以安裝在臂桿前端的衝擊器，通過臂桿上、下、左、右移動衝擊破 碎岩(煤)，實現整個斷面的掘進並具有裝載及行走功能的部分斷面掘進機。多用於前進式長壁採煤法掘進半煤岩巷道，也可用於岩石單軸抗壓強度50～ 350MPa的岩石巷道。
基本介紹
- 中文名：衝擊式掘進機
- 外文名：impact ripper
- 出現時間：20世紀70年代
- 學科：採礦工程
- 組成：衝擊器、工作臂桿、減振器等
- 原理：衝擊破岩
簡史,工作原理,基本結構,
簡史
20世紀60年代初，英法等國研究了衝擊破岩原理，至60年代末由夏德(Shand)、英格索爾蘭德(Ingersoll Rand)等公司研製出了液壓衝擊裝置，到 70年代初試製出了衝擊式掘進機。在1972年西德首次套用衝擊式掘進機擴大岩巷和掘進採煤巷道，1982年使用量逐漸增加達50台，10年共掘進巷道110km， 年進尺為18km，占煤層巷道掘進總量的6%。
工作原理
掘進時先用衝擊器在工作面的薄弱部分掏槽，形成自由面，然後沿自由面四周衝擊落岩 (煤)。掘進半煤岩順槽時，先用衝擊器破碎煤體，然後 再衝擊頂、底板岩石，使大塊岩石沿層面或節理面分離 落下，裝運出工作面。衝擊器輸出的衝擊功越大，破碎 岩(煤)所消耗的比能越少，破碎效率越高。因此，沖 擊式掘進機需採用大能量的衝擊器，以提高破碎效率， 降低比能消耗。
基本結構
衝擊式掘進機由衝擊器、工作臂桿、減振器、裝載機構、行走機構、操縱控制系統及泵站等部件組成。
衝擊器 衝擊式掘進機的工作機構，它將液壓能 轉換成衝擊能，通過鑿具以衝擊方式破碎岩石。每次沖 擊的衝擊能通常為1000～6000J，有的可達27000J。它 由供油與配油系統、貯能系統、能量轉換系統、減震支 承系統以及鑿具等組成 (圖1)。
衝擊器的供油與排油採用活動接頭，排油口接頭 內裝有油壓調節器，可隨油液的粘度變化調節油壓，以 避免低溫起動時壓力過高和環境溫度過高時減少能量 損失。貯能器為氮氣隔膜式，它可以為衝擊運動提供快 速供油，並在柱塞向上作回程運動時，使富餘的高壓油 進入，以吸收多餘的能量，達到能量供需均衡。柱塞在 液壓能的作用下往復運動，將液壓能轉換成衝擊能。根 據工作參數的變化，可更換不同長度的柱塞，提高能量 轉換效率，衝擊器通過減震支承系統與掘進機臂桿連 接。該系統可以使衝擊器傳到臂桿的震動力大大減弱， 有效地防止螺栓、螺母鬆動和銷軸的過早磨損以及焊 縫的疲勞開裂等。減震支承系統包括緩衝裝置和彈性 減震器。鑿具以截錐形最為有效。鑿具與框架的相對滑 動部分，襯有鑿具導套及前套筒。衝擊器的各個部分均 裝在框架之內並可上下滑動，實現衝擊運動，框架還起 保護作用。
衝擊器每產生一次衝擊的循環過程可以分為4個 階段 (圖2)。
第一階段： 由高壓泵來的油經HP口流入柱塞P 下端的C腔，推動柱塞向上。
第二階段： 柱塞P上升過程中將閥套D向上推。 閥套到達頂點位置時，高壓油經閥套與柱塞之間的一 個經過標定的通道向C2腔供油。同時，多餘的高壓油 流入貯能器貯能。
第三階段： 當柱塞上端面受到的力大於下端面的 力時，柱塞加速向下衝擊，這時貯能器提供快速供油條 件，促使柱塞加速向下。柱塞向下運動過程中，將節流 小孔O打開，壓力油徑O孔使閥套D也下降。柱塞繼 續向下，直到與鑿具碰撞產生衝擊為止。
第四階段： 閥套D在向下運動過程中切斷向C2腔供油的通路，並使C2腔與低壓回油路BP相通，整 個過程又回到循環初始位置。如此周而復始，自動進行 連續衝擊。
工作臂桿 支持並操縱衝擊器選擇衝擊方向及沖 擊點。安裝在迴轉台上，可以繞垂直軸迴轉，也可以繞 水平軸迴轉，適應掘進斷面各個位置的破岩要求。
減振器 為了保護臂桿，在衝擊器和臂桿之間裝 有減振器，以緩衝衝擊器對臂桿的反作用力。
裝載機構 一般採用側卸式裝載(岩)機構(見側 卸式鏟斗裝岩機)，也有的採用扒爪式裝載機構(見扒 爪式裝載機)。
行走機構 通常是履帶(見掘進機履帶行走機構) 個別也有液壓邁步式，它與門架式機構相配。
操縱控制系統 通常採用液壓閥操縱控制液壓 缸、液壓馬達及液壓衝擊器。
衝擊式掘進機的裝機總容量比其他形式掘進機 低，破碎下來的岩石及煤的塊度大，刀具消耗量低，粉 塵和火花少，可以改善作業區的環境衛生。其結構簡 單、重量輕、維修方便。但由於破岩過程的非連續性， 掘進底板費時，其掘進速度低於懸臂式掘進機。
