牙轮钻头工作原理

KY-200牙轮钻机

（牙轮钻机岗位培训专用教材）

矿山车间

1 牙轮钻机岗位培训教材

一、 工作原理：采用顶部回转，油缸-链条对钻具施加轴压力的连续进给的工作机构，以三牙轮钻头为钻具，利用压缩空气把破碎的岩渣排出孔外，形成炮孔。

二、 主要技术参数

钻孔直径：φ200mm 爬坡能力：12度

排渣风压：0.35Mpa

三、 主要特点

1、以电能为动力，液压驱动为主的旋转钻机，除回转采用直流拖动外其余的工作机构均为液压驱动的。

2、行走机构采用平衡梁结构，由液压马达驱动。履带部分符合“四轮一带”标准。

3、回转采用通用的直流电机拖动，由磁放大器供电并可无级调速。

4、采用油缸-链条连续进给的滑架式工作机构，进给速度和轴压力的大小均可无级调整。

5、钻机设有液压千斤顶，钻孔时可将钻机调平。

6、钻架的起落，钻杆的手动和接卸由液压缸来完成。

7、机械室采用增压净化技术，司机室设有空调装置。

8、行走在车下操纵安全可靠，其余作业的操纵均集中在司机室内的操纵台上，省力方便。

9、钻机自带变压器、空压机，移动方便，机动灵活。

四、 安全技术操作规程

(一)、作业前准备：

1、检查是否漏油，如有查明原因。

2、检查扑尘罩是否损坏，钢丝绳是否松驰或脱槽，如有应及时处理。 2 3、当采用干式除尘装置时，应检查排渣口是否关闭，密封是否良好。

4、检查高压电缆是否有破损状况，如有破损，通知电工及时处理。

5、检查行走机构、轴与平台、均衡梁支座与平台、履带支架的连接螺栓是否松动，挡板是否损坏，销轴是否移位，履带总成是否损坏，履带松紧是否适中。

6、检查车下风包是否有积水，放水后应拧紧旋塞。

7、检查牙轮钻头的牙轮转动是否灵活，喷嘴是否畅通，轮齿是否良好。

8、检查钻架的固定锥销是否松动。

9、检查泵站油箱、主空压机油箱的油面高度，必要时应加油。

10、 根据空压机说明书的规定，对空压机进行检查。

11、 检查回转电机与减速器的连接螺栓、回转接头的连接螺栓是否松动，检查减速器主轴的三个连接螺栓是否被剪断，检查回转电机的电缆、主风管及气管是否牢固并运动自如。

YZ- 35B牙轮钻机空压机的改造

摘要：牙轮钻机是采矿业的关键设备之一，随着制造水平的提高和自动控制技术的应用，牙轮钻机正逐步向高效化、智能化方向发展。

关键词：牙轮钻机；空压机；改造

牙轮钻机是大中型露天矿常用的自行式钻机，用牙轮钻头破碎岩石，经压缩空气排除岩渣，具有穿孔效率高、成本低、安全可靠、适用范围广、劳动强度低等特点，广泛应用于冶金、煤炭、工业部门的大中型矿山中。

一、牙轮钻机工作原理

用牙轮钻机的钻头辗压作用来破碎矿岩，主要适用于在硬矿岩上钻直径150mm～440mm的孔，它具有效率高、劳动强度小的优点，1981年，一些企业研制生产出最新型，高性能，低消耗，露天的各种型号钻孔机械，随后，在新产品的开发上牙轮钻机具有了专业技术人员上的优势，再加上与科研院校常年合作，研制出了新型的液压潜孔钻机并投入使用。在露天矿山开采设备中，牙轮钻机是采矿工程中最易被忽视的一种设备，因在操作中，牙轮钻机穿孔的费用在生产成本里占的比例较小，但牙轮钻机也是最易实现自动化的露天开采矿业的专业设备。在牙轮钻机中采用的先进钻机需根据项目地质特点来指定开采方案，然后在产品结构和操作软件上进行优化设计，使其能满足现代大部分矿山高效采矿生产要求，尤其在极端作业环境下，优势更加明显。同时，在当前的牙轮钻机设备配备中已配有了电子数字自动显示仪，对工程进行就更加具有很大的辅助作用，电子数字显示仪能在操作中实时显示钻孔的相关数据，这有利于工程操作人员实时根据指示来跟踪钻孔进程。矿用牙轮钻机是露天采矿的主要穿孔设备之一，是以三牙轮钻头为主，排渣的设备是使用压缩空气。其主要特点是采用顶部回转，封闭链-齿条连续加压装置，提升和行走拥有一台电机，共用一套传动装置，实现牙轮钻具的提升和钻机的行走，再用液压马达进行加压。在行走履带架上支撑钻机的机体，平台的后端设置钻架，另外还有回转、加压/提升行走等机构，除尘、液压传动和电气及主辅压风等系统。

