毕业设计旋挖钻机及变幅机构结构设计

旋挖钻机的基本构造及工作原理结合目前国内市场需求情况，由北京市三一重机有限公司独立研发生产的旋挖钻机于2003年3月1日成功下线，目前已经形成SR280、SR330、SR250、SR220C、SR200C、SR150及SR130C等系列化产品投入市场，稳居市场占有率第一位。

第一节概述SR系列旋挖钻机是北京市三一重机有限公司独立研发的新一代地基基础施工机械产品，在设计和制造上吸取了国内外著名品牌产品的优点，主要性能达到国际同类产品水平。

关键零部件均采用国际知名品牌的产品，确保了整机的高可靠性。

SR系列旋挖钻机可广泛应用于城市高层建筑、铁路、公路、桥梁等桩基础工程的钻孔灌注桩成孔的施工，具有成桩速度快、施工效率高、环保节能等特点，在地基基础行业树立了新的民族品牌。

SR系列旋挖钻机的结构从功能上分，主要包括底盘和工作装置两大部分。

从使用底盘的不同又可分为履带式和汽车底盘式两种规格，SR130、SR150、SR200C、SR220C、SR220R、SR250、SR280R、SR280C、SR350旋挖钻机等皆采用了液压伸缩履带式底盘，而SRC108采用了汽车底盘，使产品具有机动性强、远距离移位便捷的优势。

SR系列旋挖钻机的工作装置主要包括变幅机构、桅杆、主、辅卷扬、动力头、随动架、加压装置、钻杆、钻具等（详见“机械结构章”）。

采用了平行四边形变幅机构、自行起落折叠式桅杆；自动控制监测主机功率、回转定位及安全保护；自动检测、调整钻杆的垂直度；钻孔深度预置和监测等新技术。

彩色显示屏直观显示工作状态参数，整机操纵上采用先导控制、负荷传感，最大限度地提高了操作的方便性、灵敏性和安全舒适性，充分实现了人、机、液、电一体化。

SR系列旋挖钻机所配套的短螺旋钻头、普通钻斗、捞沙钻斗等钻具，可钻进粘土层、沙砾层、卵石层和中风化泥岩等不同地质。

第二节工作原理旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土、卸土,直至钻至设计深度。

毕业设计（论文）任务书函授站（点）成教本部专业年级机电2014秋专本-1（霍州二学历）学生咪任务下达时期：2016年1月6日设计（论文）日期：2016年1月6日至2016年5月20日设计（论文）题目：旋挖钻机液压系统设计设计（论文）专题题目：设计（论文）主要容和要求：主要容本次设计完成了旋挖钻机液压系统的设计及其结构设计，对现有旋挖钻机存在的问题，主要针对动力头马达易坏和变幅油缸开裂的问题进行了分析，并提出了相应的解决办法。

主要从以下几方面介绍：（1）旋挖机介绍及国外发展现状（2）旋挖机存在现有的问题及系统设计（3）液压原件的计算和选型（4）液压系统的结构设计设计要求：独立完成上述设计容，方案论证、计算、分析要正确，结论要合理，说明书条理要清楚，论述充分，文字通顺，符合专业技术要求，图纸完备、正确。

指导教师签字：毕业设计(论文)指导教师评阅书指导教师评语(包含①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）；建议成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学成人教育学院毕业设计(论文)答辩及综合成绩函授站(点) 成教本部专业年级机电机电2014秋专本-1（霍州二学历）摘要旋挖钻机是一种技术含量和机电液集成度高的大口径桩基础工程高端成孔装备，在桩基础工程中扮演着重要的角色。

