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液压劈裂机是以动力站产生的高压液压油为能量源,通过油管输送到各个劈裂机(又名劈裂枪、分裂机)的油缸管,控制劈裂机内的活塞杆的推动伸缩,并巧妙的应用了楔器原理,使劈石作用力达到几百吨甚至上千吨,任何物体都有其自身的特点,岩石和混凝土具有 高的外部抗压强度,而从内部向外的抗拉强度却很小,其抗压与抗拉强度液压分具有100:2--10的差异CM05,处于脆性状态。
劈裂机是由劈裂和动力站两个主要部件组成的用来劈裂、开采岩石的矿山机械设备。近几年劈裂机发展很迅速,已经投入使用的劈裂机主要是液压式劈裂机和气压式劈裂机两种。
目前,国内在劈裂机的应用上存在很多不足之处,大部分矿区都还没有实现自动化开采,为了降低成本,多采用价格低廉的风钻结合铁锤打击钳子的方式进行开采,在开采过程中非常不安全。近年来,随着我国劳动力成本一路飙涨,矿区没法承受因劳动力成本增加而导致的利润严重下滑,因此矿区急需、自动化的岩石开采设备以降低劳动力成本。
劈裂机的工作原理
由液压站供给60Mpa的压力油到劈裂枪上,劈裂枪可产生几十吨的F推力,推动契片向两边扩张,扩张力P可达几百吨,从而使物体从内部劈裂而分离开, 我们以开采花岗石为例讲述劈裂机的使用过程。
我们先看看炸药爆破开采过程:
在所要开采的石料面上每隔0.5米的距离打一孔,然后放入炸药爆破,使石料从山体上分离下来。
要在岩石垂直和水平方向上打许多孔,如开采一块长10米宽6米高6米的石料,要打¢40的孔累计长度共310米以上。经炸药爆破后得的石料往往都是碎成很多块,使石料的利用率不足30%。即炸药爆破开采的石料是费工、费时,还造成资源的浪费。
如采用劈裂机开采,只要在所要开采的石料面上开几个孔和一些槽,然后用劈裂机劈下石料。如同样开采长10米、宽6米、高6米的石料, 只需打10个孔,累计长度共60米。然后用片锯在两孔之间开一条深150毫米宽5毫米的槽,累计长度约25米(注:不开槽也可以,但分裂面平整度没有开过槽的好)。再用劈裂枪插入孔中劈下石料。用劈裂器从山体上劈开的石料为一整体,平整度误差一般在几个厘米之内。用劈裂机开采与炸药爆破开采的方法相比,劈裂机开采显然是经济的采石方法。
本文简要介绍液压劈裂机的结构、工作原理、操作方法。液压劈裂机的劈裂原理如图2为液压劈裂机的结构组成及工作原理。该机由动力供给系统(泵站)、控制元件、液压管路、液压缸、楔块组件等构成。工作时,泵向系统提供高压油,经控制元件、液压管路而进人液压缸的无杆腔,推动活塞向下运动,通过楔块组件的放大将纵向的推力转化为横向的劈裂力,使矿岩分开。劈劈裂机和尖劈及楔片受力图。如图3-a所示,与液压劈裂机活塞相联的尖劈并不直接劈裂岩石,而是在尖劈两侧还有一对楔形片,即两楔片夹着尖劈组成一个42mm的圆柱体一劈裂机。在预定的岩石分裂线上事先钻若干中42mm的孔,然后将劈裂机分别插人这些孔内,当液压劈裂机通人高压油后即可在上述孔内同时产生劈裂力,致使岩石按预定的位置和方向裂开。当楔形压头受压而侵人岩石时,岩石局部发生粉碎或呈塑性变形而形成袋状或球状核,通常称之为密实核。
压头在压人岩石过程中,侵人深度不会随载荷增加而均衡增加,只是当其达到某一临界值时,便发生跃进式破碎现象。这时,密实核旁侧的岩石出现崩碎,载荷暂时下跌,压头继续侵人到一个新的深度。载荷再度上升,侵人和载荷又恢复到某种比例关系。如此循环,直至岩石破裂。整个过程的载荷一一侵深曲线呈波浪形。越是脆性岩石,跃进式侵人特点越明显,塑性材料则较缓和。载荷一侵深曲线各上升段的斜率大致相同,即增加单位载荷所增加的侵深近于常数。曲线下降部分的情况与岩石及加载机构的刚性有关。
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