钻孔动力头

双动力头钻孔机的成孔机理和施工工法概述摘要：该文充分把握双动力头钻孔机最新的国内、外技术发展方向，总结出双动力头钻孔机的成孔机理和施工工法，并对其基本结构进行介绍。

双动力头钻孔机中，内、外双动力头分别驱动内部钻杆和外部套管，在掘削钻进时，外部套管不但可以护壁，避免塌孔，还与内部钻杆同轴逆向旋转，使扭转反力自平衡，而且可以纠偏保证成孔垂直度，精度高，施工速度快。

由于双动力头的存在，使钻孔机不但能实现普通长螺旋钻机的施工工法，还能根据不同施工要求进行多种施工方式的选择。

关键词：钻孔机施工工法机理双动力头在桩基础建设施工中，双动力头钻孔机由于其施工效率高、成桩质量好、适用于多种施工工况，因而深受施工单位的喜爱。

该文充分把握双动力头钻孔机最新的国内、外技术发展方向，借鉴国内、外一流产品的优点，进行消化、吸收、改进和提高，总结出双动力头钻孔机的成孔机理和施工工法。

该类机型的基本结构如图1所示，其中1为注浆管道、2为内动力头、3为外动力头、4为外套管和螺旋内钻杆、5为保护套、6为支腿、7为可扩履底盘、8为配重、9为可旋转平台、10为卷扬机、11为立柱、12为立柱顶部滑轮组。

一些细节结构根据不同机型可适当调整，例如底盘可采用如图所示的履带结构，还可以采用步履结构。

双动力头钻机相对于已有普通钻机噪音低、效率高，而且这种钻机可以在空间狭小的临近建筑物间进行施工。

1 双动力头钻孔机的成孔机理双动力头钻孔机若按照动力头的工作方式分类常见的有两种，一种为双动力头可分离式，另一种则为双动力头不可分离式。

无论双动力头是否可分离，双动力头钻孔机的成孔机理基本类似，两个动力头悬挂在桩架上，分别驱动外侧套管和内侧钻杆。

两种情况最明显的不同就是如果两个动力头可分离则外套管和内钻杆可进行竖直方向的相对运动，这样的优势则为可根据施工工艺需要，内侧动力头与外侧动力头能同轴逆向旋转，使扭转反力自平衡，双动力头上下任意分离、相对运动、逆向旋转分别驱动内侧钻杆和外侧套管钻孔，适用于多种工法的施工。

