钻机、钻车与台车名称辨析

2015-07-11马威周志鸿马飞耿晓光

凿岩机械气动工具 2015年4期

马威，周志鸿，马飞，耿晓光

（北京科技大学机械学院，北京 100083）

1 产品名称辨析的必要

在土石方工程、隧道工程与矿山机械行业内，经常出现“钻机”、“钻车”与“台车”这些名称，同一个产品，例如潜孔钻孔设备，大多数人称为“钻机”[1，2，3，4]，也有人称“钻车”[5，6，7]；顶锤式凿岩设备，有人称为“凿岩台车”，也有人称为“钻车”，还有人称“钻机”，各行其是，很不统一。

产品名称使用的混乱状态，不利于社会商品统计管理，也不利于技术交流与商业交流，不利于计算机名词搜索，更不利于开展产品的电子商务。

孔子曰 “名不正则言不顺，言不顺则事不利”《论语·子路》。 “正名”是社会交流的需要，也是社会发展的必然趋势。本文对“钻机”、“钻车”与“台车”的含义与使用范围进行探讨，供生产者、销售者、使用者、行业管理者参考，不当之处，欢迎读者讨论和指正，以期逐步规范产品的名称，使得每一类钻孔机械产品只有一个正式的书面名称。

2 钻孔原理

2.1 冲击式钻孔原理

冲击式原理适用于中硬以上岩石中钻孔，采用冲击式方法钻孔的设备有气动凿岩机、液压凿岩机、潜孔钻机、钢绳冲击式钻机等[8]。冲击式钻孔又可以分为2 种方式：潜孔式钻孔与顶锤式钻孔。

2.1.1 潜孔式钻孔原理

潜孔冲击式钻孔原理见图1，潜孔式钻孔是把产生冲击作用的冲击器安装在钻杆的底部，直接冲击钻头，进行钻孔的方式。

图1 潜孔冲击式钻孔原理

2.1.2 顶锤冲击式钻孔原理

顶锤冲击式钻孔原理见图2，顶锤式钻孔是把产生冲击作用的凿岩机安装在钻杆的顶部，直接冲击钻杆，冲击能量通过钻杆传递到钻头，进行钻孔的方式。

图2 顶锤冲击式钻孔原理

2.2 切削式钻孔原理

切削钻孔原理见图3，切削式原理适用在土壤或软岩中钻孔，采用切削式方法钻孔的设备有切削钻机，旋挖钻机，煤电钻，煤矿锚杆钻机等。因为切削作用主要靠旋转扭矩产生，故也称为旋转切削钻孔。

图3 旋转切削式钻孔原理

2.3 碾压钻孔原理

碾压原理适用于中硬以下岩石钻孔，牙轮钻机是应用碾压原理钻孔的，牙轮钻头钻孔过程如图4 所示。钻机通过钻杆连接着牙轮钻头，并通过钻杆加压使钻头与岩石接触。同时，在钻杆的旋转动作下，使钻头上带柱齿的牙轮滚动，通过与岩石接触的柱齿，传递振动冲击和压入力，使岩石破碎。此种钻孔方式是把振动冲击压碎作用和剪切碾碎作用相结合，所以称为碾压钻孔，因为牙轮在岩石上滚动，也可以称为滚压钻孔。煤矿掘进机、隧道掘进机都应用碾压破碎岩石的原理。

2.4 振动式钻进原理

图4 牙轮碾压式钻孔原理

振动式钻进原理见图5，振动式钻进适用在土壤或软岩中钻进，采用振动式方法钻进的设备有声波钻机、超声波凿岩机等。

图5 声波振动钻进原理

2.5 多种原理的联合作用

冲击式、切削式、碾压式与振动式方法是在岩石或土壤中钻孔的4 种基本方式。实际钻孔设备一般都是几种原理的联合作用。例如液压凿岩机钻孔以冲击作用为主，辅以切削作用。声波钻机是以振动作用为主，振动、旋转切削和碾压原理的联合作用钻孔。

