旋挖钻机前中后置主卷扬结构
旋挖钻机的基本构造及工作原理
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。
旋挖钻机的基本构造及工作原理
旋掘钻机的基础构制及处事本理之阳早格格创做分离暂时海内商场需要情况，由北京市三一沉机有限公司独力研爆收产的旋掘钻机于2003年3月1日乐成下线，暂时已经产死SR280、SR330、SR250、SR220C、SR200C、SR150及SR130C等系列化产品加进商场，稳居商场占有率第一位.第一节概括SR系列旋掘钻机是北京市三一沉机有限公司独力研收的新一代天基前提动工板滞产品，正在安排战制制上吸与了海内中出名品牌产品的便宜，主要本能达到国际共类产品火仄.闭键整部件均采与国际出名品牌的产品，保证了整机的下稳当性.SR系列旋掘钻机可广大应用于皆会下层修筑、铁路、公路、桥梁等桩前提工程的钻孔灌注桩成孔的动工，具备成桩速度快、施功效用下、环保节能等特性，正在天基前提止业竖坐了新的民族品牌.SR系列旋掘钻机的结构从功能上分，主要包罗底盘战处事拆置二大部分.从使用底盘的分歧又可分为履戴式战汽车底盘式二种规格，SR130、SR150、SR200C、SR220C、SR220R、SR250、SR280R、SR280C、SR350旋掘钻机等皆采与了液压伸缩履戴式底盘，而SRC108采与了汽车底盘，使产品具备机动性强、近距离移位便利的劣势.SR系列旋掘钻机的处事拆置主要包罗变幅机构、桅杆、主、辅卷扬、能源头、随动架、加压拆置、钻杆、钻具等（详睹“板滞结构章”）.采与了仄止四边形变幅机构、自止起降合叠式桅杆；自动统制监测主机功率、回转定位及仄安呵护；自动检测、安排钻杆的笔曲度；钻孔深度预置战监测等新技能.乌色隐现屏曲瞅隐现处事状态参数，整机把持上采与开始统制、背荷传感，最大极限天普及了支配的便当性、敏捷性战仄安恬静性，充分真止了人、机、液、电一体化.SR系列旋掘钻机所配套的短螺旋钻头、一般钻斗、捞沙钻斗等钻具，可钻进粘土层、沙砾层、卵石层战中风化泥岩仄分歧天量.第二节处事本理旋掘钻机钻进成孔工艺旋掘成孔最先是通过钻机自有的止走功能战桅杆变幅机构使得钻具能精确的便位到桩位，利用桅杆导背下搁钻杆将底部戴有活门的桶式钻头置搁到孔位，钻机能源头拆置为钻杆提供扭矩、加压拆置通过加压能源头的办法将加压力传播给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土,并间接将其拆进钻头内,而后再由钻机提下拆置战伸缩式钻杆将钻头提出孔中卸土,那样循环往复,不竭天与土、卸土,曲至钻至安排深度.对于粘结性佳的岩土层,可采与搞式或者浑火钻进工艺.而正在紧集易坍塌天层,则必须采与固态泥浆护壁钻进工艺.旋掘钻机钻进工艺与正反循环钻进工艺的基础辨别是,前者是利用钻头将破碎的岩土间接从孔内与出,而后者是依赖泥浆循环背孔中排除钻渣.第三节板滞系统的基础构制一、板滞结构：SR系列旋掘钻机的结构从功能上分，分为底盘战处事拆置二大部分.钻机的主要部件有：底盘（止走机构、底架、上车回转）、处事拆置（变幅机构、桅杆总成、主卷扬、辅卷杨、能源头、随动架、钻杆、钻具等加压）.图1 SR系列旋掘钻机结构图1、底盘2、变幅机构3、桅杆总成4、随动架5、能源头6、钻杆7、钻具8、主卷扬9、辅卷扬二、底盘底盘是钻机处事拆置部分的拆置前提，由止走机构、底架、上车回转组成，睹图2.止走机构的功能是真止钻机的止走战移位.主要由液压马达、减速机、启动轮及张紧拆置、履戴、启沉轮、托链轮、导背轮等部件组成.止走拆置通过液压系统统制，可真止前止、后止、左转直、左转直、本天火仄转化等动做.止走机构的履戴具备张紧度安排功能.当履戴过于紧张时，效用仄常处事，需适时安排其张紧度.