针对目前国市场上大中型旋挖钻机占据主导地位的现状，为填补市场缺陷，本设计主要是设计一种适合小型旋挖钻机的液压系统。

通过分析旋挖钻机的现有问题，提出了解决动力头马达易坏和变幅油缸联接座开裂等问题的相应办法，并对比了主卷扬的三种常见控制方案，从中提出了综合各自优点的新方案。

本设计完成的主要容包括分析旋挖钻机现有问题并提出解决办法，旋挖钻机液压系统的设计，液压元件计算选型和泵站设计。

关键词: 旋挖钻机; 动力头马达; 变幅油缸; 控制方案; 泵站ABSTRACTRotary drilling rig is a kind of high-tech and electro-hydraulic integration of high-end large diameter pile foundation engineering equipment into a hole, it plays an important role in the pile foundation engineering. For the current situation on the domestic market and medium-sized rotary drilling rig dominant, market imperfections to fill the hydraulic system is designed primarily for small to design a rotary drilling rig. Through analyzing the existing problems of the rotary drilling rig, the paper proposed the corresponding methods to solve the problems of the breaking of the power unit motor and the cracking of the connecting part of the luffing cylinder, pared three usual control schemes of the main winch, and raised a new control scheme which bined their advantages. The main content includes analyzing the existing problems of the rotary drilling rig and raising solutions, design of the hydraulic system of the rotary drilling rig, calculating and selecting the hydraulic ponents, and the design of pumping station.Keywords: rotary drilling rig; power unit motor; luffing cylinder; control scheme; pumping station目录1 绪论11.1旋挖钻机简介11.2旋挖钻机的优点21.3旋挖钻机的发展历史与国研究现状31.4本论文的主要容和意义52旋挖钻机液压系统分析与设计6 2.1旋挖钻机现有问题及其液压系统分析62.2旋挖钻机液压系统的设计63 液压元件计算和选型133.1执行元件的计算和选型133.2泵的计算和选型183.3阀类元件的选型193.4辅助元件及工作介质的选择203.5液压系统主要性能验算224 液压系统的结构设计234.1液压装置结构类型的确定234.2泵站的设计24结束语25参考文献26致271 绪论1.1旋挖钻机简介旋挖钻机是用回转斗、短螺旋钻头或其它作业装置进行干、湿钻进，逐次取土、反复循环作业成孔的机械设备。

摘要旋挖钻机施工工艺在我国是近几年才推广使用的一种较先进的桩基施工工艺。

广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。

本次设计主要对履带式液压旋挖钻机伸缩式履带行走装置分析与设计。

首先通过比较旋挖钻机的两种行走装置方案的特点，确定行走装置方案，其次根据旋挖钻机的行走阻力，确定发动机的功率，再次根据受力情况对行走装置进行结构设计，最后完成其CAD的装配体设计。

本设计中应用了计算机辅助制图软件CAD，减少了设计周期和设计失误，提高了设计效率；从而降低了设计成本，具有可行性。

关键词：伸缩式履带行走架；支撑梁；CAD目录1 绪论 (1)1.1旋挖钻机的介绍 (1)1.2旋挖钻机发展概况 (1)1.3本文所作的工作 (4)2 履带行走架的介绍 (6)2.1履带行走装置的特点 (6)2.2履带行走装置的构造 (6)2.3设计方案的选择 (11)3 履带行走架的设计计算 (12)3.1履带行走装置的设计计算 (12)3.2履带架伸缩梁强度的校核 (17)3.3螺纹连接的强度计算 (18)4 基于PRO/E伸缩式履带行走装置的建模 (22)4.1PRO/E的简介 (22)4.2支撑架的建模 (24)结论 (28)参考文献 (29)1 绪论1.1旋挖钻机的介绍旋挖钻机是一种适合在建筑基础工程中进行成孔作业的施工机械，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、一机多用、机动灵活、施工效率高及环境污染小等特点，能够适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围较广，其工作环境温度一般在－20°C～40°C之间。

配合不同钻具，可适应于干式（短螺旋）、湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）条件下的成孔作业。

对干硬性黏土层采用无稳定液护壁的干式旋挖工法，而一般的覆盖层则采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法，旋挖钻机广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基基础钻孔灌注桩工程。

1.2旋挖钻机发展概况1.2.1 国外发展概况旋挖钻机在二战以前首先在美国卡尔维尔特公司问世，二战之后在欧洲得到发展，欧洲的旋挖钻机首先是意大利土力公司从美国引入安装在载重汽车上和履带式起重机上的钻机，但这种钻机的动力头是固定式的，而且不能自行设置套管且难以适应硬质土层。

1概述1.1旋挖钻机的主要构成部分1.1.1底盘结构底盘组件由加强上车体和可扩展行走部组成。

上车体是钻机的机架，为整机的安装基础。

上车体的中心装有液压系统的“中心回转接头”，将装于上车的液压系统工作油液传递到履带行走机构和履带伸缩机构。

底盘主要包括车架及行走装置。

行走装置则主要包括履带张紧装置、履带总成、驱动轮、承重轮、拖链轮及行走减速机等组成部分。

早期的旋挖钻机由于是起重机外挂装置，因此采用的是起重机底盘或挖掘机底盘，现在也有一些厂家采用挖掘机底盘进行改装。

其他一些厂家的旋挖钻机底盘一般为液压驱动、轨距可调、刚性焊接式车架、履带自行式的结构。

目前国内旋挖钻机的底盘结构大小不一样，履带板宽度范围一般在800～1200mm之间，有些采用挖掘机底盘进行改装，有些采用国外厂家生产的专用旋挖钻机底盘。

在底盘结构形式上也多种多样，有摆动伸缩式，有直接伸缩式，也有一些小型钻机采用非伸缩式底盘。

国内的三一SYR220型旋挖钻机选用德国卡特彼勒330C底盘、内藏式液压可伸缩履带结构，该款履带提供较低的接地比压，提高施工时整机的稳定性和舒适性，且便于施工和运输。

