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河北華利機械配件有限公司

氣腿式鑿岩機手柄結構的評估

2013/7/19 15:15:42

 

  鑿岩工長期操縱氣腿式鑿岩機易患手臂振顫症,從而降低工作效率和增加經濟損失。因此,科學研究工作者正在設計和試驗改進鑿岩機手柄,以期盡量減小手臂振動。

    由加拿大采礦工業研究組織贊助的一項研究計劃正在進行,以確定用包覆合成橡膠的手柄代替標准鋼手柄的效果。在這項研究中,開發出了評估鑿岩機手柄的標准振動測量技術。現在已能測定出氣腿式鑿岩機傳遞給手臂的振動強度,且新設計的手柄相對于標准設計所減少的振動強度也已測定出來。

    在這項研究中,用兩種包覆合成橡膠的手柄以確定其取代標准鋼手柄的效果。一是用剛度較大的合成橡膠制成的手柄(杜羅硬度計硬度爲70),稱爲塑料手柄;另一種是用柔性較大的合成橡膠制成的手柄(杜羅硬度計硬度爲65),稱爲橡膠手柄。

  試驗結果表明,塑料手柄和橡膠手柄界面上的總加速度水平分別比鋼手柄低60%67%。這主要是在500Hz以上頻率範圍內測定的,隨著頻率的加大,性能還會有所提高。由鑿岩工對這類減振手柄的定性評估表明,操作橡膠手柄比鋼手柄要舒適得多。

    試驗的橡膠手柄系采用HD Dampcd Elastomer材料制成的,其杜羅計硬度爲56,直徑爲41. 3mm,並配用摩拖車把手,可以控制風壓,這種由扭動手柄進行風壓控制的方式不同于鋼手柄的裝于手柄一端的小輪控制方式。

  試驗的礦山是克林山鎳礦、奧納平礦、基德裏克礦、斯特拉斯康納礦和奧皮半斯卡礦。試驗期爲6個月。試驗中對橡膠手柄和鋼手柄的振動采用同一種測定技術測定,還記錄了操作者感受和意見。

  試驗的方法是用有若兩種手柄的鑿岩機在不同岩層中分別鑽鑿一系列長度不同(1. 2ml. 4m)的鑽孔。只用十字形鑽頭,所用壓風壓力及供水壓力均爲礦山的標准值,分別爲620kPa414kPa,還測定記錄了孔的深度和氣腿的角度以及操作者的手臂位置和把持狀況。操作者一律不戴手套。

    直接記錄時,由磁帶記錄器確定的測定系統的頻率爲508000Hz左右,而用信頻器記錄時則定爲起點至900Hz。全部數據都由磁帶錄制下來供以後進行試驗室分析。就每種試驗條件而言,大約45秒記錄一次加速度,因爲在每次試驗中只有兩個頻道用于數據記錄和只用兩個加速度計進行記錄,因此必須經常重新配置測量設備和進行多次試驗以獲得所需的三個方位上的數據。在振動強度檢測中,必須要完成6個方位數據的組合測定。

  振動測量記錄儀記錄的振動數據,按國際標准IS05349-1986(E)似分貝作爲加速度單位和以赫芝作爲頻率單位。

  1列出了鋼手柄和橡膠手柄現場試驗中所測總振動強度的平均結果。這些數據分別來自5個礦山、85次單獨試驗和從初始安裝手柄到6個月後的試驗結果。表2彙總了用橡膠手柄取代鋼手柄時總振動強度的平均相對減少值。

    在頻率爲02000Hz08000Hz範圍內獲得窄頻帶頻譜。所有頻譜均爲400線分辯,並已用5個集合加以平均。

  就總振動強度而言,橡膠手柄介面上的總振動強度大爲減低。在高頻範圍內,每個座標方位上總振動強度降低lOdB,這表明傳遞到手臂上的振動強度降低67%。在低頻範圍內,振動強度降低5dB,但在y座標方位上降低lOdB,這證明,橡膠手柄的效果好主要在于降低高頻振動。

    6個月後的測量結果與初始測量結果在性能上無明顯變化,如果說有變化的話,只是性能稍有提高,盡管這在統計上沒有多大意義。

  對窄頻道頻率分析的評估表明,橡膠手柄總振動強度的降低主要是高頻振動強度分量的降低所致。總的說來,加速度分量的大幅度降低主要是在500Hz以上範圍內。 

鑿岩工對橡膠手柄的定性評估認爲,操作中比鋼手柄要舒適許多,但試驗並未表明橡膠手柄的絕對優勢,在結構上還要作許多改進。

    用摩托車把手控制氣腿風匝的作法已被采納,而且要優于標准拇輪控制方式。各礦山都反應手柄很滑,爲確保操作安全應當覆以防滑材料,且應當裝一端蓋以減少手的扭動。

    同時發現在手柄和風水管接頭處存有間隙,手柄太長易挾住手指,空氣口應向下排氣,以免對著操作工排氣。總的說來,手柄太大,其大端應削成錐形,以便在開眼時手與鑿岩機軸線對齊。同時由于手柄直徑太大,開眼很困難。橡膠手柄的尺寸和結構應與鋼手柄相同。

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