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第十一单元 凿岩机械【学习目标】本单元由两个课题组成。通过本单元的学习，学生应能够说出凿岩机和凿岩台车在煤矿生产中的作用，掌握凿岩机和凿岩台车的工作过程和结构组成，了解凿岩机和凿岩台车的操作要领和操作方法。课题一 凿岩机【任务描述】目前，煤矿巷道掘进工艺有钻（眼）爆（破）法和掘进机法两种。钻爆法首先在工作面钻凿有规律的炮眼，在炮眼内装上炸药进行爆破，然后用装载机械把爆破下来的煤、岩装入矿车运出工作面。掘进机法没有钻眼爆破工序，直接利用掘进机上的的刀具破落工作面上的煤、岩石，形成所需断面形状的巷道，同时将破落下来的煤、岩装入矿车或运输机运走，实现落、装、运一体化。本课题要求学生掌握我国煤矿常用凿岩机的类型、结构和工作原理。【知识学习】一、凿岩机的类型冲击式钻眼法使用的是凿岩机，凿岩机适宜在中等坚硬和坚硬的岩石上钻凿炮眼。除用于煤矿的巷道掘进外，也是金属矿、铁路、公路、建筑、水利工程中的重要凿岩工具。凿岩机按动力分为气动式（也称风钻）、电动式、内燃式和液压式，如图11-1所示；按支承和推进方式分为手持式、气腿式、伸缩式和导轨式；按冲击频率为分低频、中频和高频三种。冲击频率在2000次/min以下的为低频，20002500次/min为中频，高于2500次/min为高频。图11-1 典型凿岩机a气动式凿岩机 b电动式凿岩机 c内燃式凿岩机 d液压式凿岩机二、凿岩机工作原理1凿岩机工作原理凿岩机按冲击破碎原理进行工作，它主要由冲击机构、转钎机构、除粉机构和钎子等组成，在工作时需完成两个基本动作，即击钎和转钎。如图11-2所示，凿岩机工作时，作高频往复运动的活塞a（冲击锤），不断地冲击钎子2尾端，在冲击力的作用下，冲击一次，使钎子的钎刃将岩石压碎并凿入一定深度，形成一道凹痕-。活塞带动钎子在返回行程时，在转钎机构的作用下，使钎子回转一定角度1，然后再次冲击钎尾，又使钎刃在岩石上形成第二道凹痕-。两道凹痕之间形成的扇形岩块，被钎刃上所能产生的水平分力剪碎。活塞不断的冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续的输送压缩空气或压力水把岩粉排除，就可形成一定深度的圆形炮眼。图11-2 凿岩机的工作原理a活塞（冲击锤） b缸体 c钎杆 d钎头 1凿岩机 2钎子2钎子钎子是凿岩机破碎岩石和形成岩孔的刀具，由钎头、钎杆、钎肩和钎尾组成。目前普遍使用活头钎子，如图11-3所示。这类钎子的钎头磨损后，更换钎头可继续使用。图11-3 活头钎子1钎头 2钎杆 3钎肩 4钎尾 5水孔钎头按刃口形状不同，分为一字形、十字形、X、Y形和球型等，如图11-4所示。现场最常用的是镶嵌硬质合金片的一字形和十字形钎头，在致密的岩石中钻眼一般使用一字形钎头，在多裂缝的岩石中钻眼多使用十字形钎头。钎头直接破碎岩石，要求它锋利、耐磨、排粉顺利、制造和修磨简便、成本低。钎头通常使用的硬质合金牌号为YG-8C、YG-10C、YG-11C、YG-15X。图11-4 钎头形状钎杆是传递冲击和扭矩的部分，要求具有较高的强度。常用硅锰钢和硅锰钼钢制成。断面呈有中心孔的六角形。钎杆中心孔通水或通压气以清理钻孔内的岩粉。钎尾直接承受凿岩机活塞的频繁冲击和扭转，要求既有足够表面硬度，又有良好韧性，对钎尾应进行热处理。制造钎杆的钢材称钎钢，我国使用的是中空8铬（ZK8Cr）、中空55硅锰钼（ZK55SiMnMo）、中空35硅锰钼钒（ZK35SiMnMoV）和中空锰钼钒（ZK40MnMoV）等。它们具有强度高、抗疲劳性能好、耐腐蚀等优点。钎尾部的长度比凿岩机内转动套的长度稍长，以便活塞始终冲击钎尾，这个尺寸一般在凿岩机技术性能中注明，以便配用所需钎尾。钎肩用来限制钎尾插入机体的长度，并使钎卡能卡住钎杆不致从钎尾套中脱落。三、典型凿岩机1YT-23（7655）型气腿式凿岩机气动凿岩机结构简单、工作可靠、使用安全，广泛用于煤矿岩巷掘进。气动凿岩机类型很多，但主机构造和动作原理大致相同，都设有操纵机构、冲击配气机构、转钎机构、吹洗机构和润滑机构等。下面以YT-23型气腿式凿岩机为例介绍凿岩机的结构和工作原理。