图1.11.底座2.转台总成3.回转支承4.行走机构5.副卷扬总成6.回转钻头7.动力头8.桅杆总成9.钻杆 10.提引起 11.滑轮杆1.1.2发动机系统旋挖钻机的发动机系统一般包括发动机、散热器、空滤器、消音器、燃油箱等。

国外的旋挖钻机一般采用梅赛德斯或卡特彼勒发动机。

国内的旋挖钻机发动机有的选用国内的增压中冷式水冷发动机，也有的选用国内二汽东风康明斯发动机以适应不同客户的需求。

其水散热器、空滤器等附件选用国内配套件，燃油箱自制。

1.1.3变幅机构及钻桅的结构目前国内旋挖钻机的变幅机构一般采用两级变幅油缸，平行四边形连杆机构，上端以及变幅油缸两端具有万向节头便于调整。

钻桅下端有液压垂直支腿，上端有两套轮滑机构，上下两端均可折叠，钻桅左右可调角度为±5，前倾可调整角度为5，后倾可调整角度为15。

毕业设计旋挖钻机及变幅机构结构设计
摘要：
本文介绍了一种旋挖钻机及变幅机构，它具有良好的稳定性，结构简单，占地面积小，操作灵活，能快速将工件精确定位，易于安装和更换幅宽，可进行垂直和水平定位，满足不同尺寸的工件的加工要求。

构造：主
要由原动机、传动机构、滑块机构、驱动机构、连杆机构、定位机构、变
幅机构、挡边机构等组成；可根据实际需要，增加或改变构件，以达到实
现特殊功能的要求。

本文更详细地介绍了每个机构的结构和功能，提出了
它们的优点，给出了有关的计算过程，并以三维数模的形式给出了这种机
构的结构图。

关键词：旋挖钻机；变幅机构；结构设计；定位；机构
1、前言
随着工业自动化程度的提高，工业机器人被广泛应用到各种加工中，
旋挖钻机及变幅机构成为了工业机器人的重要组成部分。

旋挖钻机是指在
工件表面利用插件、镗头和钻头进行不同角度的钻孔、挖槽加工的机械设备；变幅机构是指控制机器人的间距，使机械臂能够以更宽的大范围移动，从而实现不同工件的加工。

