。凿岩机工作时，进入调压阀的压气将换向阀推到最左位置(图4-14a)。当扳动手把2里的尼龙扳机3时，克服压气推力，将换向阀推至最右位置(图4-14b)。这时气路改变了方向，由孔①进入的压气按图4-14b中的实线箭头所示方向，经换向阀孔⑦、调压阀孔⑤、柄体孔④进入气腿下腔，使气腿快速缩回。此时气腿上腔的气体按虚线箭头所示方向，经孔③、调压阀气路，最后从孔⑥排入大气。

(7)消声机构

YT25型凿岩机的消声机构主要是用来降低凿岩机的空气动力性噪声即排气噪声的。具体结构见图4-15。它是由气缸上长形排气孔及外加消声罩构成。消声罩由丁氰橡胶与白帆布经硫化压制而成如图中之形式；构成为阻、抗性结合单室扩张室式消声器。该消声罩的排气方向可通过松开喉箍后随意调节，结构简单，换装容易，阻损较小且消声效果好。

以上，通过对YT25型气腿式凿岩机的组成机构和动作原理的介绍，使我们对风动凿岩机有了初步的了解，知道活塞是在压缩空气作用下，通过配气机构使其在气缸中作往复运动，连续冲击钎子，达到破碎岩石的目的，并通过回转机构的作用，使其钎头每次都冲击在新的位置上，使之凿出圆形炮孔。YT25型凿岩机是属于有阀配气内回转式的凿岩机，但对于其它类型的风动凿岩机，也必须具备上述各种机构和相应动作，才能达到破碎岩石和钻凿出炮孔的目的，例如无阀式和独立回转式的风动凿岩机等。

为了进一步了解各类风动凿岩机的工作原理，我们必须将活塞位移、压气压力及活塞运动速度联系在一起分析。下面就作这方面的分析。

三、风动凿岩机工作原理

凿岩机工作时，气缸前后腔的压力变化情况是很复杂的。随着测试手段的不断完善，近三十年来国内外一些专业科研单位、生产厂家和专业院校的有关人员进行了许多测试和研究。对于决定凿岩机工作好坏起关键作用的气缸内部压力变化，有如下几种分析:一种是，为了简化，认为气缸前后腔的压力在全部过程中是近乎恒等或者按一定规律变化，即我们在第三讲中提到的近似计算法；另一种则与此相反，认为活塞运动过程中气缸前后室的压力始终是变化的，把活塞运动过程分为若干阶段，然后利用热力学原理进行计算，确定出每阶段的压力，即第三讲中所提到的精确计算的内容。除这两种外，也有在凿岩机样机制出后，利用现代科学测试手段(非电测量及高速摄影等)来记录凿岩机的工作过程，然后加以综合分析的。

现就利用实测法来分析凿岩机气缸的压力变化，说明风动凿岩机冲击工作原理。

从图4-16a看出，活塞工作行程是由左向右运动，冲击钎子，实现凿岩工作；活塞返回则由右向左运动，为下一次冲击准备条件。活塞的冲程和回程运动均是由配气阀控制的。工作行程时，配气阀3紧贴左边，封闭了气路2，而打开气路5，压气进入气缸7的左腔，推动活塞6向右运动。当活塞左端面越过排气孔8时，左腔通大气，压力下降，此时活塞以惯性继续向右运动，冲击钎子。当活塞越过排气孔后，压缩气缸右腔气体，压力升高，并经返程通道4、2至配气阀左面，推动配气阀3靠紧右边，封闭工作行程气路5，打开返程气路2、4，压气即可进入气缸右腔推动活塞向左运动。当活塞左端越过排气孔8后，活塞压缩气缸左腔气体，压力升高，直至活塞右端面越过排气孔8后，右腔与大气相通，压力下降，从而又把配气阀3推至极左位置，封闭了活塞返程气路2、4，打开了冲程气路5，压气再次进入气缸左腔，推动活塞开始下一次冲程运动，如此往复不止，连续冲击钎子。

a.凿岩机冲击配气机构(被动阔)

b.气缸左、右腔压力变化曲线

c.活喜往复运动的速度变化曲线

1.配气机构 2.4.活塞返程气道 3.配气阀5.活塞冲程气道6.活塞 7.气缸 8.排气孔

在活塞往复运动过程中，气缸左、右腔的气体压力变化曲线如图4-16b所示。①-②-③-⑤-④为活塞返程行程气缸左腔的气体压力变化曲线；④-⑤-⑥-⑦-⑧为活塞工作行程气缸左腔的气体压力变化曲线。⑨-⑩-⑪-⑬-⑫为活塞工作行程气缸右腔的气体压力变化曲线；⑫-⑬-⑭-⑮-⑨为活塞返程气缸右腔的气体压力变化曲线。

图4-16c表示活塞在气缸中往复运动的速度变化曲线。设计良好的风动凿岩机，要求活塞在最大的运动速度时冲击钎子，以便得到最大的冲击力，实际上由于种种原因活塞只能以接近最大速度冲击钎子；返程时，由于活塞杆的影响，作用在活塞右端面上的总压力较小，因此速度也比较小。

为了防止活塞冲击导向套及配气机构，设计时合理确定气缸左、右腔的气垫(又称缓冲室)尺寸是很重要的。在活塞往复运动过程中造成的合理高压气垫，既可防止活塞冲击气缸两端，又可帮助活塞改变运动方向，加快其活塞的运动速度，提高凿岩机性能。

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