安排履戴张紧度时，用脚压黄油泵背张紧拆置的张紧油缸注油心注进适量油脂.张紧油缸的注油心位子如图“A”处.底架用于拆置战支启履戴止走机构，内里拆有液压油缸、液压系统的“核心回转接洽”.上车的液压系统的处事压力油液通过“核心回转接洽”传输到履戴止走机媾战履戴伸缩机构.通过液压油缸的伸缩疏通真止了履戴止走机构的展宽战缩回.那一功能使钻机正在处事时展宽二履戴的中边距，普及了整机处事的宁静性；正在车载输送时缩回履戴，减小整机宽度，符合了公路接通规则的央供.回转台是处事拆置部分的拆置前提，收效果、液压系统、驾驶室、变幅机构、回转合面构、配沉等部件间接拆置正在其上.图2 SR系列旋掘钻机底盘1、SR130/150型旋掘钻机底盘型号为SY230R，采与的是三一集团SY230老练的掘掘机底盘改制而成.能源系统(收效果) 采与的是暂时国际上进步的能源拆置之一的康明斯6BTA5.9-C型涡轮删压柴油收效果，它不妨自感触背载变更，并相映安排功率的大小.2、SR200型旋掘钻机底盘型号为SY310R，采与三一集团SY310老练的掘掘机底盘改制而成.能源系统(收效果) 采与的是康明斯的超强力、大扭矩、电控、曲喷、涡轮删压、中热型QSB5.9-240型柴油机，可正在下海拔天区处事.3、SR220C型战SR250型旋掘钻机底盘型号为CAT330C采与CAT C—9电喷涡轮删压中热柴油收效果，也是暂时国际上最进步的能源拆置之一.不妨感触背载变更，并相映安排输出功率的大小.该收效果噪音矮，振荡小，环保下效，本能宁静稳当.SR420三、处事拆置处事拆置包罗变幅机构、桅杆总成、随动架、能源头、主卷扬、辅卷扬、加压拆置、钻杆、钻具等.1、变幅机构变幅机构是桅杆的拆置部件.由动臂、三角架、支撑杆、变幅油缸、桅杆油缸等组成，睹图3.通过变幅油缸、桅杆油缸的效用，不妨使桅杆近离或者靠拢肌体战改变桅杆前后倾角，安排桅杆的处事幅度或者输送状态的整机下度.图3 SR系列旋掘钻机变幅机构回转台—动臂—支撑杆—三角架通过销轴铰接，组成一个仄止四边形机构.当变幅油缸伸缩而改变处事幅度时，桅杆战三角架只做上下仄止移动.谦脚了桅杆仄移，降降的工况央供.2、桅杆总成桅杆总成由桅杆战滑轮架组成，睹图4.桅杆是钻机的要害机构，是钻杆、能源头的拆置支启部件及其处事进尺的导背部件.其上拆有加压油缸，能源头通过加压油缸支启正在桅杆上，桅杆安排二侧有矩形导轨，对于那二个处事机构（能源头、随动架）的处事进尺起导背效用.图4 SR系列旋掘钻机桅杆桅杆为三段可合叠式，分为上段、中段、下段，输送状态时，将上段、下段合叠拆置，以减小输送状态时整机少度.滑轮架结构如图5，拆置于桅杆的顶端，处事时用螺栓与桅杆连接. 滑轮架上的主卷扬滑轮战辅卷扬滑轮用以改变卷扬钢丝绳疏通目标，是提下、低沉钻杆战物件起吊的要害支撑部件.滑轮架为合叠式，输送时与桅杆铰接连接，以降矮输送状态时整机的下度.图5SR系列旋掘钻机滑轮架3、随动架随动架是钻杆处事的辅帮拆置，结构如图6，一端拆有轴启并与钻杆螺栓连接，对于钻杆起回旋支启效用；另一端设有导槽与桅杆二侧导轨滑动连接，运止于桅杆齐少，是钻杆处事的导背部件，扶持钻杆仄常处事.图6 SR系列旋掘钻机随动架4、能源头能源头是钻机最要害的处事部件，结构如图7，它由液压马达、减速机、能源箱、慢冲拆置、滑移架、连接板、压盘组成.能源箱内有一组与回转支启牢固正在所有的齿圈，齿圈与轮毂牢固，轮毂内壁有三组启动键.杆导轨导背.压盘的效用是钻斗上提时与钻斗上的碰块相碰，挨启钻斗卸渣.SR220C旋掘钻机能源头匹配二种输出转速：一种是矮速大扭矩，用于仄常成孔做业；另一种是下速小扭矩，用于空载卸土.二种转速通过液压系统举止切换，切换时有3秒滞后延时.