YT-23型气腿式凿岩机的外形如图11-5所示，主机由柄体、汽缸和机头组成，利用两根螺栓固装在一起。气腿支承着凿岩机并给以推动力，钎子的尾部装入凿岩机的机头钎尾套内，注油器连接在风管上，使润滑油混合在压缩空气中呈雾状而带入凿岩机内润滑各运动部，压力水经水管供至钎子中心孔冲洗炮眼内的粉尘。图11-5 YT-23（7655）型气腿式凿岩机外形1手把 2柄体 3操纵阀手把 4汽缸 5消音罩 6机头 7钎卡8钎杆 9气腿 10自动注油器 11水管 12连接螺栓（1）冲击配气机构YT-23型气腿式凿岩机的冲击配气机构由气缸、活塞和配气系统组成。借助配气系统可以自动变换压气进入气缸的方向，使活塞完成往复运动，即冲程和回程。当活塞做冲程运动时活塞冲击钎尾，将冲击功经钎杆、钎头传递给岩石，完成冲击做功过程。配气机构的作用是将由操纵阀输入的压气依次输送到气缸的后腔和前腔，推动活塞往复运动获得活塞对钎尾的连续冲击动作。常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀配气机构。被动阀配气机构依靠活塞往复运动时压缩前后腔气体，形成高压气垫推动配气阀变换位置。配气阀有球阀、环状阀和蝶状阀。球阀已很少使用。环状阀和蝶状阀配气机构动作原理基本相似，如图11-6所示。冲击行程：压缩空气进入气缸后腔推动活塞，当活塞前进到关闭排气孔6时，气缸前腔成为密封腔，压力随活塞前移而上升压力通过气孔作用于配气阀后腔，当压力超过压缩空气压力时配气阀换位。 返回行程：压缩空气进入前腔，活塞返回，待活塞关闭排气口后，后腔压力上升，推动配气阀换位。 配气阀的不断换位使活塞往复运动，冲击钎尾。 图11-6 环状阀配气机构a冲击行程 b返回行程1压气入口 2气道 3配气阀 4汽缸后腔 5活塞 6排气口 7汽缸前腔 8气路通道 （2）转钎机构使气动凿岩机钎杆回转的机构称为转钎机构。有内回转和外回转(独立回转)转钎机构。YT-23型气腿式凿岩机采用内回转转钎机构，由棘轮、螺旋棒、活塞、导向棒、转钎套和钎尾套组成，如图11-7所示。活塞4往复运动，通过螺旋棒3和棘轮机构，使钎杆每被冲击一次转动一定角度。棘轮机构具有单向间歇转动特性，冲程时棘爪处于顺齿位置，螺旋棒转动，活塞依直线向前冲击。回程时棘爪处于逆齿位置，阻止螺旋棒转动，迫使活塞转动，带动转钎套和钎杆转动。内回转机构多用于轻型手持式或支腿式气动凿岩机。 图11-7 转钎机构1棘轮 2棘爪 3螺旋棒 4活塞 5转钎套 6钎尾套 7钎杆冲程时各零件动作方向 回程时各零件动作方向（3）吹洗机构吹洗机构是用水冲洗排除孔内岩屑的机构，如图11-8所示。凿岩机驱动后，压力水经水针进入钎杆中心孔直通炮孔底，同时少量气体从螺旋棒或花键槽经钎杆渗入炮孔底部，与冲洗水一起排除孔底岩屑。图11-8 气水联动冲洗机构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注水阀芯 6注水阀体 8胶垫9水针垫 10水针 11进水阀 13水管接头 14进水阀芯凿深孔和向下凿孔时，孔底岩屑不易排出，扳动操纵手柄到强吹位置，使凿岩机停止冲击，停止注水，压缩空气按强吹气路从操纵阀孔进入，经气缸气孔、机头气孔、钎杆中心孔渗入孔底，实现强吹，把岩屑泥水排除，如图11-9所示。图11-9 YT-23凿岩机强吹气路1操纵阀孔 2柄体气孔 3汽缸气道 4导向套孔 5机头气路6转钎套气孔 7钎杆中心孔 8强吹时平衡活塞气孔（4）润滑机构润滑机构是向凿岩机各运动件注润滑油，以保证正常凿岩作业的机构。在进气管上安装一台自动注油器，实现自动注油，油量大小用调节螺钉调节，如图11-10所示。压缩空气进入注油器后，对润滑油施加压力，在高速气流作用下，润滑油形成雾状，在含润滑油的压缩空气驱动凿岩机的同时，各运动零件相应被润滑。凿岩机每分钟冲击2000次以上，若不注意润滑很快便发热磨损。为使凿岩机正常工作、延长机件寿命，凿岩机必须有良好的润滑系统。现代凿岩机均采用独立的自动注油器实现润滑。图11-10 FY200A型自动注油器1管接头 2油阀 3调油阀 4螺帽 5、9密封圈 6油堵 7油管 8壳体 10挡圈 11弹性挡圈（5）气腿YT23型凿岩机采用FTl60型气腿，该型气腿的最大轴推力为1600N，最大推进长度为1362mm。