3 钻孔、穿孔与凿岩的区别

3.1 钻孔

无论是土方石方工程，还是隧道和矿山开挖工程；也无论是冲击式还是切削式还是振动式，只要是打孔作业，都可以称为钻孔。

3.2 穿孔

在露天矿山和地下矿山的岩石开挖作业中，也可以将钻孔称为穿孔[9]。

3.3 凿岩

冲击式钻孔和以冲击作用为主的钻孔作业，可以称为凿岩。采用其他钻孔原理的设备，如切削式与振动式等钻孔作业，不能称为凿岩。

4 潜孔冲击器、凿岩机与动力头的定义

4.1 潜孔冲击器的定义

顾名思义，采用潜孔冲击式原理进行钻孔的器具称为潜孔冲击器。潜孔冲击器简称为冲击器，英文为“down the hole hammer”，因此也称为潜孔锤。GB/T 6247 把潜孔冲击器定义为“装在钻杆前端，潜入孔底进行凿岩的器具”，完全准确。

4.2 凿岩机的定义

采用顶锤冲击式原理进行钻孔的机具称为凿岩机。凿岩机分为气动凿岩机和液压凿岩机；又可以分为手持式凿岩机、支腿式凿岩机、导轨式凿岩机等。

GB/T 6247 把凿岩机定义为 “具有冲击和回转机构用于钻凿岩孔的机器”，大体正确，但是不够准确。有以下三点可商榷：

（1）不应称为机器，应称为器具或机具，因为凿岩机结构组成相对简单，没有动力部分，需要从外界输入液压动力或气压动力。

（2）应强调以冲击作用为主，回转切削作用为辅。以回转切削为主，冲击作用为辅进行钻孔的机具一般都称为动力头，不能称为凿岩机。

（3）没有指出，凿岩机只能应用于顶锤式钻孔。潜孔冲击器虽然是冲击钻孔，但是不能称为凿岩机。

4.3 动力头的定义

输出扭矩与转速的机具称为动力头，动力头的体积、重量、输出扭矩、功率都远大于凿岩机。动力头一般用于旋挖钻机、管棚钻机、锚杆钻机的钻孔作业。

5 钻机、钻车与台车的定义

5.1 钻机的定义

钻机的内涵最为广泛，泛指所有钻孔设备。凡能在土壤或岩石中钻孔的设备都可以称为钻机，不论是冲击式、切削式、碾压式、振动式或联合式钻孔，也不论是移动式钻孔设备，还是固定式钻孔设备，如石油钻机、地质取芯钻机等等，都可以称为钻机。

GB/T 6247 把钻机定义为 “主要靠回转机构进行钻岩孔的机器”，将钻机的内涵大大缩小了，这样就将潜孔冲击式与顶锤冲击式钻孔设备都排除在钻机之外了。这与我国实际情况不符。我国大多数厂家与用户，将潜孔冲击式钻孔设备称为潜孔钻机。我国著名的“钻机之乡”——张家口宣化区主要生产潜孔冲击式钻机。建议在GB/T 6247 修订时予以修改。

5.2 钻车的定义

GB/T 6247 把钻车定义为 “供凿岩机钻凿岩孔的车”。按照此定义，只有采用顶锤冲击式凿岩钻孔的车才可以称为钻车，潜孔钻孔设备不能称为潜孔钻车。这和 GB/T 1590 发生矛盾，GB/T 1590 在钻车的类别中，含有露天潜孔钻车、露天中压潜孔钻车、露天高压潜孔钻车与露天液压潜孔钻车等多个产品名称[10]。

将“钻车”定义为“车”，未必妥当。在 GB/T 6104-2005/ISO 5053：1987，机动工业车辆的分类中，包含搬运车、牵引车、推顶车、堆垛车和叉车等等，但不含钻车这一类[11]。

英文有“drill rig”、“drill Jumbo”等词汇表示钻孔设备[12，13]，并没有“车辆” 的含义，表示车辆的英文词汇有“vehicle”、“car”、“truck”等。在国际上，也很少见到用“vehicle”来表述自行式钻孔设备的相关报道。

“rig”有“钻机、钻架、钻塔、台”的含义，在英语中泛指一切钻机。

“Jumbo”有“庞然大物”的含义，相对于手持式凿岩机和支腿式凿岩机，单臂、双臂和三臂凿岩台车当然是庞然大物了，所以“Jumbo”可译为凿岩台车。

“wagon”本意是“四轮马车”，也指货车或火车的车厢。后来，Wagon 演变成一种轿车车型的代称。在目前的国外钻机公司英语资料中，几乎见不到用“wagon”表示钻机。

建议将行驶速度较快的自行式钻孔设备定义为钻车，比如行驶速度大于30 km/h 钻孔设备称为钻车，例如汽车改装的钻机，可以称为钻车。