防卡钎系统作为液压凿岩机的施工作业的关键技术,其存在的意义就是降低液压凿岩机工作时的出现卡钎工况的频率,保证液压凿岩机处于高效的工作状态,而气动凿岩机由于冲击能小、钻孔速度低一般可以避免卡钎工况的发生。一方面市场上存在的防卡钎系统虽有一定的防卡效果,但由于卡钎工况分为Ⅰ类卡钎工况、Ⅱ类卡钎工况、Ⅲ类卡钎工况,它们分别为溶洞卡钎、缓变卡钎以及裂缝卡钎,防卡钎系统的防卡效果并不全面导致防卡效率不高;另一方面岩石硬度的改变对防卡钎系统的防卡效率产生了很大影响。介绍了凿岩机、防卡钎系统的发展史,分析了防卡钎系统的设计原理,对国内外几种防卡钎系统进行简单的介绍,通过对比分析得出防卡钎系统针对三种卡钎工况时各自的优劣。以液压凿岩系统的回转压力、推进压力以及防卡钎系统的防卡压力为研究对象,建立了它们的力学模型。研究了不同岩石的物理特性对三种压力造成的影响,通过Simulink仿真分析得出岩石的物理特性对防卡钎系统的防卡压力、防卡效率造成的影响,为防卡钎系统的设计指明了方向。针对Ⅰ类卡钎工况设计了一种防卡钎系统,通过重冲击、轻冲击之间的切换来预防Ⅰ类卡钎工况;针对Ⅱ、Ⅲ类卡钎工况设计了另一种防卡钎系统,通过推进压力的降低、推进机构的换向预防Ⅱ、Ⅲ类卡钎工况。根据液压凿岩系统工作参数对系统元件进行选型并对防卡阀的结构参数以及调压弹簧进行了设计。依据回转压力的不同对阀的动作压力进行了设定,对防卡阀的运动状态方程进行了仿真与分析,对防卡阀的参数进行了优化。通过AMESim软件对阻尼孔的等效直径进行改进使防卡阀保持稳定的工作状态,对节流阀的不同的等效直径进行仿真分析,优化了液压凿岩机的轻冲击、重冲击工作状态以及获得最优推进速度,对两种防卡钎系统进行了建模与仿真分析获得了三种卡钎工卡况下系统的响应结果,验证了所设计的防卡钎系统具有可靠的防卡效率。搭建了防卡钎系统以及设计了测试系统,通过对采集到的实验数据进行分析得出所设计的防卡钎系统具有良好的防卡效果。