其余钻机不下速甩土功能.5、主卷扬卷扬由液压减速机构、卷筒、卷扬支座、钢丝绳、绳套等组成，结构如图8.主卷扬的功能是提下或者下搁钻杆，是钻机完毕钻孔处事的要害组成部分，其提下战下搁钻杆的处事由液压系统启动战统制.正在钻机举止成孔处事时，须挨启主卷扬制动器；使系统中主卷扬马达进、回油通讲互相导通，卷扬机系统处于浮动状态，那样才搞支配加压油缸对于钻杆举止加压，以便钻杆乐成举止钻进.图8SR系列旋掘钻机主卷扬6、辅卷扬辅卷扬由液压减速机构、卷筒、卷扬支座、钢丝绳、绳套等组成.辅卷扬置于三角架内，其功能是吊拆钻具以及其余不大于额定起沉量的沉物，是钻机举止仄常处事的辅帮起沉设备.7、加压拆置加压拆置由加压油缸战能源头总成组成.加压油缸牢固于桅杆上，加压油缸活塞杆对接于能源头滑移架上.8、钻杆部分：一、钻杆的典型根据钻孔时采与的钻进加压办法分歧，钻杆分为三种典型：摩揩加压式钻杆（简称：摩揩杆）、机锁加压式钻杆（简称：机锁杆，又称：凯式钻杆）战拉拢加压式钻杆（简称：拉拢杆）.摩揩式钻杆（睹图1）普遍用于较硬天层的钻孔动工，可钻进淤泥层、泥土、（泥）砂层、卵（漂）石层.摩揩式钻杆普遍制成5节，1～4节杆每节钢管少13米.钻孔深度可达60米安排.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、一杆中键10、一杆内键11、弹簧座（托盘）12、钻杆弹簧13、圆头14、销轴“钻杆节杆号”：旋掘钻机钻杆是由数节曲径大小不等的形成，每节杆钢管的中圆按120°均布焊有通少中键；除最里边一节杆中，每节杆下管（少度500～1000㎜）钢管内圆弧里上皆焊接（或者拆置）了内键（内键少度500～900㎜），产死120°均布的三个内键槽，与其相邻内杆的中键配拆，留有脚够的间隙，使中键能正在内键槽内齐少自由伸缩滑动；除1杆中每节杆的上端部皆焊接（或者拆置）有挡环；（a）钻杆中断状态（b）钻杆断里结构（c）钻杆伸出状态图5 摩揩杆结构图中键的效用：传播旋掘扭矩战加压力；内键的效用：（1）传播旋掘扭矩战加压力，（2）与相邻内杆钢管的径背定位；挡环的效用：（1）与相邻中杆钢管的径背定位，（2）该杆真足从其中杆背下伸出时，挡环被其中杆内键上端里挡住，遏止该杆从其中杆下管滑降脱出.摩揩杆各节杆上的中键是焊正在钢管上圆周120°均布的3条（或者6条）通少钢条，无台阶（无加压面）.机锁杆各节杆上的中键是焊正在各节杆钢管上圆周120°均布的3条（或者6条）戴有加压端里（有台阶）或者齿里的钢条.最里边一节杆上端部焊拆有扁头，其与提引器相对接，通过旋掘钻机的主卷扬、钢丝绳将钻杆吊起.其下端部焊拆有圆头，由它将能源头传去的旋掘扭矩战加压力传播给钻具.正在该杆的下部还拆有减振弹簧战弹簧座（托盘），该二整件托着其余各节钻杆，正在提、搁钻杆支配时减小其余各节钻杆的惯性冲打，对于提引器、钢丝绳战主卷扬等整部件起慢冲呵护效用.第1节杆上端部焊（拆）有可与随动架的滑动支撑对接的法兰盘，通过螺栓与随动架对接；正在其上部拆置有橡胶减振环，以减小钻杆对于能源头的冲打.2、钻杆的提下战伸搁钻杆正在真足缩进状态被拆置到旋掘钻机上，整根钻杆的沉量通过最内一节杆的扁头战提引器相对接效用正在主卷扬钢丝绳上.最内一节杆通过焊接（或者拆置）正在其上的圆盘战拆置的弹簧、弹簧座（托盘）将其余各节杆托起（弹簧座的中径与一杆钢管中径相共）.钻杆下搁（伸出）：钢丝绳下搁，钻杆由于自沉真足低沉，1杆正在能源头内键套内滑动低沉.当1杆上的减振环遇到能源头上仄里时，1杆主能源头托住，停止低沉；钢丝绳继启下搁，其余各节杆正在沉力效用下所有继启低沉.当第2节杆的挡环遇到1杆下管内键上端里时，2杆被1杆挡住，停止低沉；钢丝绳继启下搁，其余各节杆正在沉力效用下所有继启低沉.当第3节杆的挡环遇到2杆下管内键上端里时，3杆被2杆挡住，停止低沉.