1 / 6

牙轮钻机工作原理及结构特征双击自动滚屏

一、牙轮钻机的工作原理

牙轮钻机钻孔时，依靠加压、回转机构通过钻杆，对牙轮钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮钻头在岩石上同时钻进和回转，对岩石产生静压力和冲击动压力作用。牙轮在孔底滚动中连续地挤压、切削冲击破碎岩石；有一定压力和流量流速的压缩空气，经钻杆内腔从钻头喷嘴喷出，将岩渣从孔底沿钻杆和孔壁的环形空间不断地吹至孔外，直至形成所需孔深的钻孔。

二、牙轮钻机的主要结构特征

1、钻具

牙轮钻机钻具主要有牙轮钻头、钻杆和稳杆器。

1）牙轮钻头。牙轮钻具工作原理：

钻机通过钻杆给钻头施加足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮钻头转动时，各牙轮又绕自身轴滚动，滚动的方向与钻头转动方向相反。牙轮齿在加压滚动过程中，对岩石产生碾压作用；由于牙轮齿以单齿和双齿交替地接触岩石，当单齿着地时牙轮轴心高，而双齿着地时轴心低，如此反复进行，使岩石受到周期性冲击作用；又由于牙轮的超顶、退轴（3个牙轮的锥顶与钻头中心不重合）、移动（3个牙轮的轴线不交于钻头中心线）和牙轮的复锥形状、使牙轮在孔底工作时还产生一定的滑动，对岩石产生切削作用。因此，牙轮钻头破碎岩石实际上是冲击、碾压和切削的复合作用。

（1）牙轮钻头的分类与基本结构。牙轮钻头按牙轮的数目分，有单牙轮、双牙轮、三牙轮及多牙轮的钻头。单牙轮及双牙轮钻头多用于直径小于150mm的软岩钻进。多牙轮钻头多用于炮孔直径180mm以上岩心钻进，矿山主要使用三牙轮钻头，三牙轮钻头又可分为压缩空气排渣风冷式及储油密封式两种。压气排渣风冷式牙轮钻头（简称压气式钻头）是用压缩空气排除岩渣的。此种钻头使用于露天矿的钻孔作业。通常钻凿炮孔直径为150～445mm，孔深在20m以下。

2 / 6

压气式钻头由3片牙爪及在其轴颈上通过轴承（滚柱、钢球、滑动衬套）装配3个互相配合的牙轮所组成。牙爪尾部螺纹与钻杆相连接。牙轮上镶嵌硬质合金柱齿，起着直接破碎岩石的作用。牙爪借助滚柱、钢球和衬套绕爪轴口转，钻机钻压通过轴承传递给牙齿并作用于岩石。径向负荷主要由轴颈滚柱轴承和衬套承受。滚珠轴承用以支持牙轮，在某些情况下用以承受径向和轴向负荷。钢球由塞销孔装入，并由塞销支持，牙轮衬套两端设有止推面，牙轮内端嵌有止推声，平面止推轴承嵌有减磨柱用以减少平面止推轴承的磨损。

牙轮钻头破岩原理

牙轮钻头是一种常用的岩石钻探工具，它通过旋转和冲击来破碎岩石，实现岩石的钻孔作业。牙轮钻头的破岩原理是基于其特殊的结构和工作方式，下面我们来详细介绍一下牙轮钻头的破岩原理。

首先，牙轮钻头的结构包括钻头体、切削结构和牙轮。钻头体是整个钻头的主体部分，通常由合金钢制成，具有足够的硬度和耐磨性。切削结构是钻头上的切削刃，通常呈锥形或圆锥形，用于切削岩石。牙轮是钻头上的齿状结构，可以增加钻头与岩石之间的摩擦力，提高钻进效率。

其次，牙轮钻头的工作方式是通过旋转和冲击来破碎岩石。当钻头旋转时，切削结构不断切削岩石，同时牙轮产生的冲击力也在不断作用于岩石表面。这种旋转和冲击的组合作用，可以有效地破碎岩石，使得钻头能够顺利地钻进岩层。

最后，牙轮钻头的破岩原理可以总结为旋转切削和冲击破碎的综合作用。旋转切削主要是通过切削结构对岩石进行切削，而冲击破碎则是通过牙轮产生的冲击力对岩石进行破碎。这两种作用相互配合，使得牙轮钻头能够高效地完成岩石钻探作业。

综上所述，牙轮钻头的破岩原理是基于旋转切削和冲击破碎的综合作用，通过钻头结构和工作方式的设计，实现对岩石的高效钻探。牙轮钻头在矿山、隧道、地下工程等领域有着广泛的应用，对于岩石钻探作业具有重要的意义。