再说液压凿岩机
发布时间:2025-03-24

节日期间,我的老师周志宏先生给我来电话,聊了很多,就我写的文章提出中肯专业的建议,非常感谢他在高龄之年还读了我这么多文字,所以根据他的建议,重新捋一捋思路,陆续再写一些东西以谢师恩,以飨读者。


几年前写过液压凿岩机,皇冠上的明珠的文章,说了一些乱七八糟的话,所以首先还是从液压凿岩机说起,

液压凿岩机是一种利用液压能驱动冲击和旋转机构进行凿岩作业的设备,作为核心部件安装于露天钻机以及地下凿岩台车等凿岩设备,广泛应用于矿山、隧道、建筑等领域的。

它的基本工作原理是液压凿岩机通过液压系统驱动冲击活塞往复运动,产生冲击能量,通过钎尾,钎杆钻头传递到岩石,同时通过旋转机构带动钎杆旋转,实现对岩石的剪切和破碎,完成钻孔。

液压凿岩机是很精密的机器,也是凿岩工作的核心装置,主要由以下部分组成
液压系统:为凿岩机提供动力,包括液压泵、液压马达、控制阀等。
冲击机构:由活塞、缸体等组成,产生冲击力。

旋转机构:驱动钎杆钻头等钻具旋转,实现钻头柱齿位置变化,对岩石不同位置进行冲击,通常由液压马达或齿轮机构实现。
钎杆和钎头:传递冲击和旋转能量,直接接触并破碎岩石。

控制系统:调节冲击频率、旋转速度等参数,使得在不同岩石条件下可以合理调节冲击旋转加压以及减震,达到最佳凿岩效果。
机身和支架:支撑设备,确保稳定性。

作为液压凿岩机相比其他破岩设备具有如下显著特点

高效性:由于采用液压驱动,油压力高,使得活塞冲击能量大,因而破碎岩石效率高,钻孔速度快。
节能环保:相比气动凿岩机,能耗更低,噪音小,粉尘更少,甚至采用水冲渣时没有粉尘。
可控性强:液压系统可精确调节冲击压力,减震压力和旋转压力,从而更容易控制相应功能和速度。
适应性强:适用于不同硬度的岩石。
寿命长:液压系统有背压 防尘效果好,主要部件都在油中,在正常工作环境以及正常保养的前提下,磨损小,设备寿命长。

按照作业场景和设备重量,凿岩机主要分为下面三类
- 轻型液压凿岩机:用于小孔径、浅孔作业,如建筑拆除。
- 中型液压凿岩机:适用于中等硬度的岩石和中深孔作业。
- 重型液压凿岩机:用于高硬度岩石和大孔径、深孔作业。

所以我们在凿岩机选型过程中需要遵循以下要点
- 岩石硬度:根据岩石硬度选择冲击力和功率。
- 钻孔直径和深度:根据需求选择合适型号。
- 工作环境:考虑设备的适应性和防护等级。
- 能耗和效率:选择节能高效的设备。


要想凿岩机使用的好,保养维护是必不可少的,维护与保养需要做到如下几点
- 定期检查液压系统:确保液压油清洁,无泄漏。
- 润滑保养:按要求定时润滑运动部件,减少磨损。

- 机体保养:定时紧固螺栓,防止机体松动,结合面磨损,灰尘脏物进入机体内,损坏内部零件,密封等易损件及时更换,认真清洁设备,清除灰尘和碎石,保持设备清洁

- 检查钎杆和钎头:及时更换磨损的钻具,保持工作条件正常。

凿岩机一般情况下应用领域在如下几个方面
- 矿山开采:用于露天和地下矿山的钻孔作业。
- 隧道工程:用于隧道掘进和支护钻孔。
- 建筑施工:用于地基处理、岩石破碎等。
- 水利工程:用于大坝、水库的钻孔作业。
- 道路建设:用于路基开挖和边坡处理。


从凿岩机的发展历史看,其主要经历如下几个阶段

初期阶段(20世纪60年代-70年代)
- 技术起源:液压凿岩机的概念最早在20世纪60年代提出,旨在替代传统的气动凿岩机,提高凿岩效率和能量利用率。
- 初步应用:早期的液压凿岩机主要用于小型矿山和隧道工程,设备体积较大,液压系统尚不成熟。

发展阶段(20世纪80年代-90年代)**
- 技术优化:液压系统、冲击机构和旋转机构的性能不断提升,设备适应性和可靠性显著增强。
- 市场扩展:广泛应用于大型矿山和基础设施建设,成为主流凿岩设备之一。
- 自动化起步:开始引入电子控制系统,实现凿岩参数的实时监控和调节。

成熟阶段(21世纪初至今)
- 智能化升级:集成先进的传感器、GPS定位和自动化控制系统,实现智能化凿岩。
- 环保节能:优化液压系统设计,降低能耗和排放,满足严格的环保要求。
- 多功能化:开发适应多种工况的凿岩机型号,满足不同用户需求。