本文将介绍一种结构简单、占地面积小、稳定性好、操作灵活的旋挖
钻机及变幅机构。

旋挖钻机施工组织设计
项目背景：
旋挖钻机施工是一种高效且快速的土方工程施工方法，主要用于土壤
钻孔、钢筋灌注桩、连续墙等作业。

本项目是一座多功能综合体建筑施工
工程，涉及到基坑开挖、地下管道敷设等工作，因此需要进行旋挖钻机施工。

旋挖钻机施工能够提高工程施工效率，降低劳动强度，确保工程质量，因此被选为本项目施工的主要方法。

施工方案：
1.设计布置：根据工程设计要求，确定旋挖钻机的布置位置，考虑到
施工机械的尺寸和工程空间限制因素。

2.施工调查：对施工地点进行勘察，了解地表情况、地下障碍物、地
下水位等情况，为施工提供依据。

3.地面准备：清理施工区域，保证施工机械的顺利进场，并进行地面
平整工作。

施工组织机构：
1.项目经理：负责整个施工项目的管理和组织工作，包括施工方案的
制定、现场协调、施工进度的把控等。

3.现场监理：负责现场施工的监督和管理，确保施工质量和安全。

4.施工人员：包括旋挖钻机操作人员、装卸机械人员、劳务工人等。

施工工序：
1.地面准备工作：包括地面平整、施工区域的清理等。

2.钻孔工序：根据设计要求，使用旋挖钻机进行钻孔作业，确保孔径和孔深符合要求。

3.引孔灌注工序：使用管状钢筋进行桩基注入作业，保证孔中的钢筋布置和灌注质量。

4.基坑开挖工序：根据设计要求进行基坑开挖，并进行土方的运输和堆放。

5.电缆敷设工序：根据设计要求进行地下电缆的敷设和连接。

施工进度计划：
总结：。

旋挖钻机的根本构造及工作道理联合今朝国内市场需求情形,由北京市三一重机有限公司自力研产临盆的旋挖钻机于3月1日成功下线,今朝已经形成SR280.SR330.SR250.SR220C.SR200C.SR150及SR130C等系列化产品投入市场,稳居市场占领率第一位.第一节概述SR系列旋挖钻机是北京市三一重机有限公司自力研发的新一代地基基本施工机械产品,在设计和制作上汲取了国表里有名品牌产品的长处,重要机能达到国际同类产品程度.症结零部件均采取国际有名品牌的产品,确保了整机的高靠得住性.SR系列旋挖钻机可普遍运用于城市高层建筑.铁路.公路.桥梁等桩基本工程的钻孔灌注桩成孔的施工,具有成桩速度快.施工效力高.环保节能等特色,在地基基本行业建立了新的平易近族品牌.SR系列旋挖钻机的构造从功效上分,重要包含底盘和工作装配两大部分.从运用底盘的不合又可分为履带式和汽车底盘式两种规格,SR130.SR150.SR200C.SR220C.SR220R.SR250.SR280R.SR280C.S R350旋挖钻机等皆采取了液压伸缩履带式底盘,而SRC108采取了汽车底盘,使产品具有灵活性强.远距离移位便捷的优势.SR系列旋挖钻机的工作装配重要包含变幅机构.桅杆.主.辅卷扬.动力头.随动架.加压装配.钻杆.钻具等（详见“机械构造章”）.采取了平行四边形变幅机构.自行起落折叠式桅杆;主动掌握监测主机功率.反转展转定位及安然呵护;主动检测.调剂钻杆的垂直度;钻孔深度预置和监测等新技巧.黑色显示屏直不雅显示工作状况参数,整机把持上采取先导掌握.负荷传感,最大限度地进步了操纵的便利性.敏锐性和安然舒适性,充分实现了人.机.液.电一体化.SR系列旋挖钻机所配套的短螺旋钻头.通俗钻斗.捞沙钻斗等钻具,可钻进粘土层.沙砾层.卵石层和中风化泥岩等不合地质.第二节工作道理旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔起首是经由过程钻机自有的行走功效和桅杆变幅机构使得钻具能准确的就位到桩位,运用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位,钻灵活力头装配为钻杆供给扭矩.加压装配经由过程加压动力头的方法将加压力传递给钻杆钻头,钻头反转展转破裂岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机晋升装配和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,如许轮回来去,不竭地取土.卸土,直至钻至设计深度.对粘结性好的岩土层,可采取干式或清水钻进工艺.而在松散易坍塌地层,则必须采取静态泥浆护壁钻进工艺.旋挖钻机钻进工艺与正反轮回钻进工艺的根本差别是,前者是运用钻头将破裂的岩土直接从孔内掏出,尔后者是依附泥浆轮回向孔外消除钻渣.第三节机械体系的根本构造一.机械构造：SR系列旋挖钻机的构造从功效上分,分为底盘和工作装配两大部分.