FTl60型气腿的基本构造和动作原理如图11-11所示。这种气腿有三层套管，即外管l0、伸缩管8及气管7。外管的上部与架体2用螺纹连接，下部安有下管座11。伸缩管的上部装有塑料碗5，垫套6和压垫4，下部安有项叉14和顶尖15。气管安设在架体2上。气腿工作时，伸缩管沿导向套12伸缩，并以防尘套13密封。图11-11 FT160型气腿1连接轴 2架体 3螺母 4压垫 5塑料碗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FTl60气腿用连接轴1与凿岩机铰接在一起。连接轴上开有气孔A、B与凿岩机的操纵机构相沟通。从凿岩机操纵机构来的压气从连接轴气孔A进入，经架体2上的气道到达气腿上腔，迫使气腿做伸出运动。此时，气腿下腔的废气，按虚线箭头所示路线，经伸缩管上的孔c，气管7和架体2的气道，由连接轴气孔B至操纵机构的徘气孔排入大气。当改变操纵机构换向阀的位置时，气腿作缩回运动，其进、排气路线与上述气腿作伸出运动时正好相反。2液压凿岩机（1）概述液压凿岩机是以循环高压油为动力，驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机械。它一般安装在凿岩台车的钻臂上工作，可钻凿任何方位的炮孔，钻孔直径通常为3065mm，适用于以钻眼爆破法掘进的矿山井巷、硐室和隧道的钻孔作业。液压凿岩机优点是能量利用率高，可达3040%，风动凿岩机一般为10%；机械性能好，凿岩速度快(冲击频率每分钟上万次，风动凿岩机每分钟三千次左右)，速度提高一倍以上； 消除风动凿岩机的排气噪音和油雾，改善作业条件；运动件在油液中工作，润滑条件好，提高零件寿命。液压凿岩机的缺点是投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护费用较高。（2）YYG-80型液压凿岩机的结构与工作原理YYG-80型液压凿岩机的冲击机构属于前后腔交替进、回油式，采用滑阀配油，其结构如图11-12所示。冲击机构由缸体4、活塞5和滑阀12等组成。缸体做成一个整体，滑阀与活塞的轴线互相平行，在缸孔中，前后各有一个铜套3、6支承活塞运动，并导入液压油。滑阀的作用是自动改变油液流入活塞前、后腔的方向，使活塞往复运动，打击冲击杆8的尾部，从而将冲击能量传给钎子。图11-12 YYG-80型液压凿岩机结构1回程蓄能器壳体 2活塞 3铜套 4缸体 5活塞 6铜套 7齿轮8冲击杆 9水套 10齿轮 11液压马达 12滑阀 13进油管YYG-80型液压凿岩机的转钎机构由摆线转子马达11、减速齿轮7、10及冲击杆8等组成。齿轮7中压装有花键套，与冲击杆8上的花键相配合，钎尾插入冲击杆前端的六方孔内。因此，当液压马达带动齿轮7转动时，冲击杆和钎子都将跟着起转动。在液压马达的液压回路中装有节流阀，可以调节液压马达的转速。排粉机构采用旁侧进水方式。压力水经过水套9进入钎子中心孔内。YYG-80型液压凿岩机冲击配油机构的工作原理如图11-13所示。图11-13a为活塞冲程开始时的情况。活塞与滑阀阀芯均处于左端位置，压力油经进油管P进入滑阀H腔后，经a孔进入活塞左端A腔，使活塞向有(前)运动，活塞右端M腔内的油液经孔e、滑阀K腔、Q腔流入回油管O回油箱。此时两端E腔、F腔均通油箱，阀芯保持不动。当活塞运动到一定位置时，A腔与b口接通，部分高压油经b孔至阀芯左端E腔，而阀芯右端F腔经孔d、缸体B腔和c孔回油箱，在压力差作用下，阀芯右移，同时活塞冲击钎尾，完成冲击行程，开始返回行程。图11-13b为活塞返回行程开始时的情况，此时压力油经滑阀H腔、e孔进入活塞右端M腔，活塞左端A腔经a孔、滑阀N腔回油箱，活塞被推动左移。当活塞移动到打开d孔时，M腔部分压力油经孔d作用在阀芯右端，推动阀芯左移，油流换向，回程结束并开始下一个循环的冲程。在活塞左移的过程中，当活塞左端关闭f孔后，D腔内油液被压缩，但回程蓄能器3储存能量，同时还可对活塞起缓冲作用。当冲程开始时，该蓄能器就释放能量，以加快活塞向前运动的速度，提高冲击力。