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旋挖钻机的基本构造及工作原理

  ______________________________________________________________________________________________________________ 旋挖钻机的根本构制及管事道理 连结目前邦内商场需讨情况,由北京市三一重机有限公司独立研发临蓐的旋挖钻机于 2003 年 3 月 1 日胜利下线 及 SR130C 等系列化产物参加商场,稳居商场据有率第一位。 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根源施工死板产 品,正在计划和筑筑上罗致了邦外里有名品牌产物的甜头,厉重机能到达邦际同类产物秤谌。 合头零部件均采用邦际著名品牌的产物,确保了整机的高牢靠性。SR 系列旋挖钻机可通常 操纵于都邑高层开发、铁途、公途、桥梁等桩根源工程的钻孔灌注桩成孔的施工,具有成桩 速率速、施工结果高、环保节能等特征,正在地基根源行业设置了新的民族品牌。 SR 系列旋挖钻机的布局从功用上分,厉重囊括底盘和管事装配两大一面。从操纵底盘 的区别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,使产物具有机动性强、远隔绝移位便捷的上风。 SR 系列旋挖钻机的管事装配厉重囊括变幅机构、桅杆、主、辅卷扬、动力头、随动架、 加压装配、钻杆、钻具等(详睹“死板布局章”)。采用了平行四边形变幅机构、自行升降 折叠式桅杆;自愿担任监测主机功率、展转定位及安静回护;自愿检测、调治钻杆的笔直度; 钻孔深度预置和监测等新身手。彩色显示屏直观显示管事状况参数,整机独揽上采用先导控 制、负荷传感,最大节制地进步了操作的便当性、聪颖性和安静称心性,充满告竣了人、机、 液、电一体化。 SR 系列旋挖钻机所配套的短螺旋钻头、大凡钻斗、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区别地质。 第二节 管事道理 旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔最先是通过钻机自有的行走功用和桅杆变幅机构使得钻 具能确切的就位到桩位,愚弄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 机动力头装配为钻杆供应扭矩、加压装配通过加压动力头的办法将加压力通报给钻杆钻头, 钻头展转破裂岩土,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,云云轮回往来,持续地取土、卸土,直至钻至计划深度。对粘结性好的岩土层,可采用 干式或净水钻进工艺。而正在松散易坍塌地层,则务必采用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蒂区别是,前者是愚弄钻头将破裂的岩土直 接从孔内取出,尔后者是依附泥浆轮回向孔外摒除钻渣。 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 第三节 死板编制的根本构制 一、死板布局: SR 系列旋挖钻机的布局从功用上分,分为底盘和管事装配两大一面。钻机的厉重部件有: 底盘(行走机构 、底架、上车展转)、管事装配(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 系列旋挖钻机布局图 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 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 二、底盘 底盘是钻机管事装配一面的装置根源,由行走机构 、底架、上车展转构成,睹图 2。 行走机构的功用是告竣钻机的行走和移位。厉重由液压马达、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。行走装配通过液压编制担任,可告竣前行、后 行、左转弯、右转弯、原地秤谌扭转等举动。 行走机构的履带具有张紧度治疗功用。当履带过于轻松时,影响平常管事,需当令调治其张 紧度。调治履带张紧度时,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 油缸的注油口职位如图“A”处。 底架用于装置和支承履带行走机构,内部装有液压油缸、液压编制的“中央展转接头”。上 车的液压编制的管事压力油液通过“中央展转接头”传输到履带行走机构和履带伸缩机构。 通过液压油缸的伸缩运动告竣了履带行走机构的展宽和缩回。这一功用使钻机正在管事时展宽 两履带的外边距,进步了整机管事的宁静性;正在车载运输时缩回履带,减小整机宽度,符合 了公途交通法例的条件。 展转台是管事装配一面的装置根源,带头机、液压编制、驾驶室、变幅机构、回起色构、配 重等部件直接装置正在其上。 