如许继启，曲到各节杆局部伸出，将拆置正在最里边一节杆圆头上的钻具下搁到孔底.由此可睹，各节钻杆的伸出（下搁）是由中背里举止的.钻杆提下（缩进）：（以5节杆为例）屡屡钻进中断后，钢丝绳提下，5杆戴着钻具所有进与提下，共时5杆背4杆内缩进.当5杆真足加进4杆内时，拆置正在5杆上的弹簧座（托盘）将4杆托起，戴着4杆所有降下，共时4杆、5杆所有背3杆内缩进.如许继启，曲到5、4、3、2各节杆局部缩进1杆内，而且1杆也被弹簧座托起正在能源头内键套内滑动降下，曲至钻杆战钻具局部提出大天.由此可睹，各节钻杆的提下（缩进）是由内背中举止的.三、钻杆扭矩传播战加压本理钻机正在钻孔做业时，钻杆要将能源头的二个效用力传播给钻具，一个是圆周目标的旋掘扭矩M（圆周力F）；另一个是轴背的加压力N.把那二个效用力从第1节钻杆传播给第2节钻杆；第2节钻杆传播给第3节钻杆…最终一节钻杆传播给钻具.那二个效用力的传播是靠表里一节杆下部的内键战其内里一节杆的中键相互效用完毕的.由于摩揩杆战机锁杆加压力传播的效用本理分歧，故分启叙述.底下均以第1、2节钻杆为例叙述各节钻杆传播旋掘扭矩战加压力的上，δ2是内中键单边间隙.图6（b）是钻杆正在旋掘、加压状态的示企图.能源头通过其内键套的键齿将旋掘扭矩M传播给1杆，1杆转化，当左侧内键顶上2杆中键后（睹图6（b））继启转化，把扭矩传播给了2杆.2杆转化，把扭矩传播给3杆，…加压力是靠内中键侧的摩揩传播的.传播的加压力（N）的大小估计如下：假设：（1）钻杆、钻具启受孔底土石料的背载反扭矩为：Mf=22tm；（2）1、2杆扭矩传播效用半径为：R=195㎜=0.195m；（3）钢-钢摩揩系数为：k=0.11（正在有泥浆润滑条件时）；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摩揩力=k××112.82=12.41(t)；N= f摩揩力=12.41(t)以上是以SR220C旋掘钻机为例，而且假定背载反扭矩与其最大输出扭矩相等，即Mf=M=22tm估计的加压力.本量上背载反扭矩比呆板的最大输出扭矩要小得多，果为较紧硬的泥砂天层不会对于钻具产死多大的背载反扭矩；较硬真的风化岩层钻具截齿正在上边挨滑，阻挡易进尺，也不克不迭产死多大的背载反扭矩.背载反扭矩小→F圆周力小→F 正压力小→f摩揩力小→N加压力小，所以摩揩式钻杆传播的加压力很小.摩揩式钻杆的进尺加压力主要去自于最终一节钻杆战钻具的自己沉量（φ440-5×13m摩揩杆的第5节杆沉量为：1.8t安排，一个φ1.5m的捞砂钻斗的沉量为：2t安排，加起去共3.8t安排）.加压油缸提供给能源头的加压力虽然很大（20t），但是通过能源头内键套键齿侧与1杆中键侧的摩揩传播战各杆内中键侧的摩揩传播提供给钻具的进尺加压力却很小，所以使用摩揩杆不克不迭正在较硬天层施处事业.摩阻式钻杆加压办法，由于钻杆做转化疏通，钻杆键侧与能源头轮毂的键爆收正压力，正压力爆收摩揩力，由于加压油缸对于能源头的加压动做，此摩揩力真止钻杆钻孔处事的进给疏通.机锁式钻杆加压办法，加压油缸的加压力通过能源头的轮毂端里与钻杆加压面交战，真止钻杆钻孔处事的进给疏通.由于此办法需解锁，偶尔解锁不真足，简单制成卡钻，惟有当钻孔进给阻力大时才采与.通过加压油缸活塞杆的伸出，真止钻孔时的进给加压.加压油缸活塞杆缩回，起拔能源头，正在埋钻的情况下，也不妨用去起拔.加压油路上拆有仄稳阀，正在不背加压油缸供油的情况下，不妨将能源头稳当天锁定正在加压路程的任性位子上.钻杆是钻机背钻具传播扭矩战压力的要害部件.