图11-13 YYG-80型液压凿岩机的工作原理1活塞 2滑阀 3回程蓄能器 4钎尾 5主油路蓄能器在YYG-80型液压凿岩饥上还装有一个主油路蓄能器5，其作用是积蓄和补偿液流，减少液压泵供油量，从而提高效率，并减少液压冲击。 YYG-80型液压凿岩机的冲击机构采用独立的液压系统，由一台齿轮泵供油，而转钎机构则与配套的液压钻车的液压系统合并使用。课题二 凿岩台车【任务描述】凿岩台车是用于煤矿平巷掘进的一种机械化凿岩设备，它将数台中、重型高频冲击式凿岩机，连通推进装置一起安装在钻臂导轨上，配以行走机构，与装载、转载和运输设备配套使用，实现机械化作业，提高凿岩速度，减轻工人劳动强度，提高劳动生产率。本课题要求学生掌握我国煤矿常用凿岩台车的类型、结构、工作原理和操作。【知识学习】一、凿岩台车概述1凿岩台车的工作原理凿岩台车主要由凿岩机、钻臂（包括推进器）、行走机构、控制系统、操作台和动力源（泵站）等组成，如图11-14所示，凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。为完成平巷掘进，凿岩台车应实现下列运动：行走运动，以便台车进入和退出工作面；推进器变位和钻臂变幅运动，以实现在断面任意位置和任意角度钻眼；推进运动，以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。图11-14 凿岩台车1钻臂 2凿岩机 3推进器 4行走机构 5操作台 6动力源 （1）推进运动凿岩机的推进运动油推进器完成。推进器用来使凿岩机移近或退出工作面，并提供凿岩时所需的轴向推力。根据凿岩工作的需要，推进器产生的轴向推力大小和推进速度应能调节，以使凿岩机在最优轴推力下工作。（2）推进器变位在摆角液压缸的作用下，可实现推进器的水平摆动，通过俯仰液压缸可实现推进器的俯仰运动，以钻凿不同方向的炮眼。在补偿液压缸的作用下，推进器作补偿运动，使导轨前端的顶尖始终顶紧在岩壁上以增加钻臂的工作稳定性，并在钻臂因位置变化引起导轨顶尖脱离岩壁时起距离补偿作用。（3）钻臂变幅摆臂液压缸使钻臂摆动，钻臂液压缸实现钻臂升降，液压马达棘轮组成的钻臂旋转机构可使钻臂绕自身轴线旋转360°。控制系统包括液压控制系统、电控系统、气水路控制系统等。控制系统应具有下列几种功能：凿岩机具、钻臂和行走机构的驱动与控制，支撑与稳定机构、动力源和照明的控制等。其中凿岩机具的驱动与控制是凿岩台车控制系统的核心，它包括推进回路、防卡钎控制回路、开机轻打回路以及自动退钻回路等。动力源的主要形式是液压泵站，液压泵站由原动机、液压泵、油箱、过滤器、冷却器及保护控制元件等组成。原动机带动液压泵把压力油输送到各执行元件，实现各种动作和功能。2主要部件结构（1）推进器推进器按工作原理不同有螺旋式推进器、液压缸式推进器、链式推进器3种。液压缸式推进器如图11-15所示，主要由导轨、托盘、液压缸、钢丝绳和绳轮等组成。推进液压缸的两端装有导绳轮，钢丝绳的一端固定在导轨上，另一端绕过导绳轮固定在托盘上，调节装置可控制钢丝绳的张紧程度。由于活塞杆固定在导轨上，工作时缸体移动，牵引钢丝绳带动凿岩机沿导轨进退。根据动滑轮原理，凿岩机的移动速度和行程为液压缸推进速度和行程的两倍，而作用在凿岩机上的推力只有液压缸推力的一半。这种推进器的特点是传动简单，重量轻，推进行程大，但钢丝绳拉伸变形大，需调节其张紧程度，寿命也较短。若改为链条传动，可延长使用寿命。图11-15 液压缸式推进器的结构1导绳轮 2推进液压缸 3托盘 4活塞杆 5调节装置 6钢丝绳 7导轨（2）钻臂钻臂是用于支撑和推进凿岩机，并可自由调节方位以适应炮孔位置需要的机构，对台车的动作灵活性、可靠性及生产率有很大影响。按钻臂的结构特点及运动方式不同，有直角坐标式钻臂和极坐标式钻臂两类。1）直角坐标式钻臂直角坐标式钻臂如图11-16所示，它是利用钻臂液压缸和摆臂液压缸使钻臂上下左右按直角坐标位移的运动方式确定孔位的钻臂，它由臂杆、推进器、自动平行机构和各个起支撑作用的支撑缸等组成。钻臂上装有翻转机构，推进器在翻转机构的推动下可绕臂杆轴线旋转任意角度。推进器还可通过俯仰液压缸和摆角液压缸灵活调整钻孔的角度和位置。