钻机的重要部件有：底盘（行走机构 .底架.上车反转展转）.工作装配（变幅机构.桅杆总成.主卷扬.辅卷杨.动力头.随动架.钻杆.钻具等加压）.图1 SR系列旋挖钻机构造图1.底盘2.变幅机构3.桅杆总成4.随动架5.动力头6.钻杆7.钻具8.主卷扬9.辅卷扬二.底盘底盘是钻机工作装配部分的装配基本,由行走机构 .底架.上车反转展转构成,见图2.行走机构的功效是实现钻机的行走和移位.重要由液压马达.减速机.驱动轮及张紧装配.履带.承重轮.托链轮.导向轮等部件构成.行走装配经由过程液压体系掌握,可实现前行.后行.左转弯.右转弯.原地程度扭转等动作.行走机构的履带具有张紧度调节功效.当履带过于松懈时,影响正常工作,需合时调剂其张紧度.调剂履带张紧度时,用手压黄油泵向张紧装配的张紧油缸注油口注入适量油脂.张紧油缸的注油口地位如图“A”处.底架用于装配和支承履带行走机构,内部装有液压油缸.液压体系的“中间反转展转接头”.上车的液压体系的工作压力油液经由过程“中间反转展转接头”传输到履带行走机构和履带伸缩机构.经由过程液压油缸的伸缩活动实现了履带行走机构的展宽和缩回.这一功效使钻机在工作时展宽两履带的外边距,进步了整机工作的稳固性;在车载运输时缩回履带,减小整机宽度,顺应了公路交通律例的请求.反转展转台是工作装配部分的装配基本,发念头.液压体系.驾驶室.变幅机构.反转展起色构.配重等部件直接装配在其上.图2 SR系列旋挖钻机底盘1.SR130/150型旋挖钻机底盘型号为SY230R,采取的是三一团体SY230成熟的发掘机底盘改制而成.动力体系 (发念头) 采取的是今朝国际上先辈的动力装配之一的康明斯6BTA5.9C型涡轮增压柴油发念头,它可以或许自感应负载变更,并响应调剂功率的大小.2.SR200型旋挖钻机底盘型号为SY310R,采取三一团体SY310成熟的发掘机底盘改制而成.动力体系 (发念头) 采取的是康明斯的超强力.大扭矩.电控.直喷.涡轮增压.中冷型QSB5.9240型柴油机,可在高海拔地区工作.3.SR220C型和SR250型旋挖钻机底盘型号为CAT330C采取CAT C—9电喷涡轮增压中冷柴油发念头,也是今朝国际上最先辈的动力装配之一.可以或许感应负载变更,并响应调剂输出功率的大小.该发念头噪音低,振动小,环保高效,机能稳固靠得住.SR420三.工作装配工作装配包含变幅机构.桅杆总成.随动架.动力头.主卷扬.辅卷扬.加压装配.钻杆.钻具等.1.变幅机构变幅机构是桅杆的装配部件.由动臂.三角架.支持杆.变幅油缸.桅杆油缸等构成,见图 3.经由过程变幅油缸.桅杆油缸的感化,可以使桅杆远离或接近机体和转变桅杆前后倾角,调节桅杆的工作幅度或运输状况的整机高度.图3 SR系列旋挖钻机变幅机构反转展转台—动臂—支持杆—三角架经由过程销轴铰接,构成一个平行四边形机构.当变幅油缸伸缩而转变工作幅度时,桅杆和三角架只作高低平行移动.知足了桅杆平移,起落的工况请求.2.桅杆总成桅杆总成由桅杆和滑轮架构成,见图4.桅杆是钻机的重要机构,是钻杆.动力头的装配支承部件及其工作进尺的导向部件.其上装有加压油缸,动力头经由过程加压油缸支承在桅杆上,桅杆阁下两侧有矩形导轨,对这两个工作机构（动力头.随动架）的工作进尺起导向感化.图4 SR系列旋挖钻机桅杆桅杆为三段可折叠式,分为上段.中段.下段,运输状况时,将上段.下段折叠装配,以减小运输状况时整机长度.滑轮架构造如图5,装配于桅杆的顶端,工作时用螺栓与桅杆联接. 滑轮架上的主卷扬滑轮和辅卷扬滑轮用以转变卷扬钢丝绳活动偏向,是晋升.降低钻杆和物件起吊的重要支持部件.滑轮架为折叠式,运输时与桅杆铰接联接,以降低运输状况时整机的高度.图5 SR系列旋挖钻机滑轮架3.随动架随动架是钻杆工作的帮助装配,构造如图6,一端装有轴承并与钻杆螺栓联接,对钻杆起盘旋支承感化;另一端设有导槽与桅杆两侧导轨滑动联接,运行于桅杆全长,是钻杆工作的导向部件,搀扶钻杆正常工作.图6 SR系列旋挖钻机随动架4.动力头动力头是钻机最重要的工作部件,构造如图7,它由液压马达.减速机.动力箱.缓冲装配.滑移架.联接板.压盘构成.动力箱内有一组与反转展转支承固定在一路的齿圈,齿圈与轮毂固定,轮毂内壁有三组驱动键.由过程减速机减速今后,减速机的动力输入给动力箱中的齿轮轴,齿轮轴小齿轮与齿圈啮合,形成最后一级减速.与轮毂固定在一路的齿圈,在反转展转支承的支持下被驱动扭转,轮毂上的键驱动钻杆扭转,实现钻机钻孔工作的扭转活动.缓冲装配的感化：当钻孔深度超出第一层钻杆的长度时,下钻杆时会冲击动力头,特殊是卡钻时的不测情形,冲击力更大,此时缓解对动力头的冲击,呵护动力头不受到破坏.