电动凿岩机的结构、性能及使用方法

电动凿岩机用于矿山开采、水利建设、地质勘探、道路建设中的凿岩作业。电动凿岩机与风动凿岩机和内燃凿岩机相比，具有配套简单、动力消耗少等优点。

1.电动凿岩机的结构

电动凿岩机由电动机和冲击旋转机构两大部分组成。电动机为三相笼型异步电动机，一般制成水外冷式。矿用电动凿岩机制成隔爆型，电动机为水外冷矿用隔爆式三相笼型异步电动机，隔爆面要求可参阅煤电钻使用说明书。

由于电动凿岩机工作的环境异常潮湿，工作时又要承受强烈的振动，因此，电动机必须具有很高的防潮性和可靠的机械强度，尤其在热态下必须有较高的机械强度。因此，电动机的定子绕组除了进行严格的绝缘处理外，还浇注以环氧树脂为基料的绝缘胶，以使定子绕组端部有优良的防潮性能和较高的机械强度。

电动凿岩机冲击旋转机构采用偏心块式或压气活塞式结构。

（1）偏心块式电动凿岩机的结构

偏心块式结构原理如图3-68所示。

电动机的旋转运动经齿轮或直接驱动主轴，使与主轴成一体的滑槽体旋转，并由曲轴带动一对偏心块旋转，从而产生离心力。与冲锤同轴向的分力带动冲锤做往复运动；其径向分力由凿岩机自重加以克服，向前的力作冲击，向后的一部分力作转换，剩余的由储能机构存储，在冲锤向前冲击时加强冲击力。缓冲储能结构有自行补气和压缩空气补气两种。图3-68中的A为自行补气的缓冲储能结构。活塞固定在机体上，活塞与冲锤之间用滑动配合，活塞上有活塞环。因此，冲锤和活塞之间是气密的，在活塞与冲锤间形成气室。当冲锤向后时，压缩气室中的空气起缓冲作用，同时在气体压缩过程中将部分能量存储起来。当冲锤向前运动时，压缩空气膨胀，放出能量以加速冲锤的运动。由于活塞与冲锤间总有气体的泄漏，所以需要不断补充空气。冲锤壁上开有补气孔，当冲锤运动到一定位置时，补气孔超过活塞端面。气室和大气接通，补入空气。补气孔的位置和大小对凿岩机速度有很大的影响。压缩空气补气的结构基本上和自行补气相同，但没有补气孔。气室和压缩空气源通过单向阀连接，冲锤回程时阀关闭，冲锤向前运动时阀打开。

图3-68中的B为转钎结构，它由冲锤头部的螺纹齿形、螺母及定向离合器组成。定向离合器的主动件和螺母为一体，从动件和带动钎子转动的六方套为一体。冲锤由尾部的导向直花键限制，只能往复而不能旋转。当冲锤往复运动时，螺母来回摆动。定向离合器设计成冲锤在工作行程时脱扣，空行程时带动六方套转动。螺纹的导程及冲锤的冲程一定时，冲锤每往复一次，钎子即向一定方向转动一个角度。连续冲击时，钎子就做间歇圆周运动，从而实现冲击带旋转的凿岩作业。

（2）压气活塞式电动凿岩机的结构

压气活塞式电动凿岩机的结构原理如图3-69所示。它的冲击运动由电动机的旋转运动带动曲轴，通过连杆、活塞销带动压气活塞在冲击活塞中做往复运动。冲击活塞为冲击部件。当压气活塞向下运动时，压缩两活塞间的空气。当空气压缩到一定程度时，压力足以克服冲击活塞和机壳壁间的摩擦力，冲击活塞向前开始运动。此时，由于压气活塞速度大于冲击活塞速度，气室中空气进一步压缩，冲击活塞同时加速，达到一定速度时与钎尾发生冲击，此时气室通过冲击活塞下端的孔与大气接通，解除气室中的压力状态。当冲击活塞与钎尾冲击后，压气活塞上升，同时冲击活塞借助于碰撞后的回跳，关闭气孔。由于两活塞速度不同，在气室中形成负压，借负压作用，将冲击活塞带回起始位置。此时，气室又通过冲击活塞上端的孔与大气接通，补足空气，解除负压，完成第二次冲击准备，依次循环，不断冲击钎尾。