直角坐标式钻臂操作程序多，定位时间长，但其结构简单，适用于钻凿各种纵横排列的炮孔。图11-16 直角坐标式钻臂a钻臂起落 b钻臂摆动 c推进器俯仰 d推进器水平摆动 e推进器补偿 f钻臂旋转1摆臂液压缸 2钻臂座 3转轴 4钻臂液压缸 5钻臂旋转机构 6钻臂7俯仰液压缸 8摆角液压缸 9托盘 10推进器 11凿岩机直角坐标式钻臂的臂杆支撑凿岩机及各构件的重量并承受凿岩过程中的各种反力，有定长式和可伸缩式两种。2）极坐标式钻臂极坐标式钻臂如图11-17所示，它是利用钻臂后部的回转机构，可使整个钻臂绕后部轴线旋转360°的钻臂。它由臂杆、回转机构、推进器、自动平行机构和各个起支撑作用的支撑缸等组成。钻臂液压缸调节钻臂夹角，以调节钻臂投影到工作面上的旋转半径。岩孔的位置由旋转半径和钻臂旋转角度来确定。极坐标式钻臂确定孔位操作程序少，定位时间短，便于钻凿周边孔，但对操作程序的要求比较严格，司机操作的熟练程度对定位时间影响较大。图11-17 极坐标式钻臂 1回转机构 2摆臂液压缸 3平行液压缸 4钻臂液压缸5臂杆 6仰液压缸 7摆角液压缸 8托盘 9推进器极坐标式钻臂的臂杆、推进器、自动平行机构等与直角坐标式钻臂的臂杆、推进器、自动平行机构等基本相同。（3）平行机构为提高破岩效果，现代凿岩机广泛采用直线掏槽法作业，因而要求钻车能钻凿出平行炮眼，亦即钻臂在改变位置时要求推进器始终和初始位置保持平行。在凿岩台车上采用液压平行机构就可满足此要求。液压平行机构利用缸径相同、相应腔相连的引导液压缸和俯仰液压缸，借助压力油来传递运动，以实现托盘在运动过程中的自动平行。如图11-18所示，当钻臂摆动角从I位运动到位时，迫使平行液压缸2的活塞杆伸出，将小腔的压力油排入俯仰液压缸5的小腔，使其活塞杆缩回同样长度，带动托盘反向摆动角。合理选择两液压缸的安装位置可使，从而使托盘和推进器近似保持原来的水平位置。液压平行机构的特点是结构紧凑，重量轻，不受行程限制，适用于长钻臂、伸缩式钻臂。图11-18 液压自动平行机构的工作原理1回转支座 2平行液压缸 3钻臂液压缸 4钻臂 5俯仰液压缸 6托盘 （4）回转机构 1）齿条齿轮式回转机构液压缸活塞杆末端有一齿条，通过齿条驱动齿轮旋转，齿轮与钻臂旋转轴相连，从而驱动钻臂旋转一周。一般多采用双齿条液压缸机构，使齿轮轴受力均匀，保证动作平稳。2）液压缸圆盘式回转机构利用两个液压缸驱动圆盘的偏心轴旋转，以完成钻臂的旋转动作。3）液压马达蜗轮副回转机构通过液压马达驱动蜗杆蜗轮副使蜗轮旋转，蜗轮与钻臂旋转轴相连，从而带动钻臂旋转。 二、CMJ-17型凿岩台车1概述CMJ-17型凿岩台车结构紧凑、外形尺寸小、节约能源、噪音低、功能多、效率高，适用于煤矿、黑色和有色等地下矿以及化工、铁路、水电等部门的巷道掘进工程。对工作面、顶板、侧帮、底板均能凿岩作业，装上短滑架还可以打锚杆孔。CMJ-17型凿岩台车的主要技术参数见表11-1。表11-1 CMJ系列凿岩台车的主要技术参数产品型号CMJ-17CMJ2-27外形尺寸mm7200×1030×16008000×1200×1800钻孔直径mm27422755钎杆长度m2.4752.875/3.475钻孔深度（一次推进）mm21302530（3130）冲击能J200200适用断面（b×h）m2×25×3.52×26×4.6最小转弯半径m66行走速度km/h2.42爬坡能力±14º±14º钻升降升55º 降16º升55º 降16º摆臂内14º 外47º内14º 外47º臂补偿mm15001800回转±180º±180º推进器俯仰俯105º 仰15º俯105º 仰15º摆角内45º 外45º内45º 外45º配凿岩机型号HYD200HYD200电机功率kW4555供电电压v380/660660/1140整机质量t89.5图11-19 CMJ-17型凿岩台车外形图CMJ-17型凿岩台车的结构特点：（1）外形尺寸小，结构紧凑、功能多、效率高。车体宽1030mm，能通过2×2m2巷道，适应最大断面17.5m2。该机不仅能打掘进孔，还可打锚杆孔。对掌子面、顶板、侧帮、底板均能钻凿炮孔。装上短推进器打锚杆孔很方便。（2）该车是模块式结构，可解体为四部分（即行走底盘、左右钻臂、动力部分、凿岩机构），拆装方便。