電動鑿巖機是一種能夠產生大沖擊能量并具備連續或間隙轉動轉釬機構的電動工具，主要用于石方施工中的炮眼鉆鑿作業。
特點
電動鑿巖機作為采礦業的重要機械設備之一，對其研發具有重要意義。相較于常見的液壓式和氣動式鑿巖機，電動鑿巖機在能源利用效率上有顯著優勢，可達50%至60%，而液壓鑿巖機通常為25%至35%，氣動鑿巖機則僅達10%。此外，電動鑿巖機噪音低，工作面空氣質量佳，且無廢氣排放，維護和管理便捷，尤其適合于設備簡單的中小礦山。然而，現有的電動鑿巖機在鉆速上表現不佳，尤其是在硬巖條件下，其轉速僅為氣動鑿巖機的一半左右，這限制了其推廣應用。這一問題的主要原因在于現有電動鑿巖機普遍使用交流工頻電源，無法根據工作條件變化調整輸出扭矩和轉速，導致工作效率低下。
研究現狀
國際上，電動鑿巖機的研究成果主要包括意大利Pinass公司的P60和P70型號以及未定型的電磁鑿巖機。這些機型雖然功能強大，但體積龐大、結構復雜、價格昂貴，升級困難。在國內，武漢鑫文豐機械有限公司開發了多種電動鑿巖機型號，如YDT30A型、YDT30型多功能電動鑿巖機組、YDT30A型、YDTJ1型機動鑿巖車、YDT26型電液鑿巖機組等。針對電動鑿巖機的改進，研究者提出了兩種思路：一是改進電動鑿巖機的部件和結構，采用變頻電動機，并優化相關設計；二是研發適用于中小型電動鑿巖機的變頻電源。
設計
整體結構設計
變頻電動鑿巖機的整體結構包括機體、變頻電動機、釬桿等部分，其輸入電源采用了新設計的變頻電源。在實際工作中，可根據工作對象的性質，通過軟件計算頻率調節信號，經輔助電源驅動處理器，輸入頻率調節信號到DSP處理器，從而控制主電源輸出特定頻率和電壓的電信號，驅動變頻電動機運轉，輸出所需的轉矩和轉速。通過調整電動機電源頻率，可調整電機轉速，從而使曲柄連桿機構的錘頭沖擊鋼釬的頻率可調，操作人員可通過不斷調整沖擊頻率提高鑿巖效率。
變頻電機選擇
為了充分發揮變頻調速的優勢，本設計將原有的1350W小型異步電動機替換為1.5KW的變頻電機，具體選用的是YVP系列變頻調速異步電動機。該電機具有較高的絕緣等級和防護等級，可配備多種傳感器裝置，并能適應各種變頻電源的高頻沖擊，保持電機在高低速下的優良工作特性。其主要參數如下：
- 額定功率：1.5kW
- 額定轉矩：4.7N·m
- 額定電流：4.3A
- 額定電壓：220/380V
變頻電源設計
本設計采用的單相變頻電源，要求額定輸出功率不低于5kW，輸出電壓范圍為220至380V，輸出頻率可在20至400Hz之間調節。核心器件選擇了美國TI公司的16位定點DSP TMS320-LF2407A，集成有編碼器信號采集和處理電路、D/A輸出電路、擴展存儲器電路等。基于TMS320LF2407A構建的硬件系統，實現了16kHz載波頻段的靜音運行，輸出諧波含量小。通過輔助電源驅動處理器，實現頻率調節信號的輸入，DSP處理器控制主電源輸出頻率，輸出變頻電壓信號驅動電機設備。還可以根據需求添加顯示設備，將調節信號頻率顯示在液晶屏幕上。
性能改進實驗
經過理論計算、模擬仿真和樣品制作后，該變頻調速電動鑿巖機在湘西同力機械公司、武陵電化總廠金屬包裝廠進行了多次實驗。結果顯示，使用所設計的變頻電源驅動改進后的電動鑿巖機時，能夠在不同頻率和負載下基本實現轉速和轉矩的實時控制，表現出良好的工作穩定性和抗干擾能力。與原型機相比，轉孔速度提高了10%以上。
使用技術
安全檢查
在使用電動鑿巖機之前，應對機械部分進行全面檢查，確保無松動和異常情況，電動機絕緣良好，接線正確可靠，方可通電。
維護保養
各傳動機構的摩擦面應保持充分潤滑，并定期更換潤滑油。
鉆孔操作
鉆孔前，應先空載檢查鉆桿的旋轉方向，然后連接鉆頭、鉆桿和水管。開始鉆孔時，應輕放離合器，待鉆頭全部進入巖層后再緊上離合器；停止鉆孔時，應先松開離合器，等待鉆頭全部退出孔后再關閉機器，并將離合器置于中間位置。
參考資料 >
鑿巖機.中國建設機械職業教育網.2024-10-29
電動鑿巖機.電動鑿巖機.2024-10-29
電動鑿巖機行業市場全景分析2024.中研網.2024-10-29