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,采用的是三一集团 SY230 成熟的开采机底盘 改制而成。动力编制 (带头机) 采用的是目前邦际上优秀的动力装配之一的康明斯 6BTA5.9-C 型涡轮增压柴油带头机,它或许自感受负载变更,并相应调治功率的巨细。 2、SR200 型旋挖钻机底盘型号为 SY310R,采用三一集团 SY310 成熟的开采机底盘改制而成。 动力编制 (带头机) 采用的是康明斯的超强力、大扭矩、电控、直喷、涡轮增压、中冷型 QSB5.9-240 型柴油机,可正在高海拔区域管事。 3、SR220C 型和 SR250 型旋挖钻机底盘型号为 CAT330C 采用 CAT C—9 电喷涡轮增压中冷 柴油带头机,也是目前邦际上最优秀的动力装配之一。或许感受负载变更,并相应调治输出 功率的巨细。该带头机噪音低,振动小,环保高效,机能宁静牢靠。SR420 三、管事装配 管事装配囊括变幅机构、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置部件。由动臂、三角架、支持杆、变幅油缸、桅杆油缸等构成,睹图 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 3。通过变幅油缸、桅杆油缸的影响,可能使桅杆远离或靠拢机体和更改桅杆前后倾角,调 节桅杆的管事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 展转台—动臂—支持杆—三角架通过销轴铰接,构成一个平行四边形机构。当变幅油缸伸缩 而更改管事幅度时,桅杆和三角架只作上下平行转移。餍足了桅杆平移,起落的工况条件。 2、桅杆总成 桅杆总成由桅杆和滑轮架构成,睹图 4。 桅杆是钻机的厉重机构,是钻杆、动力头的装置支承部件及其管事进尺的导向部件。其上装 有加压油缸,动力头通过加压油缸支承正在桅杆上,桅杆阁下两侧有矩形导轨,对这两个管事 机构(动力头、随动架)的管事进尺起导向影响。 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、下段折叠装置,以减 小运输状况时整机长度。 滑轮架布局如图 5,装置于桅杆的顶端,管事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更改卷扬钢丝绳运动偏向,是晋升、降低钻杆和物件起吊的厉重支持部 件。滑轮架为折叠式,运输时与桅杆铰接联接,以消浸运输状况时整机的高度。 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 图 5 SR 系列旋挖钻机滑轮架 3、随动架 随动架是钻杆管事的辅助装配,布局如图 6,一端装有轴承并与钻杆螺栓联接,对钻杆起回 旋支承影响;另一端设有导槽与桅杆两侧导轨滑动联接,运转于桅杆全长,是钻杆管事的导 向部件,助助钻杆平常管事。 图 6 SR 系列旋挖钻机随动架 4、动力头 动力头是钻机最厉重的管事部件,布局如图 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。动力箱内有一组与展转支承固定正在沿途的齿圈,齿圈与 轮毂固定,轮毂内壁有三组驱动键。 图 7 SR 系列旋挖钻机动力头 液压马达的高速扭转通过减速机减速从此,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,酿成末了一级减速。与轮毂固定正在沿途的齿圈,正在展转支承的支持 下被驱动扭转,轮毂上的键驱动钻杆扭转,告竣钻机钻孔管事的扭转运动。 缓冲装配的作 用:当钻孔深度跨越 第一层钻杆的长度 时,下钻杆时会攻击 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 动力头,卓殊是卡钻时的无意状况,攻击力更大,此时缓解对动力头的攻击,回护动力头不 受到损坏。 滑移架是动力头的导向部件,通过联接板和销轴与动力箱固定,正在对钻孔加压和对动力头起 拔工况时,沿桅杆导轨导向。 压盘的影响是钻斗上提时与钻斗上的碰块相撞,翻开钻斗卸渣。 SR220C 旋挖钻机动力头般配两种输出转速:一种是低速大扭矩,用于平常成孔功课; 另一种是高速小扭矩,用于空载卸土。两种转速通过液压编制举行切换,切换时有 3 秒滞后 延时。其它钻机没有高速甩土功用。 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,布局如图 8。主卷扬的 功用是晋升或下放钻杆,是钻机结束钻孔管事的厉重构成一面,其晋升和下放钻杆的管事由 液压编制驱动和担任。正在钻机举行成孔管事时,须翻开主卷扬制动器;使编制中主卷扬马达 进、回油通道相互导通,卷扬机编制处于浮动状况,云云才力操作加压油缸对钻杆举行加压, 以便钻杆顺遂举行钻进。 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, 其功用是吊装钻具以及其他不大于额定起重量的重物,是钻机举行平常管事的辅助起重设 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,加压油缸活塞杆联贯于动力头滑移架上。 