如果从具体技术角度来看,主要是如下几个方面
液压系统
- 高效液压泵:采用变量液压泵,根据负载自动调节流量和压力,提高能效。
- 集成化设计:液压管路和阀组集成化设计,减少泄漏风险,提升系统可靠性。

冲击机构
- 高频冲击:冲击频率从早期的2000-3000次/分钟提升至4000次/分钟以上,甚至有高频凿岩机出现,显著提高破岩效率。
- 能量优化:优化活塞和缸体设计,减少能量损耗,提升冲击能量传递效率。

旋转机构
- 大扭矩马达:采用高性能液压马达,提供更大的旋转扭矩,适应更硬的岩石条件。
- 精准控制:通过电子控制系统实现旋转速度的精准调节,提高凿岩精度。

智能化与自动化
- 智能控制系统:集成PLC(可编程逻辑控制器)和触摸屏,实现凿岩参数的自动调节和故障诊断。
- 远程监控:通过物联网技术实现设备的远程监控和维护,提高运营效率。

环保与节能
- 低噪音设计:优化液压系统和冲击机构,降低运行噪音。
- 粉尘控制:集成湿式或干式除尘系统,有效抑制凿岩粉尘。
- 节能技术:采用能量回收系统,减少液压系统能耗。


从凿岩机的发展趋势看,主要有如下几个方面
- 智能化:引入传感器和控制系统,实现自动化操作。引入AI技术,实现凿岩路径的自动规划和优化。
- 无人化操作:可以匹配无人驾驶钻机,适应高危或复杂环境下的凿岩作业。

- 节能绿色环保:进一步降低能耗和噪音,减少环境污染。

新能源驱动:探索电动或混合动力驱动技术,进一步降低碳排放。
采用可回收材料和环保制造工艺,减少设备对环境的影响。

- 轻量化:优化设计,减轻设备重量,提高便携性。
- 多功能化:开发多功能凿岩机,适应多种作业需求。
模块化设计:开发模块化凿岩机,快速更换不同功能模块,适应多种工况。
多功能集成:集成凿岩、破碎、锚固等功能,提高设备利用率。

应该说最早进行液压凿岩机研发生产的是国外厂商,主要有

瑞典Sandvik(山特维克):推动智能化凿岩机技术的发展,提供高效、可靠的液压凿岩机。

瑞典Epiroc(安百拓)原Atlas Copco(阿特拉斯·科普柯:在液压系统和节能技术方面具有领先优势,专注于自动化和无人化凿岩机的研发。

法国Monteber蒙特贝,可以说是液压凿岩机制造的先行者,我们国内很多生产凿岩台车或顶锤式露天钻机的厂家都采用了这家公司的凿岩机

日本古河,现在在国内相对少见了

我在几年前的文章曾感慨国内凿岩机何时可以扬眉吐气,与这些洋品牌掰一掰手腕,谁想短短几年时间,我知道生产液压凿岩机的就有如下这些厂商:

江西鑫通,据说他们是国内最早成立独立公司生产独立品牌液压凿岩机的公司,据悉2024年该公司销售各种规格的思沃德液压凿岩机3000多台,这是非常可观的数据

浙江志高,数据显示,2024年该公司各种凿岩装备销售额超过4亿元,其中凿岩机也占有一定数额,

宣化华泰,宣化号称钻机之乡,但一直以风动设备为主,搞的各种台车也是配备国外品牌的凿岩机,华泰此举也算是给宣化争了口气

邯郸宏远,他们搞的液压凿岩机最初是用于高炉开口机,曾经有一阶段时间也生产了掘进台车和中深孔生产台车,进入矿山领域,但不知为什么一直没有什么进展,但他们的液压凿岩机确实很有特色,也非常不错

广州大凿,这是一家很有故事的公司,他们生产的液压凿岩机有很长的历史,但给我留下最深的印象就是他们的大型凿岩机,这不止在国内,我个人认为甚至在国际上也可以有一席之地,但他们的市场推广也有待加强

湖南五新,这是从隧道设备起家的一家公司,深耕于铁路建设,最近也频频出现在矿业领域,他们的凿岩机我没有看到过,据介绍性能不错,给我印象深刻的不是凿岩机而是他们的台车方向是小型的,更适合我国有色行业广大的狭窄巷道地下矿山

与他们有异曲同工的是秦皇岛的迪峰公司,

还有如山河智能、徐工等,这些公司通过技术创新和性价比优势,逐步占据国内市场并拓展国际市场。当然也还有我不知道的公司

液压凿岩机从早期的气动驱动发展到如今的全液压智能化设备,经历了多次技术革新和市场扩展。未来,随着智能化、绿色环保和多功能化技术的进一步发展,液压凿岩机将在全球矿业和基础设施建设中发挥更加重要的作用。

下一篇我将就凿岩机在露天应用以及地下开采应用方面在说一说