（3）双臂凿岩机动灵活。钻臂具有六种动作，能在工作面任意位置凿岩、补偿定位准确。（4）底盘为整体刚性组合履带行走。刚性底盘为焊接结构，整体性能好，刚性和强度大，是全机的基础。底盘后部的空腔为主油箱，底盘中部上面左右各安装一个钻臂座，承受左右钻臂凿岩结构的动载和静载。前部内腔装有两组行走操纵阀。通过拉杆将手柄集中安装在控制台，控制钻车的前进、后退和转弯。在底盘的前部左右各安装一个支腿，用于钻孔作业时保持整个钻车的稳定性和可靠性。行走采用液压马达驱动，经齿轮减速箱减速，带动链轮转动。最高行走速度为40m/min。液压马达与减速箱之间装有液压多片式制动器，为失效安全式，保证刹车安全可靠。（5）钻臂采用轻型旋转钻臂，带行程倍比结构的推进器（行程倍比结构由推进液压缸、滑轮组、钢丝绳、凿岩机滑板和钢丝绳张紧装置组成）。推进液压缸行程为1065mm。最大钻孔深度为2130mm。（6）动力单一化，耗能低。从钻车行走与凿岩工况彼此独立出发，共用一台四联液压泵供油，其它动作分别集中单独操作，因此整机功率仅45kW，全部动力集中组成动力模块，分别用于四联泵、二联泵和空压机。（7）液压系统先进。采用中高压系统、油路左右对称、系统保护齐全。凿岩系统采用逐步打眼机构，当开始凿孔时可缓慢冲击，待孔定位后可逐步加压到最大冲击能量，当凿岩终止时可自动停止。卡钎时也可自动停止凿岩和推进，待故障排除后可继续凿孔作业。在系统保护中有液位控制器，防止油位过低。油温控制器可防止油温过高。有回油过滤和凿岩机高压过滤等装置。2结构组成及工作原理（1）结构及工作原理CMJ-17型凿岩台车结构组成如图11-20所示，主要由钎头1、钎杆2、管路系统3、接杆套4、左凿岩模件5、右凿岩模件6、顶棚7 、底盘8、右履带9、左履带10、动力模件11、电气系统12等组成。由动力供应系统即电源（包括高压电缆、变压器、低压电缆和电器开关箱）把动力源接入凿岩台车的防爆电机，由防爆电机驱动四联泵和二联泵把电能转化成液压能。凿岩台车行走时，油压打开多片式制动器，由液压马达经减速箱驱动链轮转动。凿岩时，首先由液压系统驱动两边的支腿稳定钻车，然后操纵钻臂动作选择孔位，通过补偿装置使推进器定位，操作凿岩钻孔系统，完成凿岩作业，供风水系统冲洗炮孔。图11-20 CMJ-17型凿岩台车结构图1钎头 2钎杆 3管路系统 4接杆套 5左、右凿岩模件 6顶棚7行走结构 8动力模件 9铭牌 10电气系统（2）行走机构1)结构组成如图11-21所示，车架体1为焊接的刚性底盘结构，是全机的基础。后部的内腔为凿岩台车的主油箱。前部左右两侧各安装一个液压缸稳定支腿12，供凿岩时支撑稳车用。车架体前部的上平面供安装左右钻臂座用，钻臂铰接在钻臂座上。车架体中部上平面安装有操纵阀架2，安装各种操纵阀。车架中部安装有司机座椅3，在司机座椅前部空挡处铰接有行走阀操纵杆。车架体后部上平面安装有泵站13，电动机16，冷却器17，隔爆电控箱15，副油箱14。副油箱下部与主油箱接通。泵站包括四联泵、二联泵、水泵及空压机、油雾器等，为安全起见泵站有网板箱形成防护罩盖。车架体中部有两个左右隔开的内空腔，安装两个履带行走减速箱。左右履带行走结构是两个完全独立的机构。履带行走机构是由履带部件和减速机构组成。减速机构由一个二级直齿圆柱齿轮减速（装在车架中部的空腔内），一个液压制动器，一个行走马达5，驱动轮6 组成；履带部件包括履带9、张紧装置8、支重轮10、导向轮11、它们都安装在履带架7 上。左右履带架分别用螺栓固定在车架体的左右两侧。图11-21 行走机构1车架体 2操纵阀架 3座椅 4油箱 5行走马达 6驱动轮 7履带架 8履带张紧装置 9履带10支重轮 11导向轮 12支腿 13泵站 14副油箱 15隔爆电控箱 16电动机 17冷却器2）工作原理凿岩台车的履带行走由行走液压马达带动。当液压系统向行走马达供油时，同时向液压制动器中的液压缸供油，高压油推动活塞压缩弹簧则解除制动。此时行走油马达通过液压器、减速机构向驱动轮提供动力，带动履带使钻车前进、后退和转弯。当液压系统不向液压马达供油时，液压制动器在弹簧力作用下，压紧制动片实现制动。履带的松紧程度靠涨紧液压缸调节，油压是通过高压黄油枪，由油嘴注入液压缸。