滑移架是动力头的导向部件,经由过程联接板和销轴与动力箱固定,在对钻孔加压和对动力头起拔工况时,沿桅杆导轨导向.压盘的感化是钻斗上提时与钻斗上的碰块相撞,打开钻斗卸渣.SR220C旋挖钻灵活力头匹配两种输出转速：一种是低速大扭矩,用于正常成孔功课;另一种是高速小扭矩,用于空载卸土.两种转速经由过程液压体系进行切换,切换时有3秒滞后延时.其它钻机没有高速甩土功效.5.主卷扬卷扬由液压减速机构.卷筒.卷扬支座.钢丝绳.绳套等构成,构造如图8.主卷扬的功效是晋升或下放钻杆,是钻机完成钻孔工作的重要构成部分,其晋升和下放钻杆的工作由液压体系驱动和掌握.在钻机进行成孔工作时,须打开主卷扬制动器;使体系中主卷扬马达进.回油通道互相导通,卷扬机体系处于浮动状况,如许才干操纵加压油缸对钻杆进行加压,以便钻杆顺遂进行钻进.图8 SR系列旋挖钻机主卷扬6.辅卷扬辅卷扬由液压减速机构.卷筒.卷扬支座.钢丝绳.绳套等构成.辅卷扬置于三角架内,其功效是吊装钻具以及其他不大于额定起重量的重物,是钻机进行正常工作的帮助起重装备.7.加压装配加压装配由加压油缸和动力头总成构成.加压油缸固定于桅杆上,加压油缸活塞杆衔接于动力头滑移架上.8.钻杆部分：一.钻杆的类型依据钻孔时采取的钻进加压方法不合,钻杆分为三种类型：摩擦加压式钻杆（简称：摩擦杆）.机锁加压式钻杆（简称：机锁杆,又称：凯式钻杆）和组合加压式钻杆（简称：组合杆）.摩擦式钻杆（见图1）一般用于较软地层的钻孔施工,可钻进淤泥层.土壤.（泥）砂层.卵（漂）石层.摩擦式钻杆一般制成5节,1～4节杆每节钢管长13米.钻孔深度可达60米阁下.1.扁头2.一杆挡环3.第一节钻杆4.第二节钻杆5.第三节钻杆6.第四节钻杆7.第五节钻杆 8.减振器总成9.一杆外键 10.一杆内键 11.弹簧座（托盘）12.钻杆弹簧13.方头14.销轴名词说明“钻杆节杆号”：旋挖钻机钻杆是由数节直径大小不等的钢管和表里键制成的杆套装而成,其各节杆的名称从外向里分离界说为：节杆钢管的外圆按120°均布焊有通长外键;除最里边一节杆外,每节杆下管（长度500～1000㎜）钢管内圆弧面上都焊接（或装配）了内键（内键长度500～900㎜）,形成120°均布的三个内键槽,与其相邻内杆的外键配装,留有足够的间隙,使外键能在内键槽内全长自由伸缩滑动;除1杆外每节杆的上端部都焊接（或装配）有挡环;（a）钻杆压缩状况（b）钻杆断面构造（c）钻杆伸出状况图5 摩擦杆构造图外键的感化：传递旋挖扭矩和加压力;内键的感化：（1）传递旋挖扭矩和加压力,（2）与相邻内杆钢管的径向定位;挡环的感化：（1）与相邻外杆钢管的径向定位,（2）该杆完整从其外杆向下伸出时,挡环被其外杆内键上端面挡住,阻拦该杆从其外杆下管滑落脱出.摩擦杆各节杆上的外键是焊在钢管上圆周120°均布的3条（或6条）通长钢条,无台阶（无加压点）.机锁杆各节杆上的外键是焊在各节杆钢管上圆周120°均布的3条（或6条）带有加压端面（有台阶）或齿面的钢条.最里边一节杆上端部焊装有扁头,其与提引器相衔接,经由过程旋挖钻机的主卷扬.钢丝绳将钻杆吊起.其下端部焊装有方头,由它将动力头传来的旋挖扭矩和加压力传递给钻具.在该杆的下部还装有减振弹簧和弹簧座（托盘）,该两零件托着其它各节钻杆,在提.放钻杆操纵时减小其它各节钻杆的惯性冲击,对提引器.钢丝绳和主卷扬等零部件起缓冲呵护感化.第1节杆上端部焊（装）有可与随动架的滚动支持衔接的法兰盘,经由过程螺栓与随动架衔接;在其上部装配有橡胶减振环,以减小钻杆对动力头的冲击.2.钻杆的晋升和伸放钻杆在完整缩进状况被装配到旋挖钻机上,整根钻杆的重量经由过程最内一节杆的扁头和提引器相衔接感化在主卷扬钢丝绳上.最内一节杆经由过程焊接（或装配）在其上的圆盘和装配的弹簧.弹簧座（托盘）将其它各节杆托起（弹簧座的外径与一杆钢管外径雷同）.钻杆下放（伸出）：钢丝绳下放,钻杆因为自重整体降低,1杆在动力头内键套内滑动降低.当1杆上的减振环碰着动力头上平面时,1杆主动力头托住,停滞降低;钢丝绳持续下放,其余各节杆在重力感化下一路持续降低.当第2节杆的挡环碰着1杆下管内键上端面时,2杆被1杆挡住,停滞降低;钢丝绳持续下放,其余各节杆在重力感化下一路持续降低.当第3节杆的挡环碰着2杆下管内键上端面时,3杆被2杆挡住,停滞降低.如斯持续,直到各节杆全体伸出,将装配在最里边一节杆方头上的钻具下放到孔底.由此可见,各节钻杆的伸出（下放）是由外向里进行的.钻杆晋升（缩进）：（以5节杆为例）每次钻进停滞后,钢丝绳晋升,5杆带着钻具一路向上晋升,同时5杆向4杆内缩进.当5杆完整进入4杆内时,装配在5杆上的弹簧座（托盘）将4杆托起,带着4杆一路上升,同时4杆.5杆一路向3杆内缩进.