其结媾战服从睹“第五章钻杆及其应用”.SR250旋掘钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（14米×5节），钻孔灵验深度可达68米.SR220C旋掘钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（13米×5节），钻孔灵验深度可达58米.不妨配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（14米×5节），钻孔灵验深度可达68米.SR200旋掘钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式四节钻杆（13米×4节），钻孔灵验深度可达48米.不妨配用的钻杆是磨阻式五节钻杆（13米×5节），钻孔灵验深度可达58米.SR130旋掘钻机出厂尺度配用的钻杆是磨阻式四节钻杆（11米×4节），钻孔灵验深度可达42米.9、钻具钻具是决断成孔效用的闭键部件.钻具备捞砂斗、土钻斗、螺旋斗、筒钻、浑底钻斗、扩孔钻头等.可根据分歧天量情况摆设分歧的钻具，使钻机正在大普遍天量条件下皆能下效做业.。
CFG长螺旋钻机结构图
7、动力头 该机动力头采用两个液压马达驱动，动力头可自适应地层变化，根据不同的地质情况调节钻杆转速，提高工作效率。输入法兰依次与联接盘、螺旋杆，钻头联接进行钻孔作业。该机动力头上可配超流态回转接头与注浆器，以适应超流态砼施工与高压注浆等施工工艺的要求。
操纵机构
操纵室位于钻机后部主卷扬机前方，铁壳结构，三面开窗，可保证视野开阔，安全舒适。钻机是由电液联合控制，所有操纵电钮及手柄都置于操纵室前方的控制面板上，操作方便快捷。
f、将斜撑联接好，注意丝扣法兰螺栓不装，然后将斜撑顶部与立柱联接，下部放在起架装置上。
g、将配重挂在底盘尾部。
至此整机安装过程结束，处于起架状态
(3)起架操作方法：
A、操纵主卷扬机，将立柱拉起至75～80度，将斜撑底部胶管与底盘上快速接头联接。
B、操纵斜撑油缸换向阀，将油缸伸出（注意导向管警戒线不要超过），斜撑底部与底盘上销轴位置找正，用销子安装固定，主卷扬停止动作。
1、桩机参照桩பைடு நூலகம்保养规程。
2、电机参照电机保养规程。
3、卷扬机、立柱及导轨、回转机构、行走机构、电液控制系统等要经常定期检查，及时加注润滑脂（油）进行维护，对于那些处于经常磨损或冲击部分的电线、电缆及油管应加保护管。
4、液压系统：液压油箱应保持清洁。第一次更换液压油时间为150h，第二次为300h,以后每1000h更换一次。
７、钻头磨损小于基本尺寸20mm时，应更换钻头，以免将螺旋钻杆上的螺旋叶片磨损。
注意事项：
１、施工现场要求平整，斜度不得大于±2o。
２、安装地面须坚实，能承受接地比压0.3Mpa以上。
３、起架与安装时需25t以上起重机配合。
４、施工前检查各滑轮转动是否灵活，钢丝绳有无损伤，各联接部位是否牢靠等。
旋挖钻机钻桅及提升卷扬机构的设计
摘要旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩成孔设备，被广泛应用于水利工程、高层建筑、城市交通建设、铁路公路桥梁等桩基础工程的施工。
桅杆作为旋挖钻机主执行机构的重要支撑和受力构件，是旋挖钻机工作的重要组成部分，对于保证钻机的正常运行和工作质量起着重要作用。
旋挖钻机的卷扬有主副卷扬2种，卷扬的结构采用卷扬减速机，具有卷扬、下放、制动功能，主卷扬应具有自由下放功能，且实现快、慢双速控制。
副卷扬用以提升钻具、吊放护筒、下钢筋笼等，是旋挖钻机进行正常工作的辅助起重设备。
为了防止副卷扬钢丝绳上升时自桅杆顶部脱出，在桅杆顶部设有防过卷开关，将开关信号引到电磁阀，通过控制先导油路来控制主阀副卷扬联动作，从而控制副卷扬马达的回转。
主、副卷扬应配有压绳器。
