ZMS60型多功能手持式气动锚杆钻机的研发

  运用气压：0.45～0.63 MPa 扭矩：＞60 N.m 输出转速：0～1000 r/min 最大输出功率：1.63 kW 整机分量：7.5 kg 为了下降该钻机噪声，采纳二次降噪办法，增设消音隔墙，使气流在机壳内膨 胀、扩 散、磕碰后再排至大气。

  依据以上优秀特性，尽管其功率低，国外不管单体式仍是手持式均以气动为 主。

  跟着煤矿树脂锚杆支护技能的敏捷推行应用，煤巷顶、帮、底板的钻(钻孔)、 装(装药卷 、装置锚杆)工作量愈来愈大，质量要求愈来愈严厉，迫切需求高功能 的锚孔钻装设备。目 前，煤巷顶板锚杆的钻装配套机具比较彻底，选用的机载锚 杆钻机及单体式锚杆钻机，国产 化程度较高，根本上满意了国内出产需求。而 帮、底锚杆的钻装依旧运用电动煤钻和人力手 动扳手。尽管近几年连续有多个大 矿务局引进了澳大利亚产气动帮锚杆钻机，但因为其价格 贵重，配件供给难如人 意，满意不了国内煤矿的需求。

  气动锚杆钻机以压缩空气为动力驱动气动马达，再带动反转组织进行钻装。气 动马达的软 特性使气动锚杆钻机有如下特色：

  (1)钻进阻力增大时，转速下降而转矩进步，能主动确保杰出的钻进效果。 (2)当岩石钻进阻力过大，钻机趋于中止滚动时，有高扭矩输出。钻机被卡住 时，卸载 后又能恢复工作而机件不损坏。 (3)气动钻机单位功率的分量小，能满意手持式的要求，安全牢靠，习惯有爆 炸风险的恶 劣环境。 三种动力的钻机特性比照见表1。

  摘要 针对当时煤巷树脂锚杆支护技能快速开展的要求，研发了一 种集 “钻 孔、拌和、拧托盘螺母”于一身的ZMS60型多功能手持式帮锚杆钻机。介绍了其工 作原 理、结构特色、根本参数、功能、运用效果及与国表里同类产品的比较。

  ZMS60型多功能手持式气动锚杆钻机简便、简略、防爆、牢靠、高效、多能， 是我国 现 代化矿井煤巷、半煤岩巷的必备机具之一。先后在南屯、邢台等煤矿进 行的工业实验标明：

  (1)该机功能牢靠、湿式钻孔速度快，能够一起完结钻孔、拌和及托盘螺母的 预紧，做到 “一机多能”。

  (2)完成了动力单一化。 (3)分量轻、转速高、扭矩大、彻底防爆，大大减轻了工人的劳动强度，操作 便利 。 (4)运用该产品后，支护速度快，锚杆支护功能得到了确保。 该锚杆钻机的研发成功和推行运用将在煤矿出产中发挥愈来愈大的效果。

  依据上述功能比较，针对煤矿的特色，参阅现在国表里同类先进技能，咱们选 用气动马 达的结构为齿轮式。别的，为了下降手持式东西的分量，一对齿轮选用 改性非金属资料制 成。运用至必定时刻后，一对齿轮翻转180°，能够添加运用寿 命。 2.3 减速部的确认及特色

  为了把气动马达的转速降至规划要求，规划了一减速器以下降转速，增大输出 扭矩。考虑 到手持式东西要求尽量轻的特色，咱们优化结构，汲取国外先进技 术，选用后置式变位齿轮 减速组织，最大极限地减小了气动锚杆钻机的尺度与重 量。钻杆与气动马达同心。该钻机具 有体积小、分量轻、易操作的特色。 2.4 湿式密封结构及特色

  和断定规矩》的要求，选用煤科总院重庆分院与北京有色金属冶炼厂的专利产品-FHZL- 503A作为壳体，安全防爆。 2.7 组成

  手持式气动锚杆钻机由齿轮马达、减速部、湿式密封部、进气部、进水手把等 组成。结构 见图1。

  图1 气动锚杆钻机装配图 1.钎杆套 2.湿式密封部 3.壳体 4.马达 5.减速部 6.进气手把 7.进 水手

  图2为外啮合双转子气动马达示意图。图中的1、2为齿轮，3为壳体，4为进气 道，5为排气 道。点B1、B2是两齿轮别离与壳体内壁的接触点。因为压气效果在齿 轮进气面 和排气面上的压力不相等，齿轮便滚动起来。

  图2 齿轮轴输出的扭矩M经减速部减速后增大，到达规划要求。若减速比是i，则输 出轴 上的扭矩为i.M。输出轴可与麻花钻杆、六方钻杆或拌和套联接，然后完成钻 孔、树 脂药卷的拌和、托盘螺母的预紧等功能。

  现行钻锚杆孔、装置锚杆和拌和锚固剂主要用MSZ-12型湿式电动煤钻，因为电 动煤钻重 量大(湿式16.5kg；干式13.5kg)，工人操作很不便利；扭矩小(额外扭矩 20N.m)，满意不了锚杆紧固的扭矩要求。

  这些问题的存在，致使锚杆支护的速度跟不上掘进速度，锚杆支护的质量得不 到保证，主 动支护的优越性得不到发挥，动力难以完成单一化，严重影响了煤矿 安全与出产的顺利进行 。为从根本上处理这些问题，咱们研发了ZMS60型多功能手 持式气动锚杆钻机。

  2.1 动力源的确认 钻机从动力形式上分电动、液压、气动三种，不同动力的反转式钻机有不同的

  根本特性。 液压钻机具有扭矩大、破岩能力强的长处。缺陷是：液压件、密封件质量要求

  高，受热容 易失效导致走漏，牢靠性差，需求专门泵站配套，管路多，需求回油 管，分量重。

  电动钻机直接以电为动力，不需能量转化，能量利用率高。但电动机功率仅为 1.2kW，转 矩-转速特性较硬，因而钻孔扭矩小、钻速慢、分量重，不能满意装置 锚杆的要求。因为其 功率的增大受防爆电机分量的约束，现在手持式电机功率多 为1.2kW。

  ［1］ 南京工学院.机械原理.北京：高等教育出版社，1991. ［2］ 东北工学院.气压传动.北京：机械工业出版社，1984. ［3］ 李富成.直齿轮气马达主要参数规划核算.凿岩机械与风动东西，1981(1)

  由以上剖析，咱们选用以压缩空气为动力的反转钻机。 2.2 气动马达结构型式的确认

  选用压力补偿式耐磨聚胺脂密封圈，水道设置在有机壳体内，削减外设管路， 有用避免了 损害。 2.5 多功能性

  依据锚杆支护的需求，规划的气动锚杆钻机要能一起满意钻孔、拌和及托盘螺 母的拧紧。 2.6 防爆性

  依照强制性国家标准 GB 3813《煤矿用金属资料冲突火花安全性实验办法