如斯持续,直到5.4.3.2各节杆全体缩进1杆内,并且1杆也被弹簧座托起在动力头内键套内滑动上升,直至钻杆和钻具全体提出地面.由此可见,各节钻杆的晋升（缩进）是由内向外进行的.三.钻杆扭矩传递和加压道理钻机在钻孔功课时,钻杆要将动力头的两个感化力传递给钻具,一个是圆周偏向的旋挖扭矩M（圆周力F）;另一个是轴向的加压力N.把这两个感化力从第1节钻杆传递给第2节钻杆;第2节钻杆传递给第3节钻杆…最末一节钻杆传递给钻具.这两个感化力的传递是靠外面一节杆下部的内键和其里面一节杆的外键互相感化完成的.因为摩擦杆和机锁杆加压力传递的感化道理不合,故离开阐述.下面均以第1.2节钻杆为例阐述各节钻杆传递旋挖扭矩和加压力的道理.摩擦式钻杆（见图6）是表里键单边间隙.图6（b）是钻杆在旋挖.加压状况的示意图.动力头经由过程其内键套的键齿将旋挖扭矩M传递给1杆,1杆迁移转变,当右侧内键顶上2杆外键后（见图6（b））持续迁移转变,把扭矩传递给了2杆.2杆迁移转变,把扭矩传递给3杆,…加压力是靠表里键侧的摩擦传递的.传递的加压力（N）的大小盘算如下：假设：（1）钻杆.钻具推却孔底土石料的负载反扭矩为：Mf=22tm;（2）1.2杆扭矩传递感化半径为：R=195㎜=;（3）钢钢摩擦系数为：k=0.11（在有泥浆润滑前提时）;则：F圆周力=M/R=22/0.195=112.82(t),F正压力= F圆周力=112.82(t);f摩擦力=k×F正压力=0.11×112.82=12.41(t);N= f摩擦力=12.41(t)以上是以SR220C旋挖钻机为例,并且假定负载反扭矩与其最大输出扭矩相等,即Mf=M=22tm盘算的加压力.现实上负载反扭矩比机械的最大输出扭矩要小得多,因为较松软的泥砂地层不会对钻具形成多大的负载反扭矩;较硬实的风化岩层钻具截齿在上边打滑,不轻易进尺,也不克不及形成多大的负载反扭矩.负载反扭矩小→F 圆周力小→F正压力小→f摩擦力小→N加压力小,所以摩擦式钻杆传递的加压力很小.摩擦式钻杆的进尺加压力重要来自于最末一节钻杆和钻具的自身重量（φ4405×13m摩擦杆的第5节杆重量为：1.8t阁下,一个φ的捞砂钻斗的重量为：2t阁下,加起来共3.8t阁下）.加压油缸供给应动力头的加压力固然很大（20t）,但经由动力头内键套键齿侧与1杆外键侧的摩擦传递和各杆表里键侧的摩擦传递供给应钻具的进尺加压力却很小,所以运用摩擦杆不克不及在较硬地层施工功课.摩阻式钻杆加压方法,因为钻杆作扭转活动,钻杆键侧与动力头轮毂的键产生正压力,正压力产生摩擦力,因为加压油缸对动力头的加压动作,此摩擦力实现钻杆钻孔工作的进给活动.机锁式钻杆加压方法,加压油缸的加压力经由过程动力头的轮毂端面与钻杆加压点接触,实现钻杆钻孔工作的进给活动.因为此方法需解锁,有时解锁不完整,轻易造成卡钻,只有当钻孔进给阻力大时才采取.经由过程加压油缸活塞杆的伸出,实现钻孔时的进给加压.加压油缸活塞杆缩回,起拔动力头,在埋钻的情形下,也可以用来起拔.加压油路上装有均衡阀,在不向加压油缸供油的情形下,可以将动力头靠得住地锁定在加压行程的随意率性地位上.钻杆是钻机向钻具传递扭矩和压力的重要部件.其构造和功用见“第五章钻杆及其运用”.SR250旋挖钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（14米×5节）,钻孔有用深度可达68米.SR220C旋挖钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（13米×5节）,钻孔有用深度可达58米.可以配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（14米×5节）,钻孔有用深度可达68米.SR200旋挖钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式四节钻杆（13米×4节）,钻孔有用深度可达48米.可以配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（13米×5节）,钻孔有用深度可达58米.SR130旋挖钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式四节钻杆（11米×4节）,钻孔有用深度可达42米.9.钻具钻具是决议成孔效力的症结部件.钻具有捞砂斗.土钻斗.螺旋斗.筒钻.清底钻斗.扩孔钻优等.可依据不合地质情形设置装备摆设不合的钻具,使钻机在大多半地质前提下都能高效功课.。