8、钻杆一面: 一、钻杆的类型 遵循钻孔时采用的钻进加压办法区别,钻杆分为三品种型: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(睹图 1)普通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。 摩擦式钻杆普通制成 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 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 图 1 摩擦式钻杆 机锁式钻杆(睹图 2 和图 3)不只可用于软地层,也可用于较硬地层施工。机锁式钻杆可钻 进淤泥层、土壤、(泥)砂层、卵(漂)石层和强风化岩层。机锁式钻杆普通制成 4 节,1~ 3 节杆每节钢管长 13 米。钻孔深度可达 50 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、减振器总成 8、一杆外键 9、一杆内键 10、弹簧座(托盘)11、钻杆弹簧 12、方头 13、销轴 图 2 固定点分段加压式机锁式钻杆 二、 钻杆布局 1、布局 名词注释 “钻杆节杆号”:旋挖钻机钻杆是由数节直径巨细不等的钢管和外里键制成的杆套装而成, 其各节杆的名称从外向里差别界说为:第 1 节杆;第 2 节杆;第 3 节杆…。 钻杆布局如图 5(摩擦杆) -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 旋挖钻机钻杆一般为直径巨细不等的众节无缝圆钢管套装组成,每节杆钢管的外圆按 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(或装置)了内键(内键长度 500~900 ㎜),酿成 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,使外键能正在内键槽内全长自正在伸缩滑动; 除 1 杆外每节杆的上端部都焊接(或装置)有挡环; (a)钻杆缩小状况 (b)钻杆断面布局 (c)钻杆伸出状况 图 5 摩擦杆布局图 外键的影响:通报旋挖扭矩和加压力; 内键的影响:(1)通报旋挖扭矩和加压力,(2)与相邻内杆钢管的径向定位; 挡环的影响:(1)与相邻外杆钢管的径向定位,(2)该杆全体从其外杆向下伸出时,挡环被 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 其外杆内键上端面盖住,禁绝该杆从其外杆下管滑落脱出。 摩擦杆各节杆上的外键是焊正在钢管上圆周 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正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,其与提引器相联贯,通过旋挖钻机的主卷扬、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通报给钻具。正在该杆 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,正在提、放钻杆操作 时减小其它各节钻杆的惯性攻击,对提引器、钢丝绳和主卷扬等零部件起缓冲回护影响。 第 1 节杆上端部焊(装)有可与随动架的滚动支持联贯的法兰盘,通过螺栓与随动架联贯; 正在其上部装置有橡胶减振环,以减小钻杆对动力头的攻击。 2、钻杆的晋升和伸放 钻杆正在全体缩进状况被装置到旋挖钻机上,整根钻杆的重量通过最内一节杆的扁头和提引器 相联贯影响正在主卷扬钢丝绳上。最内一节杆通过焊接(或装置)正在其上的圆盘和装置的弹簧、 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不异)。 钻杆下放(伸出):钢丝绳下放,钻杆因为自重团体降低,1 杆正在动力头内键套内滑动降低。 当 1 杆上的减振环遭遇动力头上平面时,1 杆被动力头托住,干休降低;钢丝绳延续下放, 其余各节杆正在重力影响下沿途延续降低。当第 2 节杆的挡环遭遇 1 杆下管内键上端面时,2 杆被 1 杆盖住,干休降低;钢丝绳延续下放,其余各节杆正在重力影响下沿途延续降低。当第 3 节杆的挡环遭遇 2 杆下管内键上端面时,3 杆被 2 杆盖住,干休降低。如斯延续,直到各 节杆一切伸出,将装置正在最里边一节杆方头上的钻具下放到孔底。由此可睹,各节钻杆的伸 出(下放)是由外向里举行的。 钻杆晋升(缩进):(以 5 节杆为例)每次钻进完了后,钢丝绳晋升,5 杆带着钻具沿途向上 晋升,同时 5 杆向 4 杆内缩进。当 5 杆全体进入 4 杆内时,装置正在 5 杆上的弹簧座(托盘) 将 4 杆托起,带着 4 杆沿途上升,同时 4 杆、5 杆沿途向 3 杆内缩进。如斯延续,直到 5、4、 3、2 各节杆一切缩进 1 杆内,而且 1 杆也被弹簧座托起正在动力头内键套内滑动上升,直至 钻杆和钻具一切提出地面。