低風壓潛孔沖擊器同氣動沖擊鉆一樣,都屬于鑿巖工具,用途廣泛,因為沖擊器的接頭和接頭都是右旋螺紋,所以鉆進工作過程中,應始終保持沖擊器右回旋。開孔時,應采用小的沖擊和推進力,使鉆頭平穩地進入巖層。推進力和鉆具重量匹配是很重要的,推進器的推力必須隨鉆具重量的變化而變化。沖低風壓潛孔沖擊器通常采用的回轉速度一般為15—25rpm,轉速越快,鑿速也就越快,但在堅硬巖石中,轉速應減小,以便保證鉆頭不過分磨損。因為堵塊和空穴都可能導致卡鉆,因此應定期采用沖擊器強吹,定期清洗孔底。在接桿過程中,巖碴和各種雜質會掉進沖擊器中,因此必須蓋好松開的鉆桿螺紋端部,確保鉆桿不粘巖碴和粉塵。沖擊器的合理潤滑永遠不能忽視,否則,會加速沖擊器的磨損甚至造成破壞。
該類低風壓潛孔沖擊器設計有強吹風系統,可以將所有的高壓氣體都用于排渣;設計有調氣塞,可以根據巖石硬度、耐磨性,可鉆性不同調整排渣用氣量,以實現佳的排渣效果,從而達到高鉆進效率;結構簡單,部件少,加上使用耐磨損的部件,沖擊器的工作時間更長;前接頭采用了多頭螺紋與外缸聯接,沖擊器拆卸鉆頭更容易。
換向閥是低風壓潛孔沖擊器的重要組成部分,換向閥閥芯的運動速度和運動時間直接控制活塞運動的頻率,因此對換向閥的要求是:閥芯的響應速度快,過渡時間短,過渡沖擊小,控制能量消耗少。閥芯運動行程越小,換向閥的運動頻率越高,但是閥芯的行程越短,則閥的開口量越小,低風壓潛孔沖擊器油流經過閥口時的壓力損失越大,可見閥芯的運動行程也不能太小。所以,在設計換向閥時,必須在保證閥芯動作快速性的前提下,使換向閥的能量損失小。換向閥的結構參數包括閥芯行程、開口處直徑和推閥油壓作用面積。開口處直徑的確定主要受結構尺寸的限制,油液流經閥口的壓降越小越好,而行程又不能太大,故閥芯直徑越大越好。按這一原則,低風壓潛孔沖擊器應先根據合理的整體結構確定開口處直徑,然后可根據沖擊機構的大瞬時流量平均值確定閥的開口量,以及油道、油槽尺寸。低風壓潛孔沖擊器根據大開口量和密封長度可初步確定閥芯的行程。為了確定推閥油壓作用面積,可先根據開口處直徑、閥芯行程及必要的油槽與密封長度估算閥芯重量,設定閥芯換向時間系數,根據已知的活塞運動時間,求出閥芯的一次運動時間,進而建立力的平衡方程式,求出閥芯兩端的推閥油壓作用面積。本文詳細地討論了低風壓潛孔沖擊器的設計理論及換向閥各個參數的計算內容,討論了各種主要結構參數與液壓沖擊機構輸入參數間的關系以及各種動態影響因素,低風壓潛孔沖擊器得出了主要零部件的設計準則。