旋挖钻钻机施工方案1施工工艺流程旋挖钻灌注桩施工工艺流程框图见图 1施工准备测量放样胡护筒制作 钢护筒施工樹几就位钻进成孔成孔检测 清孔不合格 沉渣厚度检移机突畝钢筋笼下导管沉渣厚度测试灌注水下碇处理桩头桩基检测图1旋芝链灌注桩旌工工艺流程框图 图1旋挖钻灌注桩施工工艺流程框图2、施工工艺要点(1) 施工准备由于旋挖钻机回转半径大，钻杆高，自重大，在作业时需要 8米 宽操作平台，在钻机就位前使用挖掘机将原地面的软弱土层清除，平 整整个场地并夯实做为钻机的施工作业平台，并保证场地有一定硬度 以免钻机沉陷或倾斜。

若场地软土较厚，硬度不够，则在表面铺设钻渣外运钢筋笼制作 导管水密性试殓 不合格二次渭孔 合格60cm后的砖渣并平整碾压，保证钻机施工作业的安全性。

（2）工程试桩根据设计图要求，对首根桩进行试钻，并组织的业主、监理、设计、地勘一起参加试桩工作。

根据试桩确定的持力层并检验地质资料的准确性等填写试桩报告，作为正式施工的依据。

旋挖桩基在首根桩试桩验收合格后方可进行大面积施工。

（3）测量放线桩位放样按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样，规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳定；钻机的安方位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。

桩位的中心点，成孔前用全站仪放点，十字线定位，下护筒后二次检测，在终孔后与放钢筋笼前必须检测，使其误差在规范要求内，以确保桩位准确。

（4）埋设钢护筒施工前设置坚固、不漏水的钢制护筒，护筒在钢模生产厂家定制，用3 =8mm钢板加工制成，护筒内径比桩径大20cm，上下口外围加焊加劲环。

长度3m左右，上部设有两个溢流口。

首先以施工桩位中心，用十字交叉法沿桩位四周测放四个护桩，护桩距桩中心点的距离根据现场实际情况确定，以埋设护筒时控制桩不受影响为原则，具体方法为：以桩位中心点为交点，拉出两条相交直线，在直线个终点适当的位置，用4根一定强度的钢筋垂直打入地下（不会被轻易破坏），作为护桩，护桩间直线距离必须比护筒直径大40~50cm ;再将钻头中心对准桩位中心，用钻头挖出桩直径大的圆孔，再用扩孔钻头扩到钢护筒外径大的圆孔，利用护桩拉线复核桩中心线，桩中心有偏差则进行修正，桩位中心准确后将底部整平夯实，然后用钻机安放护筒。

工作研究·GJR400大型旋挖钻机桅杆变幅机构铰点设计思路doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.03.005GJR400大型旋挖钻机桅杆变幅机构铰点设计思路郭军锐（甘肃省建设投资（控股）集团总公司，甘肃兰州　730050）摘要：在设计GJR400大型旋挖钻机的变幅机构铰点（包括销轴和轴套）时，除了选择合适的材料、表面参数以外，还要选择合理的配合间隙。

本文通过如何选择销轴的材料、表面粗糙度和硬度等性能参数的选用、以及铰链处保证润滑良好所需最小配合间隙的确定等，对变幅机构铰点的设计思路提出了相关建议。

关键词：变幅机构；铰点；性能参数；强度设计；配合间隙大型旋挖钻机的变幅机构主要包含大变幅和小变幅，其铰接点在桅杆变幅动作和钻机钻进工作时承受低速重载的作用，同时由于工况的复杂性，还经常需要承受巨大的冲击力。

因此，在铰点设计时，不仅要正确选择销轴的材料、表面参数以及设计强度，而且要设计合适的配合间隙。

为销轴与轴套的配合选择一个合适的配合间隙对降低整个工作装置的故障率，提升其使用寿命有重要意义。

1. 铰点的简化模型按照销轴与被铰接件接触面的数量划分，铰点常见有以下三种：图1　三个接触面图2　四个接触面图1形式包括各油缸与油缸支撑结构的铰接点、大变幅油缸与十字轴总成的铰接点、小变幅油缸和小变幅主体结构的铰接点等；图2形式包括增宽支架与上车总成的铰接点、小变幅主体结构与上车总成的铰接点等；图3形式存在于大变幅中大变幅油缸所连的两个十字轴总成与桅杆总成的铰接点。

图3　六个接触面图2形式和图3形式的受力状况相对于图1要复杂一些，为简便计算，本文中所有的计算均基于图1形式。

2. 销轴材料的选择2.1 轴类零件常用材料和性能对比目前轴类零件常用的材料有普通碳钢和合金钢。

其中，普通碳钢常用的有20号钢、35号钢、45号钢；合金钢常用的有35CrMo、40Cr、40CrNiMo。

目前在工程机械中以45号钢和40Cr使用最为广泛。