液压系统是钻机的能源转换系统, 也是钻机各职能部件的控制系统。
关键词：旋挖钻机；马达；钻桅；轴承AbstractRotary drilling rig is an equipment which can pour into hole.It is multifunction and high efficiency.Rotary drilling rig is widely used in primary engineering buildings that are water conservancy projects,heigh-rise buildings,urban transport constructions,railway,bridges and other road constructions.The important supports and force structures of rotary drilling rig are masts which are main execution structures.Masts play important roles in assuring rotary drilling rig on control and the working qualities.There are two kinds of winches in rotary drilling rig .They are the main and the secondary.The structure of winch uses winch reducer,having winching,moving down and brake.The main winch should have moving down freely and it also can bring about two-speed controls -fast and slow.The secondary winch uses in promoting drilling tool,hanging pile casing and putting reinforcing cage.The secondary winch is accessorial hoisting apparatus when rotary drilling rig is working.In order to prevent the rising secondary winch’s rope from emerging the top of masts.It’s equipped with an over-wind switch on the top of masts.So that it can send signal to solenoid pilot actuated valve.Main valve of the secondary winch is linkaging through controlling previous oilpassage so that can control the turning of the secondary winch.The main winch and the secondary winch should have knotters.Hydraulic circuit is power source changing transform system of rotary drilling rig and it’s also the control system of each parts’ function for