对新型便携式混凝土钻孔机的设计及关键部件的探讨

石荣泰

摘要：随着国家的快速发展，对于基础设施的推进也愈加的全面。为充分发挥混凝土钻孔机在建设中的作用，降低人工使用难度，提高工人的工作效率，本文通过新时期对混凝土钻孔机的要求进行分析，详细探讨了新型便携式钻井机设计与关键部位，包括进给运动、传动装置、钻头设备以及冷却装置四个方面，希望能为读者提供一些帮助。

关键词：混凝土;钻孔机;新型设计

引言：就目前而言，我国的混凝土钻孔机较为笨重，在进行钻孔时会导致工作程度不稳定，完全依靠工人的经验，增加工人的工作强度，影响施工效率。由于对钻孔机的使用不规范，造成混凝土钻孔机在使用过程中故障频发，严重影响钻孔机的使用年限。

一、混凝土钻孔机的工作要求

混凝土钻孔机普遍应用于建筑行业或公路建设，由于人们对产品运行要求的不断提高，对混凝土钻孔机的工作要求，也应发生变化。在使用混凝土钻孔机时，其应具有安全系數高，工作时效长，便捷省力的特性。传统混凝土钻孔机在使用过程中，主要依靠人力运行，通过人工定位对混凝土进行打孔处理，对人工技术要求较为严格。新型混凝土钻孔机，在运行过程中，对使用人员操作技能无具体限制，方便工人快速使用。目前国内的便携式钻孔机较为笨重，工作过程中经常出现机架晃动、移动、偏斜等情况引发机器故障。新型便携式混凝土钻孔机，要增加钻头的锋利程度，在保证钻孔机的工作性能的前提下，能够便捷操作，节省工人的力气。在进行墙面操作时，钻孔机要降低自身的阻力，将国内现有的支架式钻孔机与便携式钻孔机相结合，方便在带有倾斜度的混凝土墙面进行作业[1]。

二、新型便携式钻孔机设计及关键部位的探讨

（一）进给运动机械选择

当前，国内有三种常见的进给方式，包括丝杆进给、齿轮齿条、导轨进给。导轨进给装置具有精确度高、摩擦阻力小、运行平稳、耐磨性高等优势，但由于其造价过高，对混凝土打孔时减震性较差，不符合新型便携式钻孔机低价格的优势。

齿轮齿条的承载力较大，抗压能力强、传动精准性高，但其所占空间较大，不利于便携式钻孔机的应用。

新型便携式混凝土钻孔机的进给方式选择丝杆进给，主要原因是由于丝杆是目前较为先进的进给方式，不同于导轨装置的高价格与齿轮齿条装置的大空间要求，选择丝杆进给的滚动摩擦机构，能降低运行过程的摩擦力，噪音低，能提高传动效果，使用年限较长，有利于便携式钻孔机的使用，如图1所示。

进给系统是混凝土钻孔机的关键部位，在进行内部装置安装时，将丝杆放置在套筒内，丝杆的螺母套在套筒的外侧。通过对丝杆螺母的旋转，推动套筒整体向前移动，使丝杆进给产生运动。进行此类安装装置，能提高新型便携式混凝土钻孔机的工作效率，省时省力的控制运行速度，使施工人员达到想要的施工效果。

（二）传动装置方案设计

首先，在进行传动装置选择时，要选择符合便携式钻孔机应用形式的传动设计，在进行动力源的选择上，由于目前而言国内常用的动力源分为内燃机驱动与电动机驱动。一方面，内燃机作为动力源能为钻孔机提供更强大的动能，提高钻孔机的工作效率。另一方面，在内燃机的使用过程中，内燃机的动力驱动不稳定，需要携带大量的燃油，并且在工作过程中释放大量的废气，影响工作人员的工作安全，不符合便携式钻孔机的运行要求。相较而言，电动机体积小、构造简单、无污染、可进行功率调节，符合便携式钻孔机的设计理念。

其次，在制定传动方案时，由于电动机在进行高速运转时，需要安装减速装置驱动钻头的运行。减速装置的关键零件是齿轮，选择合适的齿轮，有利于减少传动装置的磨损，提高便携式钻孔机的应用效果。常见的齿轮有两种，分为直齿轮与斜齿轮，根据传动效果又分为开式齿轮传动与闭式齿轮传动。在进行齿轮的选择上，选择斜齿轮作为减速装置的重要零件，斜齿轮的咬合性较强，面对高速运行的设备，具有极高的承载能力。便携式钻孔机在装备传动装置时，应选择闭合式传动，有利于增强传动系统的寿命，降低磨损率。

最后，为保证新型混凝土钻孔机的便携性，在进行传动装置的选择上，要具有结构简单、成本低、高效率等特点，还需与进给装置相符合，保证钻孔机的运行。

（三）钻头设备的选择

混凝土是以水泥、砂石加水进行搅拌，形成的人造材料。其广泛应用于建筑行业、公路建设等行业，具有高硬度、防震性与耐久性等特点。进行便携式钻孔机的设计时，根据混凝土的特性，进行钻头的选取。为满足便携式钻孔机的工作要求，在进行钻头的选取上，可以选择金刚石薄壁钻头。主要由于金刚石薄壁钻头的主要材料为铸造碳化钨和金刚石复合片，相较于刮刀钻头与牙轮钻头，金刚石薄片钻头的切削刃处于筒壁的最前端，导致金刚石钻头在高速运转的过程中，受到的阻力较小。金刚石的坚硬程度导致其具有强攻击性，有利于提高运转速度，增强耐磨性，延长钻头的使用寿命。金刚石薄壁钻头与普通的钻头不同，其直径较大，但钻头的筒壁极薄，在进行安装时，要对其安装结构进行精密的计算，保证钻头的平稳运行。

（四）冷却装置设计

便携式钻孔机在对混凝土进行切割工作时，由于长时间的高速运转，可能会导致钻头出现高温现象，造成由于机器过热，引发的金刚石薄壁钻头上的金刚石脱落，使机器不能正常运转，极其影响钻孔机的使用寿命。在进行便携式混凝土钻孔机的冷却装置设计时，要选择既能快速降温，又能保证钻孔机的体积不会发生扩大的冷却方式，例如，通过水冷却方式，进行钻头冷却。水冷却方式不同于风冷却方式，在进行风冷使用时，由于并未装备集尘装置，容易扬起混凝土粉末，影响周围环境。水冷则可以在不影响便携式钻孔机的体积情况下，快速冷却钻头，但在使用后需快速清理钻头，减少钻头工作时产生的阻力，防止影响钻孔机的工作效率[2]。

三、结论

综上所述，混凝土钻孔机是在混凝土应用中，不可或缺的设备。通过传统混凝土钻孔机存在的问题，对新型钻孔机提出新要求。通过对进给装置、冷却装置、钻头设备、传动装置四个方面进行方案设计，打造更加方便省力，容易携带，方便操作的新型便携式混凝土钻孔机，以实现进行全方位的作业的能力。

参考文献：

[1]叶尔那·胡沙音.探讨便携式钻机在绿色勘查中的应用[J].世界有色金属，2019，No.539（23）：268-269.

[2]郭欢.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].四川水泥，2020，No.281（01）：46-46.

作者单位：广西宏发重工机械有限公司