钻孔动力头参数引言钻孔动力头是一种常用的工程设备，用于在岩土层中进行孔洞钻取工作。

钻孔动力头参数是指影响钻孔动力头性能和工作效果的各项参数，包括转速、扭矩、冲击频率、压力等。

正确的参数设置可以提高钻孔工作的效率和质量，优化施工过程。

转速转速是指钻孔动力头旋转的速度，通常以每分钟转数（rpm）表示。

转速的选择应根据不同的工程需求和地层情况来确定。

较低的转速适用于较硬的岩土层，可以减少钻头的磨损，避免过度破碎。

而较高的转速则适用于较软的岩土层，可以提高钻孔速度，增加钻孔的效率。

扭矩扭矩是指钻孔动力头施加在钻孔工具上的旋转力矩。

扭矩的大小影响着钻孔动力头的能力和效果。

合适的扭矩可以保证钻孔工具的稳定性和钻孔速度，并避免工具卡滞或折断的情况发生。

具体的扭矩设置需要根据钻孔工具的类型和直径、地层的硬度和性质、钻孔深度等因素进行调整。

冲击频率冲击频率是指钻孔动力头每分钟向钻孔工具施加的冲击次数。

冲击频率的选择应根据不同的地层性质来确定。

较高的冲击频率适用于较硬的岩土层，可以增加钻头的击碎力，提高钻孔的进展速度。

而较低的冲击频率则适用于较软的岩土层，可以减少过度破碎，避免钻孔工具的磨损过快。

压力压力是指钻孔动力头向钻孔工具施加的力量。

合适的压力可以保证钻孔工具的稳定性和钻孔效果。

过大的压力会增加钻头的磨损和工具的卡滞风险，过小的压力则会影响钻孔进展的速度和效率。

具体的压力设置需要根据不同的岩土层性质、钻孔工具的类型和直径、钻孔深度等因素进行调整。

钻孔动力头参数的选择与优化在选择和优化钻孔动力头参数时，需要综合考虑以下几个因素：地层性质地层的硬度、成分和结构对钻孔动力头参数的选择有重要影响。

较硬的地层需要较高的转速、扭矩和冲击频率，以增加钻头的击碎力和穿透能力。

而较软的地层则需要较低的参数，以避免过度破碎和磨损。

钻孔工具类型和直径不同类型和直径的钻孔工具对钻孔动力头参数的要求也不同。

较大直径的钻孔工具需要较高的转速和扭矩，以克服磨损和阻力。

使用宇龙机电仿真软件仿真钻孔动力头系统发布时间：2022-05-23T02:24:12.314Z 来源：《科学与技术》2022年2月3期作者：王宁[导读] 电气控制对于设备相当于大脑对于人体，是设备运控控制的核心。

