[科普中国]-稳杆器

简介

牙轮钻机是以牙轮钻头、稳杆器、牙轮钻杆及补偿杆组装成一体作为穿孔器具，并采用压气排渣的自行式钻孔机械。稳杆器的功能是将牙轮钻头未来得及凿碎的矿石进一歩压碎，并将孔壁进一歩压实与扩充，保证孔径与钻头一样大，避免钻杆被岩渣掩埋。目前使用的牙轮钻稳杆器均为滑块式，是在一根短钻杆上焊上耐磨块，再在耐磨块上堆焊一些硬质合金，使其外径达到钻头外径尺寸。滑块式稳杆器稳杆效果差，当穿凿炮孔时，其外径与孔壁作纯滑动摩擦，给钻杆添加很大扭矩，给钻机增加较大动力负荷，而且其外径很快磨损，尺寸变小，只好更换新的稳杆器1。

结构稳杆器是牙轮钻机工作机构的关键部件，其质量的优劣直接影响着穿孔效率，也影响着牙轮钻杆的穿孔寿命及牙轮钻机的输出动力，为此根据三牙轮钻头的工作原理，研制了一种滚轮式稳杆器，主要由杆体、滚轮轴、滚轮及硬质合金齿组成。由于制造工艺的原因，稳杆器的杆体由左半部、右半部和接头等 3 部分焊接而成，其材料全部选用 35CrMo，并经过调质 (260～300 HB) 和深层软氮化处理。硬质合金齿选用 YG8C，滚轮轴在工作时不转动，与杆体紧配合，滚轮绕其转动，这样就不断变换摩擦工作面，使得滚轮及其硬质合金齿均匀磨损，延长其穿孔寿命2。

工作原理该稳杆器变滑动摩擦为滚动摩擦，减少了摩擦阻力，延长了牙轮钻具的穿孔寿命。滚轮式稳杆器工作时靠3个滚轮在孔壁上滚动来扩充压实炮孔。当钻机给钻头施加回转力矩和轴向压力时，其滚轮沿钻头相反方向在孔壁上滚动，从而使滚轮上的柱齿凿碎、压入、剪切和刮削钻头未来得及凿碎的岩石，达到稳定和保护钻杆的目的。

使用效果滚轮式稳杆器自投产以来，在一些大型露天矿山采掘穿孔中得到广泛应用，取得了良好的经济效益。如某特大型矿山，滑块式稳杆器穿孔平均寿命为6 000～7 000 m/ 个，而滚轮式稳杆器平均穿孔寿命为13 3 61 m/ 个，约为滑块式稳杆器的 2 倍，而且滚轮式稳杆器工作扭矩比滑块式稳杆器大为减少，使得整台钻机动力负荷显著下降，优化了钻机功率的使用，使钻杆的穿孔寿命有大幅度提高，节省了更换钻具的时间，提高了实际穿孔效率3。