微孔开挖钻芯机的设计_技术研究_E网燃气（燃规在线）

摘要

摘要：介绍了微孔开挖钻芯机的工作原理，进行了微孔开挖钻芯机的设计，介绍了钻芯机各部件的功能。关键词：钻芯机；微孔开挖；工作原理；设计Design of Coring Machine for Small-hole Ex

摘要：介绍了微孔开挖钻芯机的工作原理，进行了微孔开挖钻芯机的设计，介绍了钻芯机各部件的功能。

关键词：钻芯机；微孔开挖；工作原理；设计

Design of Coring Machine for Small-hole Excavation

XU Xiao，XU Juncheng，LI Long，ZENG Jing，LI Yingjie

Abstract：The working principle of coring machine for small-hole excavation is introduced.The design of coring machine for small-hole excavation is performed.The functions of its main parts are also introduced.

Key words：coring machine；mall-hole excavation；working principle；design

1 概述

钻芯机是一种非开挖设备，也是微孔开挖修复系统中的主要设备，其主要功能是在混凝土路面或沥青路面上，向下旋转切割钻出一个直径不大于600mm的圆孔(圆柱形芯块可以取出)，以便对埋在正下方的管道进行施工^[1～2]。

2 工作原理

钻芯机是以表镶金刚石切割筒式高性能钻头旋转切割钻进的机械，工作原理见图1。机体通过轴的传递给切割筒式钻头施加一定的压力和扭矩，钻头旋转向下切割路面，使路面出现一个圆形切割缝和圆柱形芯块，钻到底后将芯块提取出来，便可对埋在正下方的管道进行施工。在钻进过程中，以水作为钻头的冷却液，这些水还可以清洗孔底，具有排屑、润滑钻头的作用。

3 钻芯机的设计

钻芯机的结构见图2，主要由动力源、传动机构、进给机构、导向机构、钻头、底座等组成。

钻芯机主要参数：汽油发动机额定功率为12kW，最大钻孔直径为600mm，常用钻孔直径为460～500mm，最大钻孔深度为550mm，钻孔时间为25～30min。

动力源选用汽油发动机，主要考虑到钻芯机在路面工作，机动性比较大，难以找到电源，选择汽油发动机作为动力源经济适用。

传动机构采用V带传动和两级滚子链传动，通过多级减速传动输出，带动筒式钻头旋转切割，传动机构见图3。

进给机构采用丝杠进给传动，是钻芯机进刀和退刀的执行机构，手轮式手动进给和退出，结构简单，控制灵活便捷。

导向机构由4根导柱和滑套组成，4根导柱分别通过螺栓与底座及上固定板连接，构成钻芯机的机架。采用这种机架结构简单，承受力大，在钻芯机工作时，4根导柱的导向精确，进给平稳。滑套则安装在中间滑板上，中间滑板随着滑套沿着4根导柱通过进给机构控制上下移动，同时动力源、传动机构也都随着中间滑板上下滑动，实现钻芯机的钻头向下切割进给。

钻头为表镶金刚石切割筒式高性能钻头，是钻芯机直接切割混凝土芯块的刀具。切割钻进混凝土的效率、钻进速度及钻头寿命，在很大程度上与钻头结构形式及材料状况有关，因此钻头设计非常重要。从钻芯机工作时的受力情况来看，钻头承受着很大的轴向载荷及摩擦力，因此，要求钻头体有较高的表面硬度、较好的耐磨性及足够的刚度，不易发生变形，按此要求设计的钻头见图4，其中，钻头块含金刚石和胎体。