王宁重庆机电职业技术大学重庆市 400000摘要：电气控制对于设备相当于大脑对于人体，是设备运控控制的核心。

我们要对设备做维修，要掌握设备的电气控制电路。

要求我们对各种电路的元器件的安装使用和电路连接熟练掌握。

现代设备都是机电液综合设备，对实训设备的要求很高，仿真软件可以很好地弥补实训设备的不足。

关键词：电气控制；仿真软件；电气连接正文：宇龙机电仿真软件是在实际生产的基础上，对电气线路进行仿真。

元器件的参数和外形都和实际生产是一样的，对于学生教学，仿真软件有着独特的优势：1.不需要过多的耗材。

电气线路在连接过程中，非常浪费耗材，使用仿真软件，就不存在耗材的问题。

2.可以同种类多型号练习，在实训室，同一种元器件多个型号，管理起来太复杂，而用仿真软件，元器件库可以同一种元器件很多型号，根据需要选择要用的就行。

钻孔动力头系统是在宇龙机电控制仿真软件中是二维的平面仿真，集成了动力头，电机和液压系统，可以让学生直观看到设备运行效果。

它模拟的是某一冷加工自动化生产线的钻孔动力头设备。

它的加工过程是：1.动力头在原位（SQ1）时，加以启动信号，接通电磁阀YV1，动力头快进。

2.动力头碰到限位开关SQ2后，接通电磁阀YV1和YV2，动力头由快进转为工进，同时动力头电机转动（由KM1控制）。

3.动力头碰到限位开关SQ3后，电磁阀YV1和YV2失电，并开始延时10秒。

4.延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。

5.动力头回到原位碰到限位开关SQ1后即停止电磁阀YV3及动力头电机，延时5秒后，自动进入循环工作。

6.循环3次后系统停止工作。

图1是宇龙机电控制软件中的钻孔动力头实物图：图1 钻孔动力头系统元器件的使用说明：行程开关：初始状态是上面为常开触点，下面为常闭触点。

PLC编程实例之钻孔动⼒头控制某⼀钻床如图35-1 (a)所⽰，⽤于在⼯作台上钻孔，钻床的⼯作过程如下:钻头在原位时，限位开关SQ1受压。

按下启动按钮SB1,动⼒电动机Ml得电，带动钻头转动。

同时⼯进电动机M2得电，钻头快进。

当碰到限位开关SQ2时，⼯进电磁阀YV得电，转为⼯作进给。

当碰到限位开关SQ3时，YV2失电，停⽌⼯进。

5s后，钻头快退，碰到SQ1时，动⼒电动机和电磁阀均失电，停⽌⼯作。

按下停⽌按钮，动机电动机和电磁阀均失电。

控制⽅案设计1.输⼊/输出元件及控制功能如表35-1所⽰，介绍了实例35中⽤到的输⼊/输出元件及控制功能。

2.电路设计钻孔动⼒头控制梯形图如图35-2所⽰。

3.控制原理⽅法1:图35-2 (a)中，钻头在原位时限位开关X1受压，接点闭合。

按下启动按钮XO, MC 主控指令的线圈Y0得电并⾃锁，主轴电动机启动。

此处⽤MC、MCR指令的⽬的是保证只有在主轴电动机Y0得电时钻头才能⼯作，另⼀个⽬的是简化电路（如果⽤OUT Y0指令梯形图较复杂）。

同时Y1得电⾃锁，进给电动机得电快进。

当快进碰到限位开关X2时，Y3 得电⾃锁，⼯进电磁阀得电钻头⼯进。

当⼯进碰到限位开关X3时，M0得电⾃锁，Y1、Y3 失电，钻头停⽌；TO得电延时5s, Y2得电。

进给电动机得电快退。

当快退（中途碰到限位开关X2吋，由于Y2常闭接点断开，不会误使Y3得电）到原位碰到限位开关X1时，X1上升沿接点取反，使主控线圈Y0失电，完成⼀次钻孔过程。

⽅法2:图35-2 (b)中，初始状态，钻头在原位时限位开关X1受压。

按下启动按钮X0,状态器SO置位，由于限位开关X1受压接点闭合，状态器SO⼜复位，S500置位，Y0置位，主轴电动机启动。

Y1线圈得电，进给电动机得电快进。

当快进时碰到限位开关X2时，Y0仍置位，Y1失电，Y3得电，⼯进电磁阀得电钻头前进。

当⼯进碰到限位开关X3时，Y3失电钻头停⽌，TO得电延时5s，Y2得电。

动力头钻机工作原理一、动力头设计动力头是钻机的核心部件，其设计直接影响到钻机的性能和效率。

动力头通常采用高强度材料制成，以确保其耐用性和可靠性。

同时，动力头的设计应充分考虑其旋转速度、扭矩输出和钻孔精度等因素。

二、钻机驱动系统钻机的驱动系统是提供动力的关键部分。

它通常由电动机、减速器和传动装置组成。

电动机产生旋转动力，通过减速器降低转速，传动装置将动力传递给动力头，以驱动钻机工作。

三、钻杆导向系统钻杆导向系统用于控制钻杆的进给和回转运动，以确保钻孔的准确性和稳定性。

该系统通常包括导轨、滑块和夹紧装置等部分，通过夹紧钻杆并引导其进给，使钻头能够按照预定的轨迹进行钻孔。

四、切削具与钻头选择切削具和钻头的选择对钻孔质量和效率具有重要影响。

不同的切削具和钻头适用于不同的材料和钻孔需求。

在选择切削具和钻头时，应充分考虑其材质、切削参数、使用寿命等因素。

五、控制系统控制系统是操纵整个钻机的关键部分。

它通常包括各种传感器、控制器和执行器等元件，能够实时监测和控制钻机的运行状态。

通过控制系统，可以实现对钻机工作参数的设定、调整和优化，确保钻孔过程的稳定性和准确性。

六、安全保护装置为了确保钻机操作的安全性，必须配备完善的安全保护装置。

这些装置包括过载保护、超速保护、振动保护等，能够在异常情况下自动停机并报警，以防止设备损坏和人员伤害。

七、工作参数设定工作参数的设定是影响钻孔质量的重要因素。

这些参数包括切削速度、进给速度、冷却液流量等，应根据不同的材料和工艺要求进行合理设置。

通过不断的调整和优化，可以提高钻孔的质量和效率。

八、钻进速度控制控制钻进速度是确保钻孔质量的关键环节。

在钻孔过程中，应根据实际情况对钻进速度进行动态调整。

在硬质材料中钻孔时，应降低钻进速度以减少热量产生；在软质材料中钻孔时，适当提高钻进速度以提高效率。

同时，还需要根据钻头的磨损情况及时调整钻进速度，以保证钻孔质量。

九、钻孔深度控制控制钻孔深度是实现精确钻孔的关键步骤。

KTY5000型液压动力头钻机KTY5000型液压动力头钻机，属于大扭矩动力头钻机系列，钻机能在岩石平均单轴抗压强度σc≤120MPa的基岩中任选孔径下钻进，能配多种钻杆，最大钻孔直径可达5.0m，钻进深度可达300m。