rotary drilling rig.Keywords Rotary Drilling Rig motor drilling masts Bearing目录1 绪论 (1)1.1概论 (1)1.2旋挖钻机的三种类型 (1)1.2.1小型机 (1)1.2.2中型机 (1)1.2.3大型机 (2)1.3旋挖钻机的发展 (2)1.3.1国内产品发展现状 (2)1.3.2国内主要生产产品的技术现状分析 (2)1.4国内外旋挖钻机结构特点的探讨 (5)2 卷筒及防跑偏装置 (7)2.1钢丝绳的确定 (8)2.1.1旋挖钻机钢丝绳的使用工况及技术要求 (8)2.1.2钢丝绳分类 (8)2.2钢丝绳的计算 (9)2.3钢丝绳长度的优选 (9)2.4影响钢丝绳寿命的主要原因 (10)2.4.1钢丝绳的润滑性能和表面特性 (10)2.4.2钢丝绳与卷扬机的联结状况 (10)2.4.3导向轮的运转灵活程度 (11)2.4.4定滑轮的磨损程度及润滑 (11)2.5卷筒 (11)2.5.1卷筒直径计算 (11)2.5.2卷筒技术条件 (14)2.6防跑偏装置 (16)2.6.1引言 (16)2.6.2压绳器原理及工作过程 (16)3 液压马达 (18)3.1液压马达的分类及特点 (18)3.2液压马达的工作原理 (18)3.2.1叶片式液压马达 (18)3.2.2径向柱塞式液压马达 (19)3.3液压马达的主要技术参数 (19)3.4液压马达的选择 (19)3.4.1液压马达的计算 (19)3.4.2液压马达的特征 (21)4 轴承的计算与润滑 (23)4.1滚动轴承 (23)4.1.1主滑轮轴承的计算 (23)4.1.2副滑轮轴承的计算 (26)4.2滚动轴承的润滑 (28)4.3滚动轴承的密封 (29)5 桅杆 (31)5.1桅杆 (31)5.2各部件与钻桅的装配关系 (32)5.3钻桅计算工况的选择 (33)5.4桅杆强度计算 (34)6液压系统 (37)6.1液压系统 (37)6.2电液比例技术 (37)6.3主卷扬工作原理 (39)6.4液压控制阀的确定 (40)6.4.1液压阀选择的总体原则 (40)6.4.2方向控制阀的选用 (40)6.4.3压力控制阀的选用 (41)6.4.4流量控制阀选用 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)附录1 (45)英文资料 (45)中文翻译 (61)1 绪论1.1概论旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。
旋挖钻机主卷扬的三种控制系统
１．控制阀控制方式
此种控制方式是最常用的一种，是将 马达的补油功能、冲洗功能、提供减速机 制动油源等功能集成为一体ｆ如图ｌ所 示１。其中５口为马达补油口，研口为提供 减速机制动油源口，Ａ、日为马达工作油 口。当主控阀打开以后，Ｂ口得到高压油， 制动阀内的油路一路经过梭阀６进入制 动器释放阀，打开开关功能阀５经过减压 阀４到达所口打开减速机制动器即解除 手制动；一路油进入马达内：另一路油经 过阻尼孔ｌ推动制动阀阀芯９即解除脚 制动，Ａ口回油马达开始旋转工作。在这 个过程中通过阻尼孔ｌ实现了ｔ１（脚制动 滞后手制动开启时间），即打开减速机制动 器的时间要先于打开马达制动阀阀芯的 时间。当主控阀关闭以后，曰口停止供油。 原推动制动阀阀芯９的液压油迅速通过 阻尼孔２及单向阀卸压，制动润阀芯９回 到中位而实现脚制动；原打开减速机制动 器的所口油经过阻尼孔３卸压进入马达 壳体内，减速机制动器关闭而实现手制 动。在这个过程中，通过阻尼孔３实现了 ￡３（脚制动先于手制动闭合时间），即关闭 减速机制动器的时间要迟于关闭马达制 动阀阀芯的时间，要想将减速机制动器的 关闭时间￡３再延长，可以在减速机制动口 处加装单向节流阀。