图3-68 偏心块式结构示意图

1—主轴 2—滑槽体 3—曲轴 4—偏心块 5—冲锤 6—活塞环 7—活塞

图3-69 压气活塞式电动凿机结构原理图

1—曲轴 2—连杆 3—冲击活塞 4—压气活塞 5—转杆 6—转动套 7—单向离合器 8—转钎轴 9—推动爪 10—偏心轮

转钎机构采用与冲击机构分离的传动方式。曲轴的一端装有偏心轮，曲轴转动时，偏心轮和柱塞弹簧使推动爪做往复摆动，并经转轴带动单向离合器，使齿圈获得单向间歇运动，从而带动钎杆作单向间歇转动。

电动凿岩机采用湿式捕尘，一般采用侧供水装置。钎头、钎杆与风动凿岩机通用。钎尾为专门制作。供水装置的结构如图3-70所示。

电动凿岩机的辅助装置有支腿、水泵、剩余电流动作保护器等。

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图3-70 电动凿岩机供水装置

（3）电动凿岩机的支腿

电动凿岩机在操作时必须要使用支腿。支腿的架设都是与水平方向成两个角度来支撑的。支腿的水平分力作凿岩机的轴向推力，垂直分力支撑凿岩机。

电动凿岩机用的支腿有气动的（气腿）和水压的（水腿）等。气腿和水腿的动作原理相同，只是使用的介质不同，前者用压缩空气，后者用有压力的水。图3-71是电动凿岩机配套的支腿结构。图3-71的支腿如用水作介质，则应修改其头部和阀，使能与电动凿岩机连接，使用的水压为0.5～0.7MPa。

图3-71 电动凿岩机支腿结构

电动凿岩机支腿和侧供水湿式捕尘钎子的用水量约为0.4m³/h。

（4）电动凿岩机的剩余电流动作保护器

由于电动凿岩机采用三相供电，供电电源经剩余电流动作保护器后用五芯软电缆与电动凿岩机连接。五芯软电缆中的三芯为相线，两芯为控制线，连接装置于电动凿岩机上的开关，来接通和断开剩余电动动作保护器内接触器的线圈，以控制电动凿岩机的运转和停机。

剩余电流动作保护器具有防止电击的保护、过载保护和起动或停止电动凿岩机的功能。

在煤矿井下使用的隔爆型电动凿岩机设有隔爆控制箱。由于煤矿井下采用集中的漏电保护，因此该控制箱不带漏电保护的功能。

2.电动凿岩机的性能

电动凿岩机有普通型和隔爆型两个品种，采用三相笼型异步电动机作动力，技术性能数据基本相同。隔爆型电动凿岩机的电动机、电源开关、电源接头等电气部件及连接点按隔爆规范进行专门设计，使用的电源电压（127V）为三相，频率为50Hz。电动凿岩机的性能参数见表3-51。

表3-51 电动凿岩机的性能参数

3.电动凿岩机的使用方法

电动凿岩机是手持操作的机械化凿岩工具，一般使用环境十分恶劣。操作的工作面异常潮湿，电动机采用水外冷，自身的温度变化大，易在定子绕组表面产生凝露，电动机易受潮而使电动机绝缘性能大幅度降低。

电动凿岩机在凿孔时要承受强烈的冲击和振动。除了由电磁振动和电流交变在绕组匝间形成张力外，还要受到2000次/min以上的机械冲击运动，电动机绝缘在上述多因素反复作用下极易受损破坏。电动凿岩机使用方法见表3-52。电动凿岩机及其辅助设备使用时的布置如图3-72所示。

表3-52 电动凿岩机的使用方法