KTY5000钻机是一款在吸收国内外先进技术，采纳KTY4000型成功经验的基础上，通过武桥重工自主研究创新，自主设计，具有自主知识产权的全新设备。

KTY5000将广泛适用与铁路和公路桥梁、煤矿通风井、港口码头及高层建筑等大型基础工程钻孔。

一、总性能参数:本设备能满足下列要求：二、钻机的组成KTY5000钻机主要由动力头、滑移横梁、钻机结构（含底盘、钻架、封口盘等）、钻具、司机室、液压站、电气控制系统，辅助装置等组成。

（一）动力头动力头同时起着承受钻具重量、安装钻杆机构、为钻进提供动力和输送压缩空气排渣等各项作用，是该钻机的核心部件。

KTY5000动力头由三台高速液压马达共同驱动，通过三台行星减速机和一级闭式齿轮传动将动力传递给钻具系统，工作平稳可靠，使用寿命长，可实现无级调速和过载自动保护。

具备反转速度，能够满足处理事故及特殊辅助工作的需要。

动力头的中心管上设置有2个承重轴承，两个径向轴承以及一个防跳轴承，用以提高运动精度和运转的平稳性，使动力头回转平稳，振动小，噪声小。

排渣系统工作原理为气举反循环，压缩空气通过配气环进入钻具的风道，由中心管内的衬管向上排渣。

耐磨套与中心衬管之间采取分体式设计，方便耐磨套磨损后的更换。

为了保证压缩气体的压力，必须做到良好的密封，本机采用了车式组合密封，用组合密封圈取代V型，N型密封圈，有效的防止了密封圈卡入旋转部件被拉断的情况，改善了密封系统的可靠性，降低了易损件的损耗，节约了更换易损件的时间。

（二）滑移横梁滑移横梁是用于悬挂动力头，并能使动力头上下移动的主要部件。

滑移动力及支承由两个320/250-4300液压缸完成，滑移横梁的上下移动行程为4300，滑移横梁与钻架连接方式右传统的内镶式改为外包式，使得钻架强度更高，安装更简单，加工更方便：滑快磨损后容易，左右两个油缸采用机械刚性连接，保证升降幅度，速度相同。

钻孔动力头的PLC控制分析钻孔动力头在各种钻探和钻孔工作中起着关键的作用，其性能直接影响到工作效率和质量。

随着现代工业的快速发展，自动化程度越来越高，PLC控制系统作为一种重要的控制方式得到了广泛应用。

本文将针对钻孔动力头的PLC控制系统进行分析，介绍其控制原理和实现方法。

钻孔动力头的工作原理首先，了解钻孔动力头的工作原理对于我们理解PLC控制系统非常重要。

在石油、水利、地质等领域，钻孔动力头的主要作用是将钻具传递给井下的钻头，同时驱动钻头进行钻孔作业。

具体来说，钻孔动力头主要由钻杆、传动机构、动力机构等部分组成，其工作原理如下：1.钻杆通过传动机构连接到动力机构；2.动力机构通过电机、液压或气动系统提供动力；3.传动机构将动力传递到钻头，驱动钻头旋转钻孔或钻取地质样品。

PLC控制系统的特点PLC即Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，也是一种数字控制器，广泛应用于各种现代工业控制系统中。

它拥有以下几个特点：1.开放性：PLC控制系统采用国际标准编程语言，具有开放性，易于维护；2.稳定性：PLC控制系统的硬件和软件都比较稳定，能够长时间运行；3.可编程性：PLC控制系统可以方便地进行编程，可根据需要随时修改程序；4.灵活性：PLC控制系统可根据控制参数的变化自动调整输出信号，实现自动化控制。

