對新型便攜式混凝土鉆孔機的設計及關鍵部件的探討

石榮泰

摘要：隨著國家的快速發(fā)展，對于基礎設施的推進也愈加的全面。為充分發(fā)揮混凝土鉆孔機在建設中的作用，降低人工使用難度，提高工人的工作效率，本文通過新時期對混凝土鉆孔機的要求進行分析，詳細探討了新型便攜式鉆井機設計與關鍵部位，包括進給運動、傳動裝置、鉆頭設備以及冷卻裝置四個方面，希望能為讀者提供一些幫助。

關鍵詞：混凝土;鉆孔機;新型設計

引言：就目前而言，我國的混凝土鉆孔機較為笨重，在進行鉆孔時會導致工作程度不穩(wěn)定，完全依靠工人的經(jīng)驗，增加工人的工作強度，影響施工效率。由于對鉆孔機的使用不規(guī)范，造成混凝土鉆孔機在使用過程中故障頻發(fā)，嚴重影響鉆孔機的使用年限。

一、混凝土鉆孔機的工作要求

混凝土鉆孔機普遍應用于建筑行業(yè)或公路建設，由于人們對產(chǎn)品運行要求的不斷提高，對混凝土鉆孔機的工作要求，也應發(fā)生變化。在使用混凝土鉆孔機時，其應具有安全系數(shù)高，工作時效長，便捷省力的特性。傳統(tǒng)混凝土鉆孔機在使用過程中，主要依靠人力運行，通過人工定位對混凝土進行打孔處理，對人工技術要求較為嚴格。新型混凝土鉆孔機，在運行過程中，對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)的便攜式鉆孔機較為笨重，工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)機架晃動、移動、偏斜等情況引發(fā)機器故障。新型便攜式混凝土鉆孔機，要增加鉆頭的鋒利程度，在保證鉆孔機的工作性能的前提下，能夠便捷操作，節(jié)省工人的力氣。在進行墻面操作時，鉆孔機要降低自身的阻力，將國內(nèi)現(xiàn)有的支架式鉆孔機與便攜式鉆孔機相結合，方便在帶有傾斜度的混凝土墻面進行作業(yè)[1]。

二、新型便攜式鉆孔機設計及關鍵部位的探討

（一）進給運動機械選擇

當前，國內(nèi)有三種常見的進給方式，包括絲桿進給、齒輪齒條、導軌進給。導軌進給裝置具有精確度高、摩擦阻力小、運行平穩(wěn)、耐磨性高等優(yōu)勢，但由于其造價過高，對混凝土打孔時減震性較差，不符合新型便攜式鉆孔機低價格的優(yōu)勢。

齒輪齒條的承載力較大，抗壓能力強、傳動精準性高，但其所占空間較大，不利于便攜式鉆孔機的應用。

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

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

（二）傳動裝置方案設計

首先，在進行傳動裝置選擇時，要選擇符合便攜式鉆孔機應用形式的傳動設計，在進行動力源的選擇上，由于目前而言國內(nèi)常用的動力源分為內(nèi)燃機驅(qū)動與電動機驅(qū)動。一方面，內(nèi)燃機作為動力源能為鉆孔機提供更強大的動能，提高鉆孔機的工作效率。另一方面，在內(nèi)燃機的使用過程中，內(nèi)燃機的動力驅(qū)動不穩(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的運行要求。相較而言，電動機體積小、構造簡單、無污染、可進行功率調(diào)節(jié)，符合便攜式鉆孔機的設計理念。

其次，在制定傳動方案時，由于電動機在進行高速運轉(zhuǎn)時，需要安裝減速裝置驅(qū)動鉆頭的運行。減速裝置的關鍵零件是齒輪，選擇合適的齒輪，有利于減少傳動裝置的磨損，提高便攜式鉆孔機的應用效果。常見的齒輪有兩種，分為直齒輪與斜齒輪，根據(jù)傳動效果又分為開式齒輪傳動與閉式齒輪傳動。在進行齒輪的選擇上，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，面對高速運行的設備，具有極高的承載能力。便攜式鉆孔機在裝備傳動裝置時，應選擇閉合式傳動，有利于增強傳動系統(tǒng)的壽命，降低磨損率。

最后，為保證新型混凝土鉆孔機的便攜性，在進行傳動裝置的選擇上，要具有結構簡單、成本低、高效率等特點，還需與進給裝置相符合，保證鉆孔機的運行。

（三）鉆頭設備的選擇

混凝土是以水泥、砂石加水進行攪拌，形成的人造材料。其廣泛應用于建筑行業(yè)、公路建設等行業(yè)，具有高硬度、防震性與耐久性等特點。進行便攜式鉆孔機的設計時，根據(jù)混凝土的特性，進行鉆頭的選取。為滿足便攜式鉆孔機的工作要求，在進行鉆頭的選取上，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，導致金剛石鉆頭在高速運轉(zhuǎn)的過程中，受到的阻力較小。金剛石的堅硬程度導致其具有強攻擊性，有利于提高運轉(zhuǎn)速度，增強耐磨性，延長鉆頭的使用壽命。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，在進行安裝時，要對其安裝結構進行精密的計算，保證鉆頭的平穩(wěn)運行。

（四）冷卻裝置設計

便攜式鉆孔機在對混凝土進行切割工作時，由于長時間的高速運轉(zhuǎn)，可能會導致鉆頭出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，造成由于機器過熱，引發(fā)的金剛石薄壁鉆頭上的金剛石脫落，使機器不能正常運轉(zhuǎn)，極其影響鉆孔機的使用壽命。在進行便攜式混凝土鉆孔機的冷卻裝置設計時，要選擇既能快速降溫，又能保證鉆孔機的體積不會發(fā)生擴大的冷卻方式，例如，通過水冷卻方式，進行鉆頭冷卻。水冷卻方式不同于風冷卻方式，在進行風冷使用時，由于并未裝備集塵裝置，容易揚起混凝土粉末，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，減少鉆頭工作時產(chǎn)生的阻力，防止影響鉆孔機的工作效率[2]。

三、結論

綜上所述，混凝土鉆孔機是在混凝土應用中，不可或缺的設備。通過傳統(tǒng)混凝土鉆孔機存在的問題，對新型鉆孔機提出新要求。通過對進給裝置、冷卻裝置、鉆頭設備、傳動裝置四個方面進行方案設計，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，以實現(xiàn)進行全方位的作業(yè)的能力。

參考文獻：

[1]葉爾那·胡沙音.探討便攜式鉆機在綠色勘查中的應用[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域中的應用[J].四川水泥，2020，No.281（01）：46-46.

作者單位：廣西宏發(fā)重工機械有限公司