凿岩台车的机重由履带架下的8个支重轮来支承。为防止履带松落，在液压马达上方安装有托链板与侧护板一起作为行走马达的防护罩。(3)液压凿岩机构液压凿岩机构主要包括钻臂、钻臂座、推进器和凿岩机等，如图11-22所示。钻臂一端由销轴与钻臂座铰接，另一端与推进器摆动架转座铰接，钻臂座固定在钻车车架底座上。推进器由推进器摆动架2、导轨1、推进液压缸4、补偿液压缸3、液压凿岩机托板5 和钢绳缠绕机构组成。钻臂水平回转的摆臂液压缸7，铰接与车架体和钻臂之间。由液压缸与活塞杆的相对往复运动，来完成钻臂绕钻臂座水平摆动的动作。钻臂升降液压缸9铰接在钻臂座与钻臂之间。由活塞杆在其液压缸中的往复运动，支承钻臂的升降和起落。为保证钻臂升起后工作时的稳定性，在进油路上装了双向液压锁。为保证钻臂下落时的平稳性，在钻臂下落时的回油路上装了节流阀。推进器摆角液压缸12铰接于推进器摆动架转座与推进器摆动架之间。由于活塞杆在其液压缸中相对往复运动，故推进可绕转座作左右摆动。图11-22 液压凿岩机构1推进器导轨 2推进器摆动架 3补偿液压缸 4推进液压缸 5凿岩机托板 6液压凿岩机7摆臂液压缸 8钻臂座 9升降液压缸 10钻臂 11俯仰液压缸 12摆角液压缸推进器俯仰液压缸11铰接于钻臂的转动臂与推进器摆动架转座上，由于活塞杆在其液压缸中的往复运动使推进器完成俯仰动作。推进器补偿液压缸3安装于推进器导轨与推进器摆动架之间。由于液压缸活塞杆的相对运动，使导轨能沿着推进器摆动架往复运动。钻臂的回转由BM200液压马达驱动，通过蜗轮副的运动转换使钻臂缓慢转动，蜗轮副的减速比为32：1。液压凿岩机6固定在凿岩机托板5上，凿岩机连同其托板，在推进液压缸和钢丝缠绕机构的推动下在推进器的导轨上作往复运动，完成钻孔和退钎动作。为了适应各种围岩条件，在钻车的液压推进系统上装有节流调速阀和逐步打眼阀，可根据不同岩石来调整钻进速度和轴压力。推进器导轨是四个方形截面的导轨，上面两个导轨的作用是凿岩机推进时的导向（同时也作滑轮板的导向），下面两个导轨是用于推进滑架补偿时的导向。滑架前端有一个十字头顶尖，在凿岩时顶尖始终顶着掌子面，以免打眼时移动孔位而出现故障。中、前扶钎器的作用是避免打眼时钎杆弯曲，增强钎杆的抗弯强度。凿岩机的托板是用于凿岩机与滑板联接的过渡板。滑轮用来穿绕钢丝绳，并与滑轮托板推进缸液压缸组成滑轮组系统。钢丝绳的张紧是通过张紧器来实现的。推进液压缸的活塞杆是固定在滑架上的，当压力油通过进油口进入到推进液压缸的无杆腔，在压力作用下产生推力，将推进液压缸的缸体向前推进，同时带动凿岩机向前推进。钻臂由臂架组件、滑道定向补偿装置、摆臂液压缸、摆角液压缸、俯仰液压缸所组成，可实现钻臂的摆动、升降和回转动作。（4）液压系统CMJ-17型凿岩台车液压系统如图11-23所示，主要包括：一台流量为4×40L/min的四联径向柱塞泵；一台流量为2×15L/min的二联径向柱塞泵；一个容积为295L的油箱；两组七联多路换向阀；两个冲击换向阀；两个转钎换向阀；两个逐步打眼阀、液压集成块；七个摆线马达；十四只液压缸；其他液压辅助元件。图11-23 液压系统原理图1）液压系统的主要特点：钻车行走和液压凿岩机冲击、转钎共用一个四联泵，由于钻车在凿岩作业时不行走，走时不凿岩，所以四联泵交替供油。行走时四联泵中各二联合流向左右液压达供油，同时向液压制动器供油，打开制动器控制即可行走，停止行走时即停止向马达供油，并将液压制动器油口接回油箱，液压制动器在弹簧的作用下制动，行走停止。行走马达的制动器为失效制动，确保了制动的可靠性。2）液压系统工作原理：油箱加油回路如图11-24所示，加油过程是由一个手动加液压泵3把液压油从油桶中吸出，通过单向阀2，经手动加液压泵加压后，再通过单向阀4，过滤器5到油箱。钎杆旋转液压回路钎杆旋转液压回路如图11-25所示。钎杆旋转液压回路由主泵1、溢流阀2、转钎换向阀3、溢流阀4、转钎马达5、测压接头6及油箱7组成。通过手动转钎换向阀3来控制转钎马达5的正、反转。 图11-24 油箱加油回路 1、6油箱 2、4单向阀 3手动加液压泵 5过滤器 图11-25 钎杆旋转液压回路 1主泵 2、4溢流阀 3转钎换向阀 5转钎马达 6测压接头 7油箱凿岩冲击液压回路凿岩冲击液压回路如图11-26所示，在正常工作时凿岩机在工作面推进受到阻力时推进油路的油压升高。