《露天采掘机械》答案.docx

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《露天采掘机械》答案

《露天采掘机械》

钻孔机械

1.了解岩石的主要物理机械性质。

什么是岩石的坚固性？

通常用什么来表示？

强度，淹没性，稳定性，坚固性

坚固性——岩石抵抗破碎的综合性质，是岩石抵抗拉、压、剪切、弯曲和热力等作用的综合表现，通常用坚固性系数f表示

2.根据机械破碎岩石的方法，钻孔机械可分为哪几种？

各自的工作原理、特点和适用条件。

答：

旋转式钻机、冲击转动式钻机、旋转冲击式钻机；

（1）旋转式钻机：

靠回转中心与钻孔中心一致的切削钻头的回转实现连续破岩，同时需要有相当的轴向力；钻进时，每个刃尖都按螺旋线运动，切削和破碎岩石用钻头的前刃面；用于中硬以下岩石，

（2）冲击转动式钻机：

靠钻具的冲击力和回转切削力破碎岩石，各种凿岩机、潜孔钻机、钢绳冲击钻机等；钻机能量的大部分消耗在产生冲击力上，较小部分用来回转钻具；表现为冲击负荷大，而扭矩和轴向力小；在坚硬、极坚硬和耐磨蚀的岩石中使用比较有效

（3）旋转冲击式钻机：

靠钻具的很大的（一般大于300kN）固定轴向静压和钻头的滚压作用破碎岩石；滚齿压入岩石的作用比冲击作用大，牙轮钻机；用于中硬以上岩石。

3.简述潜孔钻机的工作原理。

答：

钻机工作时，由回转供风机构4带动钻杆3、冲击器2和钻头1回转，产生对岩石刮削作用的剪切力；同时压气经钻杆进入冲击器，推动冲击器的活塞反复冲击钻头，使钻头侵入孔底产生挤压岩石的冲击力，钻头始终与孔底岩石接触;钻头在冲击器的活塞不断的作用下，改变每次破碎岩石的位置；所以，钻头在孔底回转是连续的，冲击是间断的；在冲击器的冲击力和回转机构的剪切力作用下，孔底的岩石不断被压碎和剪碎，把破碎后的岩渣从钻杆与孔壁之间环形空间吹到孔外；另外，回转供风机构在推进调压机构5的作用下沿其轴向移动，推进冲击器和钻头，实现连续钻进。

4.潜孔钻机的钻具包括钻头、冲击器、钻杆。

5.潜孔钻机的钻头按排气方式分为旁侧排气和中心排气两种；按结构形式分为整体式和分体式；按镶嵌硬质合金形状分为刃片型、柱齿型、片柱混合型。

6.潜孔钻机钻头按按镶嵌硬质合金形状不同分为哪几种形式？

各自的特点。

答：

刃片型、柱齿钻头、片柱混合型。

（1）刃片型：

一种镶焊硬质合金片的钻头,修磨容易；这种钻头的主要缺陷是不能根据磨蚀载荷合理地分派硬质合金量,因而钻刃距钻头回转中心愈远时,承载负荷愈大,磨钝和磨损也愈快；只适合小直径浅孔凿岩作业

（2）柱齿钻头：

一种在钻头体上钻孔,然后用机械冷压法嵌装一定数量合金齿的钻头；钻孔过程中具有自行修磨的能力,使每个齿的凿岩面积大致相等，钻进速度趋于稳定,便于根据受力状态合理地布置合金柱齿,嵌装工艺简单，使用寿命较高，因此,柱齿型钻头在中、大孔径潜孔钻进作业中得到了广泛的应用；

（3）刃柱混装钻头：

周边嵌焊刃片,中间嵌装柱齿,这种钻头是根据钻头中间破碎岩石体积少、周边破碎岩石体积大的特点设计的,较好地解决了钻头边齿过快磨损的问题；兼有前两种钻头的特点，适用于大直径钻头；制造工艺较复杂,制约了它的推广使用。

7.KQ-200型潜孔钻机总体结构有以下几部分组成：

钻架和机架、液压提升机构、装卸钻杆机构、钻架起落机构、行走机构、除尘机构、司机棚和机棚净化装置、压气和电气系统。

8.潜孔钻机的主要工作参数包括钻具转速、钻具转矩、冲击功、轴压力、排碴风量。

9.简述牙轮钻机的工作原理。

答：

牙轮钻机是利用旋转冲击来破碎岩石形成钻孔，由钻具、回转机构、加压与提升机构、排粉装置来完成；钻机工作时，借助于回转机构带动钻具旋转，并借助于加压小车使钻具沿钻架上下运动，通过钻杆，将加压、回转机构的动力传递给牙轮钻头；当钻杆将钻头压在岩石上并带动钻头转动时，由于牙轮是自由地滑装在钻头轴承的轴颈上，加上岩石对牙轮的阻力作用，牙轮便沿着与钻头相反的方向旋转；牙轮对岩石的作用除了由加压机构所施加的静压力外，在滚动过程中牙轮交替地由一个齿着地变为两个齿着地，柱齿还对岩石产生冲击的动压力；岩石就是在静压力和动压力的联合作用下被破碎的，实际上，牙轮相对于岩石表面的运动是带有滑动的滚动运动，所以牙轮钻头破碎岩石是凿碎、剪切和刮削等复合作用的结果；

