對(duì)新型便攜式混凝土鉆孔機(jī)的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵部件的探討

石榮泰

摘要：隨著國家的快速發(fā)展，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的推進(jìn)也愈加的全面。為充分發(fā)揮混凝土鉆孔機(jī)在建設(shè)中的作用，降低人工使用難度，提高工人的工作效率，本文通過新時(shí)期對(duì)混凝土鉆孔機(jī)的要求進(jìn)行分析，詳細(xì)探討了新型便攜式鉆井機(jī)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵部位，包括進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)裝置、鉆頭設(shè)備以及冷卻裝置四個(gè)方面，希望能為讀者提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：混凝土;鉆孔機(jī);新型設(shè)計(jì)

引言：就目前而言，我國的混凝土鉆孔機(jī)較為笨重，在進(jìn)行鉆孔時(shí)會(huì)導(dǎo)致工作程度不穩(wěn)定，完全依靠工人的經(jīng)驗(yàn)，增加工人的工作強(qiáng)度，影響施工效率。由于對(duì)鉆孔機(jī)的使用不規(guī)范，造成混凝土鉆孔機(jī)在使用過程中故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響鉆孔機(jī)的使用年限。

一、混凝土鉆孔機(jī)的工作要求

混凝土鉆孔機(jī)普遍應(yīng)用于建筑行業(yè)或公路建設(shè)，由于人們對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行要求的不斷提高，對(duì)混凝土鉆孔機(jī)的工作要求，也應(yīng)發(fā)生變化。在使用混凝土鉆孔機(jī)時(shí)，其應(yīng)具有安全系數(shù)高，工作時(shí)效長(zhǎng)，便捷省力的特性。傳統(tǒng)混凝土鉆孔機(jī)在使用過程中，主要依靠人力運(yùn)行，通過人工定位對(duì)混凝土進(jìn)行打孔處理，對(duì)人工技術(shù)要求較為嚴(yán)格。新型混凝土鉆孔機(jī)，在運(yùn)行過程中，對(duì)使用人員操作技能無具體限制，方便工人快速使用。目前國內(nèi)的便攜式鉆孔機(jī)較為笨重，工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)架晃動(dòng)、移動(dòng)、偏斜等情況引發(fā)機(jī)器故障。新型便攜式混凝土鉆孔機(jī)，要增加鉆頭的鋒利程度，在保證鉆孔機(jī)的工作性能的前提下，能夠便捷操作，節(jié)省工人的力氣。在進(jìn)行墻面操作時(shí)，鉆孔機(jī)要降低自身的阻力，將國內(nèi)現(xiàn)有的支架式鉆孔機(jī)與便攜式鉆孔機(jī)相結(jié)合，方便在帶有傾斜度的混凝土墻面進(jìn)行作業(yè)[1]。

二、新型便攜式鉆孔機(jī)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵部位的探討

（一）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)械選擇

當(dāng)前，國內(nèi)有三種常見的進(jìn)給方式，包括絲桿進(jìn)給、齒輪齒條、導(dǎo)軌進(jìn)給。導(dǎo)軌進(jìn)給裝置具有精確度高、摩擦阻力小、運(yùn)行平穩(wěn)、耐磨性高等優(yōu)勢(shì)，但由于其造價(jià)過高，對(duì)混凝土打孔時(shí)減震性較差，不符合新型便攜式鉆孔機(jī)低價(jià)格的優(yōu)勢(shì)。

齒輪齒條的承載力較大，抗壓能力強(qiáng)、傳動(dòng)精準(zhǔn)性高，但其所占空間較大，不利于便攜式鉆孔機(jī)的應(yīng)用。

新型便攜式混凝土鉆孔機(jī)的進(jìn)給方式選擇絲桿進(jìn)給，主要原因是由于絲桿是目前較為先進(jìn)的進(jìn)給方式，不同于導(dǎo)軌裝置的高價(jià)格與齒輪齒條裝置的大空間要求，選擇絲桿進(jìn)給的滾動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)，能降低運(yùn)行過程的摩擦力，噪音低，能提高傳動(dòng)效果，使用年限較長(zhǎng)，有利于便攜式鉆孔機(jī)的使用，如圖1所示。

進(jìn)給系統(tǒng)是混凝土鉆孔機(jī)的關(guān)鍵部位，在進(jìn)行內(nèi)部裝置安裝時(shí)，將絲桿放置在套筒內(nèi)，絲桿的螺母套在套筒的外側(cè)。通過對(duì)絲桿螺母的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)套筒整體向前移動(dòng)，使絲桿進(jìn)給產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。進(jìn)行此類安裝裝置，能提高新型便攜式混凝土鉆孔機(jī)的工作效率，省時(shí)省力的控制運(yùn)行速度，使施工人員達(dá)到想要的施工效果。

（二）傳動(dòng)裝置方案設(shè)計(jì)

