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沖擊鑿巖是破碎中硬以上巖石的主要工序，在采掘與開挖巖石工程中廣泛應用。在沖擊鑿巖系統中，鑿巖機是完成能量轉換的動力機構，釬桿是動力傳遞機構，釬頭是破碎巖石的工作機構。鑿巖機輸出的能量借助釬桿和釬頭（鑿巖釬具）傳遞給巖石，達到破碎巖石形成炮孔的目的。
鑿巖機的性能好壞是影響鑿巖生產率和成本最關鍵的設備。
液壓鑿巖機與氣動鑿巖機相比，因具有節能、高效、作業條件好等顯著優點，近十幾年來，在國外得到迅速發展，在國內一些礦山也逐步擴大使用。液壓鑿巖機的理論研究在國內外都取得很大進展，但系統論述液壓鑿巖機的理論、設計和應用方面的書籍非常少。
本次設計是針對液壓鑿巖機機構和液壓系統設計，在設計中選擇合理的結構和液壓系統會使液壓鑿巖機的工作性能有很大的改善，效率高等優點。
參數：
沖擊功率：5.5 kw 沖擊頻率：50 Hz 回轉速度：350（r/min） 最大轉矩：175 N.m 沖擊壓力：17 Mpa
YM系列液壓隔膜計量泵，最大流量hL4000，供油壓力25-32Mpa。
XHM11-700擺線馬達，理論排量682ml/r,額定壓力25 Mpa，最高壓力35 Mpa，額定轉矩2667N.m,單位理論轉矩114（N.m/ Mpa）,最大功率175Kw，最高可連續轉速240r/min,馬達重量94kg
液壓鑿巖機的基本機構
液壓鑿巖機主要由沖擊機構、回轉機構、釬尾反彈吸收裝置組成。
2.1 沖擊機構
沖擊機構是沖擊作功的關鍵部件，它由缸體、活塞、換向閥、蓄能器等主要部件和導向與封閉裝置等組成。
在設計沖擊機構前，首先應根據各方面的制造水平和外購件的質量水平等情況，確定采用單面回油前腔常壓油型，還是采用雙面回油型液壓鑿巖機。雙面回油型的主要優點是：活塞形狀最為合理，有利于提高活塞與釬具的壽命，增強破巖效果；排油時間長，回油管中峰值流量較小，減少了回油阻力和壓力脈動；采用較高的壓力油，供油流量較小，可使各方面的尺寸小一些。缺點是：閥和缸體結構復雜、工藝性差、要求加工精度高；回程制動階段前腔可能有吸空現象；采用高壓油需要加強密封。故只有加工設備與技術等個方面能夠保證，此方案才可行。前腔常壓油型的優點是：結構簡單、工藝性好、制造成本低、回程制動階段無吸空現象。缺點是：活塞形狀不如雙面回油型好、排油時間較短、回油管中峰值流量大、回油阻力和壓力波動較大（此缺點可用回油蓄能器來減少其影響）。以上分析可知采用單面回油前腔常壓油型較好。具體設計如下。
2.1.1 活塞
這是沖擊機構的主體。設計的已知參數是沖擊能E=90J和沖擊頻率f=50Hz,由用戶或生產需要而定。需要設定的參數是沖擊末速度mv和供油壓力p。根據我國目前釬尾允許應力計算，mv一般不大于10m/s,國外也不大于12m/s。供油壓力各廠家根據自己的情況，選擇是不同的。有的采用較高壓力，這樣容易在小流量下得到較高的沖擊能，使機器、管路和泵等尺寸小些，但對加工精度和密封要求高。有的采用較低壓力，雖然供油流量大些，但加工與密封要求較低，維修性好。我國目前自己研制的液壓鑿巖機多選擇較低壓力，一般在（10-15）Mpa。本
5 ：次設計中選用mv=9 m/s，P=14Mpa。
因為巖石的破碎是靠應力波傳遞的能量來完成的，故需研究入射波形對鑿入效果的影響。國內外學者在這方面進行了大量的研究，由于活塞的形狀和撞擊面接觸條件不同，所產生的入射波形也各異。一般來說，細長的活塞，入射波幅低 而作用時間長；短粗的活塞，入射波幅高而作用時間短。
活塞形狀與入射波的關 系見圖2-1。圖中所示的活塞重量基本相同，而活塞長度L和活塞直徑1d不同，釬頭直徑2d相同。
根據理論分析和試驗研究，緩和的入射波形比陡起的有較高的鑿入效率。因此，細長活塞比短粗活塞鑿入效率要高。這也是液壓鑿巖機優于氣動鑿巖機的理論根據。
活塞是主要傳遞沖擊能量的零件，由圖2-1可知，其形狀對傳遞能量的破巖效果有較大的影響。從波動力學理論可知，活塞直徑越接近釬尾的直徑越好，且在總長度上直徑變化越小越好。表2-1為氣動和液壓鑿巖機兩種活塞直徑的效果比較。由圖可知，活塞重量只差19%，可是輸出功率則相差一倍，而釬桿內的應力峰值則減少了20%。只從這點出發，可知液壓鑿巖機的活塞斷面變化越小，且細長，是最理想的活塞形狀。
具體設計時應遵守以下原則：1.活塞應為細長形，并減少不必要的斷面變化，以利于提高能量傳遞效率和提高釬具壽命；2.活塞沖擊頭的面積應盡量與釬尾端部的面積相等或接近，并要有一定的錐部長度，以利于沖擊波的傳遞；3.要保證活塞全程及超行程時不致損傷兩端密封結構；4.設計好防空打油墊尺寸及活塞各段的封油長度；5.一般貨代與缸體的配合間隙為0.05-0.08；活塞與支承套的配
項目 氣動活塞 液壓活塞 差值百分比 活塞重量/kg 沖擊末速度/(m/s) 沖擊能/N.m 沖擊頻率/bpm 輸出功率/kw 釬桿中的應力峰值/Mpa 7.9 9.8 379 1648 10 344 9.4 10.0 470 2600 20 278 +19% - +24% +58% +100% -20%
合間隙為0.03-0.05.在加工質量和過濾精度能保證的情況下，間隙可選小一些。
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