钻孔动力头的PLC控制系统钻孔动力头的PLC控制系统可分为三个主要部分：硬件平台、软件平台和外部设备。

其中：1.硬件平台：PLC控制系统的硬件平台主要包括PLC主控板、输入输出模块、通信模块、LCD显示屏等，其中，输入输出模块负责收集钻孔动力头的运行数据和操作命令，通信模块负责与上位机进行通讯，LCD显示屏用于显示工作状态和参数。

2.软件平台：PLC控制系统的软件平台主要由控制程序和监控程序组成。

控制程序主要负责控制钻孔动力头的运行，实现自动化控制；监控程序主要负责对钻孔动力头的状态进行监测和报警。

动力头钻孔动力头的优点都有哪些和未来发展趋势目前公司生产的钻孔动力头、攻牙动力头以及自动化组合钻床等产品广泛应用于自动化设备改进改造、汽车摩托车零部件、水暖阀门、五金制造等多种制造行业，同时还能按照客户要求订做专用设备。

“质量第一、用户至上、优质服务、不断创新”是内森科技公司的经营宗旨，热诚欢迎海内外新老客户前来真诚合作，共谋发展。

动力头(钻孔动力头、钻削动力头)是我公司的主营产品之一。

它不仅具有精度高、稳定性好、性价比优、使用寿命长等优点，还具有以下6个自省身优点：1. 由于进给与旋转是同步进行,因此很薄或很软的材料也能被有效地加工2. 适应性强,可以很方便地调整加工螺纹的直径,螺距及行程3. 行程长,附件种类多，可以方便地将单轴攻丝头换成多轴攻丝头，能同时满足用户小批量和大批量生产需要4.不断响应用户对钻孔加工的高速化，钻削动力头，风电式底座型5 主轴旋转由电力，进给及控制由压缩空气压力进行的性能价格比最卓越的钻削装置，根据加工条件可以从丰富的机种中选择最适合的型号6. 底座型结构的高精度,高刚性钻削装置，主轴电动机采用了高性能,高功率的电动机、具有从低转速到高转速广泛的类型.钻孔攻牙主轴头属动力部件、可钻孔、攻牙作业、也可配装多轴器达到提升效率的结果.是精度要求较高之产品加工,量产型产品可配作自动化作业。

动力头(中心出水型)的使用说明书1、不要再没有开启冷却液的情况下使用，内部油封可能快速磨损; 2、为避免动力刀座内部机件过度磨损或油封损坏，冷却液需要有适当的过滤装置; 3、不可超过刀座额定最大转速; 4、不可超过刀座最大容许水压; 5、使用刀具为有中心出水刀具; 6、需搭配止水筒夹及止水螺帽使用; 7、使用前确认内外部喷水处无阻塞; 8、运转前需先供水避免过热; 9、只需中心出水时可将外部喷水关闭; 10、关闭外部出水时，将外部喷水处使用螺丝将其封闭; 11、禁用铁锤等工件物敲擎外部; 12、首次使用可以最大转速的70%，无负载旋转1小时，以达到磨合效果。

正循环反循环钻孔基本原理
1.基本概念
正循环反循环钻孔是指在钻孔过程中，通过在钻杆内安装的可自由转动的旋阀，利用钻杆的旋转，使钻杆内形成一个正循环系统。

这种钻孔方法在钻进中形成了一个循环液柱，其液柱压力由钻杆与钻头之间的压力差产生，并不断向四周扩散。

由于这种液柱压力与钻孔深度有关，所以这种钻孔方法称为正循环反循环钻孔。

2.基本原理
（2）在钻进中，钻杆内形成一个正循环系统。

该正循环系
统由动力头（电机）、泵、阀及钻头等组成。

动力头由马达驱动，马达通过变速箱和联轴器驱动泵；泵与马达之间通过联轴器连接。

动力头与钻头之间的压力差产生的液柱压力作用在钻压上，推动钻头旋转并把岩屑携带出孔外。

钻压的大小与钻进速度、泥浆性能、岩土性质有关。

泥浆性能越好、岩屑携带能力越强、钻进速度越快，则钻压越大；相反，钻压越小差，则钻压越小。

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