为了保证钻孔连续进行，利用一定压力和流速的压气将被破碎下来的岩石排出孔外。

10.牙轮钻机牙轮钻头主要由牙爪、牙轮和轴承组成。

11.按牙齿形状，牙轮钻机牙轮钻头分为柱齿钻头和铣齿钻头。

12.牙轮钻机柱齿钻头和铣齿钻头的特点和适用范围。

答：

柱齿钻头：

是在牙轮锥体上镶嵌硬质合金柱，端面有各种形式，多用球形齿，可用于中硬以上的岩石；能承受较大的轴压，破岩量大，耐磨性强。

铣齿钻头：

是在牙轮锥体上直接用铣刀铣出的楔形齿，主要参数有齿尖角α、

齿刃宽a、齿高H；齿尖角和齿刃宽随所凿岩石的硬度提高而加大；为了增加齿的耐磨性，在铣齿刃部表面焊有硬质合金，铣齿钻头适用在f=5～7的岩石中钻孔；

13.牙轮钻机柱齿钻头和铣齿钻头从破岩原理上有何不同？

答：

柱齿牙轮:

在中硬以上岩石中钻孔时，随着工作齿在轴压力及冲击载荷作用下逐渐压入岩石，与其直接接触的部分岩石被压碎破坏，当牙齿压入一定深度后，周围的岩石在挤压力作用下剪切破坏，形成锥形凿痕；

铣齿钻头:

钻凿中硬以下的岩石时，除压碎、剪切破岩外，还使牙轮相对岩石有一定的滑动，以借助牙齿产生的刮削破碎作用，每个齿产生的凿痕不是一个倒锥体，而是一般沟槽，多采用移轴布置

14.KY-310型牙轮钻机由钻机和钻架、回转供风机构、加压提升机构、装卸钻杆机构、行走机构、钻架起落机构、除尘机构、司机棚和机棚净化装置、压气和电气系统等组成。

15.牙轮钻机的钻具包括钻头、钻杆、稳定器。

16.牙轮钻机的主要工作参数包括钻具转速、钻具转矩、轴压力、排碴风量、钻孔速度。

机械式单斗挖掘机

1.机械式单斗挖掘机每一个工作循环由挖掘、回转至卸载地点、卸载、空斗回转等动作组成。

2.单斗挖掘机按用途分为建筑型、采矿型。

3.机械式单斗挖掘机选型时的主要影响因素有哪些？

1）露天矿年产量及最大日产量

挖掘机数量、规格必须满足露天矿年产量及最大日产量的要求；

2）汽车规格及道路情况

一般，挖掘机与汽车容积的关系：

3～5铲装一车比较合适（勺容比），太少-冲击载荷大，太多—装车时间过长，降低汽车效率；

3）挖掘机的工作方式

装车方式（铲车位置关系），应选用效率高者，有时这就决定了挖掘机的斗容和线性尺寸。

4）煤岩性质

主要决定斗容量。

以上因素要综合考虑，才能得到优化的结果。

4.WK-10型单斗挖掘机铲斗容量有10、12、14m3三种规格。

5.机械式单斗挖掘机的最大挖掘半径。

最大挖掘半径—铲斗最大伸出时铲尖到回转中心的距离

6.机械式单斗挖掘机的最大挖掘高度。

最大挖掘高度—铲斗提至最高时齿尖至站立水平的高度

7.机械式单斗挖掘机的站立水平上最大挖掘半径。

站立水平上的最大挖掘半径—铲斗在站立水平上最大伸出时齿尖到回转中心的水平距离

8.机械式单斗挖掘机的最大卸载半径。

最大卸载半径—铲斗最大伸出时，铲斗中心至回转中心的水平距离

9.机械式单斗挖掘机的最大卸载高度。

最大卸载高度—铲斗伸至最高时的卸载高度

10.机械式单斗挖掘机的主要组成部分级各自的组成。

1）工作装置：

铲斗、斗杆、动臂（大臂）、推压机构、开斗机构、A型架、绷绳装置等

2）回转装置:

包括回转平台、回转驱动装置；

3）行走装置:

