[铁甲工程机械网原创] 牙轮钻机是应用于大型露天矿山的一种钻孔设备,具有钻孔孔径大、穿孔效率高等优点,半个多世纪以来得到了广泛的应用。可以说,现代矿山的高效运行,牙轮钻机是关键的一环。
1909年休斯公司发明了牙轮钻
修建巴拿马运河时钻机已得到广泛应用
牙轮钻机钻孔时,依靠加压、回转机构通过钻杆,对钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩,牙轮钻头在岩石上同时钻进和回转,对岩石产生静压力和冲击动压力作用。牙轮在孔底滚动中连续地挤压、切削冲击破碎岩石,有一定压力和流量流速的压缩空气经钻杆内腔从钻头喷嘴喷出,将岩渣从孔底沿钻杆和孔壁的环形空间不断地吹至孔外,直至形成所需孔深的钻孔。
1910年的Armstrong钢丝绳冲击钻机
Armstrong 29号钻机(右)
在比塞洛斯收购特雷克斯的矿山部门之前,比塞洛斯就已经是几大牙轮钻机厂商之一。它的钻机业务早在1933年就开始了。当时比塞洛斯的各种挖掘机业务如日中天,但意识到客户同时也需要钻机,于是买下了钻机生产商阿姆斯特朗公司,生产Bucyrus-Armstrong品牌的钻机。
1941年宾夕法尼亚的一个矿山,图片显示11台42-T密集使用
29-T在工作中
虽然气动凿岩技术早已出现,牙轮的概念也不新鲜,但当时主流的大口径钻机还是钢丝绳冲击钻,俗称磕头钻。它是用钢丝绳提起笨重的钻头,然后松开,让钻头靠重力冲击岩石,达到破碎岩石的目的。钢丝绳冲击钻历史悠久,尽管效率不高但简单可靠。为提高效率往往多台密集使用,例如修建巴拿马运河期间使用Star公司的钻机就达到了218台。[!--empirenews.page--]
1952年推出的50-R是第一款实用化的牙轮钻机,共生产了1300多台
早期的牙轮钻头是钢制的(左),现代的都镶嵌了硬质合金(右)
比塞洛斯当时生产W系列的水井钻机和T系列的爆破孔钻机,1939年又增加了L系列的油井钻机。1953年起又增加了喷射穿孔钻机。
40-R在加拿大工作
喷射穿孔钻机(右)
1952年比塞洛斯推出了现代意义上的牙轮钻机R系列,50-R成为第一款获得巨大成功的大口径牙轮钻机。由于牙轮钻机的效率远高于钢丝绳冲击钻,公司逐渐放弃了钢丝绳冲击钻业务,转而投向牙轮钻机,建立了完整的产品线。60年代推出45-R,60-R,和61-R,钻孔直径达到44厘米。
45-R,1966年到1989年共生产了316台
61-R在伊利诺斯州的一座煤矿
此后的几十年间,比塞洛斯牙轮钻机获得了不错的市场份额,比塞洛斯也不断将最新科技应用到R系列牙轮钻机上,1986年推出的49-R是新一代的牙轮钻机,也是新科技的集大成者,成为市场主力。
67-R是比塞洛斯生产过的最大钻机,仅有3台,图为在澳大利亚的67-R
49-R是主力机型
而随着技术和市场的不断不断变化,比塞洛斯也逐渐放弃了水井钻机和油井钻机,喷射穿孔钻机也早已被淘汰。到收购特雷克斯的矿山部门时,比塞洛斯自己的钻机业务全部为牙轮钻机。
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