首先，在進(jìn)行傳動(dòng)裝置選擇時(shí)，要選擇符合便攜式鉆孔機(jī)應(yīng)用形式的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行動(dòng)力源的選擇上，由于目前而言國內(nèi)常用的動(dòng)力源分為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。一方面，內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源能為鉆孔機(jī)提供更強(qiáng)大的動(dòng)能，提高鉆孔機(jī)的工作效率。另一方面，在內(nèi)燃機(jī)的使用過程中，內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)不穩(wěn)定，需要攜帶大量的燃油，并且在工作過程中釋放大量的廢氣，影響工作人員的工作安全，不符合便攜式鉆孔機(jī)的運(yùn)行要求。相較而言，電動(dòng)機(jī)體積小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、無污染、可進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，符合便攜式鉆孔機(jī)的設(shè)計(jì)理念。

其次，在制定傳動(dòng)方案時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要安裝減速裝置驅(qū)動(dòng)鉆頭的運(yùn)行。減速裝置的關(guān)鍵零件是齒輪，選擇合適的齒輪，有利于減少傳動(dòng)裝置的磨損，提高便攜式鉆孔機(jī)的應(yīng)用效果。常見的齒輪有兩種，分為直齒輪與斜齒輪，根據(jù)傳動(dòng)效果又分為開式齒輪傳動(dòng)與閉式齒輪傳動(dòng)。在進(jìn)行齒輪的選擇上，選擇斜齒輪作為減速裝置的重要零件，斜齒輪的咬合性較強(qiáng)，面對(duì)高速運(yùn)行的設(shè)備，具有極高的承載能力。便攜式鉆孔機(jī)在裝備傳動(dòng)裝置時(shí)，應(yīng)選擇閉合式傳動(dòng)，有利于增強(qiáng)傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命，降低磨損率。

最后，為保證新型混凝土鉆孔機(jī)的便攜性，在進(jìn)行傳動(dòng)裝置的選擇上，要具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、高效率等特點(diǎn)，還需與進(jìn)給裝置相符合，保證鉆孔機(jī)的運(yùn)行。

（三）鉆頭設(shè)備的選擇

混凝土是以水泥、砂石加水進(jìn)行攪拌，形成的人造材料。其廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)、公路建設(shè)等行業(yè)，具有高硬度、防震性與耐久性等特點(diǎn)。進(jìn)行便攜式鉆孔機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)混凝土的特性，進(jìn)行鉆頭的選取。為滿足便攜式鉆孔機(jī)的工作要求，在進(jìn)行鉆頭的選取上，可以選擇金剛石薄壁鉆頭。主要由于金剛石薄壁鉆頭的主要材料為鑄造碳化鎢和金剛石復(fù)合片，相較于刮刀鉆頭與牙輪鉆頭，金剛石薄片鉆頭的切削刃處于筒壁的最前端，導(dǎo)致金剛石鉆頭在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，受到的阻力較小。金剛石的堅(jiān)硬程度導(dǎo)致其具有強(qiáng)攻擊性，有利于提高運(yùn)轉(zhuǎn)速度，增強(qiáng)耐磨性，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命。金剛石薄壁鉆頭與普通的鉆頭不同，其直徑較大，但鉆頭的筒壁極薄，在進(jìn)行安裝時(shí)，要對(duì)其安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行精密的計(jì)算，保證鉆頭的平穩(wěn)運(yùn)行。

（四）冷卻裝置設(shè)計(jì)

便攜式鉆孔機(jī)在對(duì)混凝土進(jìn)行切割工作時(shí)，由于長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致鉆頭出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，造成由于機(jī)器過熱，引發(fā)的金剛石薄壁鉆頭上的金剛石脫落，使機(jī)器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，極其影響鉆孔機(jī)的使用壽命。在進(jìn)行便攜式混凝土鉆孔機(jī)的冷卻裝置設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇既能快速降溫，又能保證鉆孔機(jī)的體積不會(huì)發(fā)生擴(kuò)大的冷卻方式，例如，通過水冷卻方式，進(jìn)行鉆頭冷卻。水冷卻方式不同于風(fēng)冷卻方式，在進(jìn)行風(fēng)冷使用時(shí)，由于并未裝備集塵裝置，容易揚(yáng)起混凝土粉末，影響周圍環(huán)境。水冷則可以在不影響便攜式鉆孔機(jī)的體積情況下，快速冷卻鉆頭，但在使用后需快速清理鉆頭，減少鉆頭工作時(shí)產(chǎn)生的阻力，防止影響鉆孔機(jī)的工作效率[2]。

三、結(jié)論

綜上所述，混凝土鉆孔機(jī)是在混凝土應(yīng)用中，不可或缺的設(shè)備。通過傳統(tǒng)混凝土鉆孔機(jī)存在的問題，對(duì)新型鉆孔機(jī)提出新要求。通過對(duì)進(jìn)給裝置、冷卻裝置、鉆頭設(shè)備、傳動(dòng)裝置四個(gè)方面進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，打造更加方便省力，容易攜帶，方便操作的新型便攜式混凝土鉆孔機(jī)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行全方位的作業(yè)的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉爾那·胡沙音.探討便攜式鉆機(jī)在綠色勘查中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2019，No.539（23）：268-269.

[2]郭歡.新型混凝土材料在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].四川水泥，2020，No.281（01）：46-46.

作者單位：廣西宏發(fā)重工機(jī)械有限公司