当升高到顺序阀的调定压力（5MPa）时，顺序阀动作，压力油通过顺序阀到冲击换向阀的冲击小液压缸b 腔冲击阀动作，从而使主泵2的压力通过冲击阀4和滤油器7 进入凿岩机驱动凿岩机冲击。该系统的压力由逐步打眼阀来控制。通过控制冲击压力，可达到控制冲击能量大小目的。当推进结束时，推进油路卸荷，顺序阀在弹簧的作用下复位，冲击小液压缸失压也在其弹簧力的作用下复位，凿岩机冲击油路被切断，冲击停止。凿岩机的整个冲击及停止过程都是由推进系统的油压高低来控制的，是一个自动过程。凿岩机的推进液压回路凿岩机的推进液压回路见图11-27。当液压泵1向系统供压力油时通过操作换向阀4就可以控制推进液压缸6活塞杆的伸出与缩回。凿岩机的推进压力由逐步打眼阀来调节，而其后退压力则由溢流阀2来决定，最高压力不会超过其调定压力（17.5MPa）。 图11-26 凿岩冲击液压回路 1油箱 2液压泵 3溢流阀 4冲击阀 5逐步打眼阀 6凿岩机 7滤油器 图11-27 凿岩机的推进液压回路 1液压泵 2溢流阀 3单向阀 4换向阀 5流量阀 6推进液压缸 7油箱行走液压回路行走液压回路如图11-28所示，该回路主要由主泵1、冲击阀2、转钎阀3、行走换向阀4、过载保护溢流阀5、6、制动器7、行走马达8及浮动补油作用的单向阀9、10等组成。图11-28 钻车行走液压回路1主泵 2冲击阀 3转钎阀 4操作换向阀 5、6过载保护溢流阀 7制动器 8行走马达 9、10单向阀当主泵向系统供压力油时，操作换向阀4即可控制行走马达的旋转。只有当冲击换向阀2及转钎阀3处于中间位置时，行走液压回路才能形成。在液压回路形成后，行走通过操纵阀4来控制钻车的前进或倒退，转弯或停止。当钻车停止即换向阀4处于中间位置时，不能形成行走液压回路，故制动器7失压。制动器7被打开，弹簧处于压缩状态。行走回路的压力保护是两个溢流阀5、6来实现的。钻车的最大行走压力不会超过调定压力（15MPa）。当钻车突然刹车时，由于惯性作用，此时马达8反而变成泵来工作，使一腔的油压急速升高，而另一腔则形成相对部分真空区（造成负压），高压腔通过溢流阀5或6溢流（前进时突然刹车有一个溢流阀溢流，后退时突然刹车则另一个溢流阀溢流）两部分真空区则通过单向阀9或10浮动补油（前进时突然刹车一个单向阀补油，而后退时则另一个单向阀补油），从而行走回路起到保护作用，避免发生故障。推进器补偿液压回路推进器补偿液压回路如图11-29所示，该回路主要由副泵1，溢流阀2、5，换向阀4，单向阀3，液控单向阀6，补偿液压缸7及油箱10，单向阀9，节门8等组成。当副泵向液压系统供油时，操作换向阀4即可控制补偿液压缸活塞杆的伸出及缩回。节门8与单向阀9相串联，且与冲击油路及补偿缸相联，当凿岩机冲击压力低于补偿液压缸7 有杆腔的压力时，此时回路不起补油作用。由于单向阀9的作用，补偿缸有杆腔的压力油也不会回到凿岩机冲击油路中去。当凿岩机冲击油路的压力高于补偿液压缸有杆腔的压力时，凿岩机冲击油路的高压油就通过节门8及单向阀9进入到补偿缸的有杆腔起补油作用。即凿岩机的冲击油路的高压油只能进入到补偿缸，而补偿缸内的压力不会反流回冲击油路。钻臂升降液压回路钻臂升降液压回路如图11-30所示，主要由副泵1、溢流阀2、换向阀3、单向节流阀4、双向液压锁5、举升液压缸6及油箱7等组成。当副泵1向系统供压力油时，操作换向阀3即可控制升降液压缸活塞杆的伸出或缩回，实现钻臂的升降。升降液压缸的动作压力，由溢流阀2来控制，最高不会超过其调定压力（17.5MPa）。 图11-29 推进器补偿液压回路 1副泵 2、5溢流阀 3、9单向阀 4换向阀 6液控单向阀 7补偿液压缸 8节门 10油箱 图11-30 钻臂升降液压回路 1副泵 2溢流阀 3换向阀 4单向节流阀 5双向液压锁 6举升液压缸 7油箱钻臂摆动液压回路钻臂摆动液压回路如图11-31所示，主要由副泵1、溢流阀2、换向阀3、单向节流阀4、5、双向液压锁6、摆臂液压缸7及油箱8等组成。摆臂液压回路的压力受溢流阀2控制，最高不会超过其调定的压力（17.5MPa