1、鑿巖機械沖擊能試驗方法的研究摘要：在闡述鑿巖機械沖擊能主要測試方法工作原理 的基礎上，結合國內外應用情況，對測量方法的優缺點進行 了分析，最后給出了各方法的適用范圍。關鍵詞：鑿巖機械；沖擊能；試驗方法Abstract ：On the basis of the main impact energy testmethods of rock drilling machines is explained ， works on the combination of domestic and international applications ， advantages and disadvantages

2、 of test methodswere analyzed. Finally ， the scope of application of each method is gived.Keywords ：rock drilling machines ； impact energy ； testmethods、八 、-前言鑿巖機械是以氣（液、電）為動力，具有沖擊和回轉功 能的設備，主要包括氣動（液壓、電動）鑿巖機、氣鎬、液 壓錘等（電動鑿巖機在煤礦井下已禁止使用，此文不再進行 闡述），在煤礦、冶金礦山中廣泛應用于掘進與放頂等工程 的爆破孔、錨桿孔、探水探瓦斯孔、瓦斯抽放孔、注漿孔等 煤巖孔鉆進以及井

3、巷成孔鉆進，另外液壓鑿巖機在鋼廠的高 爐開鐵口也得到了廣泛應用。而沖擊能作為鑿巖機械的主要 性能指標，直接影響其工作效率；準確測試分析鑿巖機械沖 擊能，對提高該類產品技術水平有極其重要的作用。目前，國際上尚無統一的沖擊能測試方法。國內各研究 院所、高校、生產企業均對鑿巖機械的沖擊能測試方法進行 了廣泛研究，現有沖擊能測試方法主要有：應力波法、末速 度法（電磁感應法、光電位移微分法、活塞端面反射法等） 、 受沖腔法、變形量法（金屬變形量法、彈簧變形量法等 1.2. 優缺點應力波法測試沖擊能已被國際標準 ISO2787-1984回轉 式和沖擊式氣動工具性能試驗 、 GB/T562 1 2008鑿巖

4、 機械與氣動工具性能試驗方法 采用23 ，主要適用于氣動 鑿巖機械，該方法操作方便、效率高，目前在我國使用較為 普遍。但在歐洲普遍采用應變片法，不同于應力波法的是， 該方法使用油墊或鋼板橡膠組合板代替吸能裝置。應力波法 在實際使用過程中主要存在以下問題。1.2.1.上述 2 項標準要求 “吸能裝置的反射能量不能超過 入射能量的 20%23 ”，而在實際應用中，吸能裝置的反射 能量只能通過理論計算得出，不能通過試驗準確確認，造成 吸能裝置是否符合標準要求不得確認；并且標準要求的反射 系數 20%以內范圍太大， 造成每個試驗臺吸能裝置的反射系 數均不一樣，不好進行一致評價。1.2.2.應變片粘貼及

5、連接線的引出需專業人員操作，不能 有絲毫馬虎，而在試驗過程中，由于鑿巖機械的高頻振動， 應變片極易松動或脫落，直接影響試驗結果。1.2.3.上述 2 項標準對應力波法測試精度的描述為“按照該方法測量沖擊能，則測量精度可估計在 10%23 ”，可 見，該方法對于產品檢測來說精度偏低。1.2.4.由于應力波法測試的是作用于釬桿上的沖擊能，既不是鑿巖機械活塞本身沖擊釬尾時所具有的能量，也不是釬 頭作用于巖石的能量，對用戶來說，其數據的可信度較低， 并且還存在著能量傳遞損耗，造成此方法測得的沖擊能比其 他方法測試結果偏低。據研究，相對于末速度法，其測試結 果偏低20J30J4。22優缺點末速度法在歐洲

6、、日本、我國均有所研究，該方法具有 測量精度高的優點，測量數據為鑿巖機械本身具有的沖擊 能，對比性強。但在使用過程中還存在以下問題。2 . 2 . 1 .末速度法受外部環境（光線、磁場等）影響較大， 只適用于在實驗室內部進行測試。2.2.2.對于個別液壓鑿巖機械， 由于沖擊活塞上無安裝測 桿的孔，測試時需加工測試專用的活塞，造成測試結果與實 際沖擊能有所出入。2.2.3.由于需測試沖擊活塞質量， 試驗過程中需對被測設備拆裝，工作效率較低。3.受沖腔法3.1.測試原理 受沖腔法是利用鑿巖機械工作時產生的沖擊能作用于 受沖腔，引起安裝于受沖腔活塞上的測桿位移量變化（受沖 腔內部壓力需保持恒定） ，

7、或引起受沖腔內部的壓力變化， 通過位移量或壓力與沖擊能的對應關系換算即可得出對應 的沖擊能，其對應關系可通過落錘法進行校正，但需注意的 是受沖腔內的油量、溫度應保持穩定。 3.2.優缺點 受沖腔法已列為日本標準 JIS M2001-1977 鑿巖機的性 能試驗方法（1987 年確認） 中三種沖擊能測試方法之一 5， 該方法具有精度較高、操作簡單、工作效率高等特點，適用 于大批量產品的性能試驗。但國內對該方法研究深度不夠， 只停留在初步階段，只能通過該方法對產品定性，即通過測 試鑿巖機械沖擊受沖腔產生的壓力值是否達到設定值（該值 與測試產品設計的沖擊能指標對應）來判定產品是否合格。 該方法在使用

8、過程中還存在以下問題。3.2.1.受沖腔法測試沖擊能的試驗裝置不成熟， 現有試驗 裝置不能測量得出沖擊性能曲線。3.2.2.試驗過程中，受沖腔需要承受鑿巖機械的往復沖 擊，內部油液溫度急速提升，對試驗結果影響大，需加設油 溫穩定裝置。4.結語4.1.應力波測試沖擊能操作簡單、效率高，適用于鑿巖機械生產企業大批量產品的性能試驗，但由于該方法精度低 等原因，不宜作為產品性能判定、比對用。4.2.末速度法測試沖擊能精度高，但操作復雜、效率低， 適用于實驗室作為產品性能判定、不同產品間的比對用。4.3.受沖腔法測試沖擊能操作簡單，精度介于末速度法 和應力波法之間，但由于受沖腔法試驗裝置不成熟，試驗方 法及裝置有待進一步研究。參考文獻：1郭孝先、狄志勇等，液壓鑿巖機性能與檢測，煤炭科 研參考資料， 1991.2ISO2787-1984 回轉式和沖擊式氣動工具性能試 驗.3GB/T5621 2008鑿巖機械與氣動工具 性能試驗方 法.4郭