电动机；主动轮；支重轮；履带；托链轮；张紧轮；履带架；行走减速大齿圈；底座

11.WK-10挖掘机工作装置包括铲斗、斗杆、动臂、A型架、推压机构、开斗机构、绷绳装置等。

12.WK-10挖掘机铲斗由斗底、斗后壁、提梁、斗前壁、斗齿、均衡轮构成。

13.简述WK-10挖掘机推压机构的工作原理及其特点。

推压传动系统：

1—制动器；2—电动机；3—齿轮；4—力矩限制器；5—推压轴；6—齿条。

原理：

电动机用齿轮传动驱动推压轴转动，带动一对小齿轮转动，并通过与之啮合的齿条使斗杆伸缩

特点：

易产生刚性冲击。

14.挖掘机的回转装置包括回转平台和回转驱动两部分。

15.简述WK-10挖掘机回转驱动装置的工作原理。

回转驱动装置:

经减速器3带动输出端的小齿轮旋转，小齿轮与固定在行走底座上的大齿圈4啮合，小齿轮与大齿圈之间发生动力传递，在固定的大齿圈反作用力的作用下，小齿轮带动回转平台回转。

（15题图）（16题图）

16.挖掘机行走装置的作用及主要组成部分。

行走装置是整个机器的支承基座，用以支承所有机构和部件的重量，承受挖掘机工作过程中产生的载荷，并且使挖掘机行走；1-电动机；2-主动轮；3-支重轮；4-履带；5-托链轮；6-张紧轮；7-履带架；8-行走减速器；9-大齿圈；10-底座

17.什么是履带驱动装置的“四轮一带”，各自的作用。

四轮：

1、主动轮--与电机相连，驱动挖掘机行进；2、支重轮—与机架相连，承受机体的重量；3、托链轮—对主动轮和张紧轮之间履带的承重作用；4、张紧轮—导向、张紧履带的作用。

一带：

履带—减小接地比压

18.WK-10挖掘机的行走系统采用两套独立的电动机组驱动。

19.简述395-BⅠ挖掘机推压机构的工作原理及其特点。

工作原理--收斗：

钢绳由推压卷筒上部引出，经扶柄套上两个滑轮并绕过斗杆前部绳槽，控制斗杆缩回；

推压：

由推压卷筒下部引出，经滑轮绕斗杆尾部的推压滑轮，实现斗杆的伸出；卷筒顺时针旋转，斗杆推出；逆时针旋转，斗杆收回

特点：

产生柔性冲击，但钢绳易磨损

20.综述：

机械式单斗挖掘机齿条推压机构和纲绳推压机构的结构、工作原理及特点。

（1）齿条推压机构：

制动器、电动机、齿轮、力矩限制器、推压轴、齿条

原理：

电动机用齿轮传动驱动推压轴转动，带动一对小齿轮转动，并通过与之啮合的齿条使斗杆伸缩；

特点：

易产生刚性冲击。

（2）纲绳推压机构：

斗杆尾部滑轮、卷筒、滑轮、电机

工作原理--收斗：

钢绳由推压卷筒上部引出，经扶柄套上两个滑轮并绕过斗杆前部绳槽，控制斗杆缩回；

推压：

由推压卷筒下部引出，经滑轮绕斗杆尾部的推压滑轮，实现斗杆的伸出；卷筒顺时针旋转，斗杆推出；逆时针旋转，斗杆收回

特点：

产生柔性冲击，但钢绳易磨损

21.395-BⅠ行走传动系统由一台电机驱动。

22.简述P&H2800XP挖掘机推压机构的构成、工作原理及特点。

构成：

推压电动机、传动皮带、扶柄套、斗杆、齿条与推压齿轮

工作原理：

位于动臂下部的推压电动机通过传动皮带将动力传给推压轴上的小齿轮，杆插入扶柄套中，斗杆上的齿条与推压齿轮啮合，实现斗杆的伸缩，扶柄套支承在推压轴上，并可绕推压轴自由转动。

特点：

电机放在动臂下部，减小了动臂的承重和传递距离

23.机械式单斗挖掘机的标准斗容指的是挖掘松散、容重为1.8t/m3岩石时的铲斗容量。

24.按斗杆与动臂相互配置的不同，斗杆主要有哪几种形式，各自的特点。

斗杆主要形式：

矩形断面内装式和外装式、圆形断面内装式和外装式

矩形断面内装式：

多用于小型机上，动臂两根，斗杆装在其内，结构简单，刚性小；

矩形断面外装式：

斗杆装在动臂外面，由双梁组成，强度大、重量大，需要大的提升力，多见于大中型机；

圆形断面内装式：

斗杆装在扶柄套内，可自由旋转，不受扭矩，采用钢绳推压，铲斗用双滑轮提升，适用于大中型机；

圆形断面外装式：

与矩形断面类似，少用。

25.机械式单斗挖掘机斗底的开启方式及其特点。

开门方式：

自重开门：

斗底迅速打开，卸料快，冲击大，振动大，多用于机械式挖掘机上；

动力开门：

斗门逐渐打开，卸载高度较低，冲击和振动小，卸料时间长，多用于液压挖掘机上；

26.机械式单斗挖掘机的挖掘阻力分为哪两类。

切削阻力：

切削过程中土岩作用在铲斗上的反力，包括：

切削机构（斗齿等）与土岩接