由此可睹,各节钻杆的晋升(缩进)是由内向外举行的。 三、钻杆扭矩通报和加压道理 钻机正在钻孔功课时,钻杆要将动力头的两个影响力通报给钻具,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。把这两个影响力从第 1 节钻杆通报给第 2 节 钻杆;第 2 节钻杆通报给第 3 节钻杆…最末一节钻杆通报给钻具。这两个影响力的通报是靠 外面一节杆下部的内键和其内中一节杆的外键彼此影响结束的。因为摩擦杆和机锁杆加压力 通报的影响道理区别,故隔离叙述。下面均以第 1、2 节钻杆为例叙述各节钻杆通报旋挖扭 矩和加压力的道理。 摩擦式钻杆(睹图 6) -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 图 6(a)是钻杆正在非管事状况的示妄图。120°均布的三条通长外键和 120° 图 6 摩擦杆扭矩通报和加压道理示妄图 均布的三组内键差别焊接正在 2 杆钢管外圆和 1 杆钢管内圆上,δ2 是外里键单边间隙。 图 6(b)是钻杆正在旋挖、加压状况的示妄图。动力头通过其内键套的键齿将旋挖扭矩 M 传 递给 1 杆,1 杆转动,当右侧内键顶上 2 杆外键后(睹图 6(b))延续转动,把扭矩通报给 了 2 杆。2 杆转动,把扭矩通报给 3 杆,… 加压力是靠外里键侧的摩擦通报的。通报的加压力(N)的巨细揣度如下: 假设:(1)钻杆、钻具承袭孔底土石料的负载反扭矩为:Mf=22tm; (2)1、2 杆扭矩通报影响半径为:R=195 ㎜=0.195m; (3)钢-钢摩擦系数为:k=0.11(正在有泥浆润滑条目时); 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 揣度的加压力。实践上负载反扭矩比机械的最大输出扭矩要小得众,由于较松 软的泥砂地层不会对钻具酿成众大的负载反扭矩;较硬实的风化岩层钻具截齿正在上边打滑, 不易进尺,也不行酿成众大的负载反扭矩。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,因此摩擦式钻杆通报的加压力很小。摩擦式钻杆的进尺加压力厉重来 自于最末一节钻杆和钻具的自己重量(φ440-5×13m 摩擦杆的第 5 节杆重量为:1.8t 阁下, 一个φ1.5m 的捞砂钻斗的重量为:2t 阁下,加起来共 3.8t 阁下)。 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ 加压油缸供应给动力头的加压力固然很大(20t),但通过动力头内键套键齿侧与 1 杆外键侧 的摩擦通报和各杆外里键侧的摩擦通报供应给钻具的进尺加压力却很小,因此操纵摩擦杆不 能正在较硬地层施工功课。 摩阻式钻杆加压办法,因为钻杆作扭转运动,钻杆键侧与动力头轮毂的键发生正压力,正压 力发生摩擦力,因为加压油缸对动力头的加压举动,此摩擦力告竣钻杆钻孔管事的进给运动。 机锁式钻杆加压办法,加压油缸的加压力通过动力头的轮毂端面与钻杆加压点接触,实 现钻杆钻孔管事的进给运动。因为此办法需解锁,有时解锁不彻底,容易酿成卡钻,唯有当 钻孔进给阻力大时才采用。 通过加压油缸活塞杆的伸出,告竣钻孔时的进给加压。加压油缸活塞杆缩回,起拔动力 头,正在埋钻的状况下,也可能用来起拔。加压油途上装有平均阀,正在不向加压油缸供油的情 况下,可能将动力头牢靠地锁定正在加压行程的任性职位上。 钻杆是钻机向钻具通报扭矩和压力的厉重部件。其布局和功用睹“第五章 钻杆及其应 用”。SR250 旋挖钻机出厂准绳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 旋挖钻机出厂准绳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。可能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 旋挖钻机出厂准绳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。可能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 旋挖钻机出厂准绳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 钻具是确定成孔结果的合头部件。 钻具有捞砂斗、土钻斗、螺旋斗、筒钻、清底钻斗、扩孔钻头号。可遵循区别地质状况装备 区别的钻具,使钻机正在大大都地质条目下都能高效功课。 -可编辑窜改- ______________________________________________________________________________________________________________ Welcome To Download !!! 接待您的下载,材料仅供参考! -可编辑窜改-

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