另外，由外力所产生 的马达转速超过进油量对应的马达转速 时，马达就会出现供油不足。而主卷扬在 带钻杆下降时很容易出现马达超速现象 而引起供油不足，因此一般情况下都会在 Ｓ口常供０．５ ＭＰａ压力的液压油。Ｂｒ口油 是系统压力，Ａ、Ｂ口油经过减压阀４用于 打开减速机制动器的，内装的开关功能阀 ５是避免大于１．０ ＭＰａ的循环压力而降低 减速机的制动力矩。 通先导控制回路，又称液压继电阀，如图２ 所示。发动机启动后，先导系统就会以稳 定的３ ＭＰａ工作压力开始工作，这时隔离 阀２前端的Ｐ口就会存在稳定的３
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旋挖钻机主卷扬机构3种布置形式----优缺点
台面积较大，主卷扬机构安装维修不便。
（3）后置主卷扬机构后置主卷扬机构 的布置形式多用于利用挖掘机底
盘进行改装的大型旋挖钻机，多采用单
层绕绳卷筒，多为双液压马达、双减速 器驱动，也有少量采用双液压马达、单
减速器驱动。后置主卷扬机构主要有以
下3个优点：一是可以采用挖掘机底盘， 不用单独设计专用底盘；二是可
绳跳绳、乱绳等弊病，提高了钢丝绳使
用寿命；二是主卷扬机构靠近回转支承 中心部位，主卷扬机构提升、下放时，
对回转支承及回转平台主梁施加的弯矩
较小；三是钢丝绳对桅杆后背的导向滑 轮的包角较小，滑轮的磨损较小；
四是主卷扬机构的提升力对桅杆施加的
弯矩较小。主卷扬机构中置的缺点是： 只能采用自制或定制专用底盘，回转平
采用单层绕绳卷筒，避免钢丝ห้องสมุดไป่ตู้跳绳、
乱绳等现象，从而提高了钢丝绳使用寿 命；三是主卷扬机构布置在配重之前，
相当于增加了一部分配重，从而提高了
旋挖钻机的稳定性。后置主卷扬机构的 缺点有4点：一是与主卷扬机构前
置比较，主卷扬机构后置对挖掘机底盘
的改装工作量较大；二是钢丝绳对桅杆 后背导向滑轮的包角较大，钢丝绳与滑
绳、乱绳、咬绳等现象，钢丝绳的使用
寿命缩短。（2）中置主卷扬机构中置 主卷扬机构的布置形式多用于专用
底盘的中、大型旋挖钻机。卷筒多为单
层或双层绕绳。多为双液压马达、双减 速器驱动，也有少量为双液压马达、单
减速器驱动。中置主卷扬机构主要有以
下4个优点：一是可以安装直径较大、 单层绕绳的卷筒，从而避免了钢丝
装主卷扬机构，底盘改造工作量小；二
是可使采用自制底盘的旋挖钻机，回转 平台布置更加紧凑、合理，从而可减小
车载旋挖钻机的基本结构
车载旋挖钻机的基本结构车载旋挖钻机是一种以载重汽车为底盘，主要用于建筑基础工程中成孔作业的设备。
车载旋挖钻机由于是全桥驱动，对场地要求不苛刻；可以自行转场，降低运输费用；作业范围大小不限，机动灵活；配置现代施工机具，适应各种地质条件，施工效率高，此外也符合我国现阶段大规模市政改造和小城镇建设以及各种工程的需要，且能带来巨大的经济效益，因此具有很强的竞争力。
车载旋挖钻机一般由汽车底盘，加强梁与支腿，操纵、控制系统，主、辅卷扬，回转与调整机构，动力头与加压机构，钻杆与钻头以及立柱组成底盘车载旋挖钻机的行走机构即改造后的汽车底盘。
车载旋挖钻机的底盘通常采用载重汽车底盘改装而成。
除了满足作业机动性要求外，底盘的原有悬挂弹簧钢板需加强。
加强梁与支腿车载旋挖钻机的分类有多种。
由于车载旋挖钻机工作时重力很大，普通的汽车底盘结构不足以承担几十吨的上车，因此要焊接强度足够大的加强梁，以满足强度要求。
此外，车载旋挖钻机钻孔时，由于轮胎的接地比压过大，汽车轮胎不能承受。
故需用液压支腿来支撑。
按照车载旋挖钻机的支腿形式可分为蛙式支腿车载旋挖钻机、H型支腿车载旋挖钻机、X型支腿车载旋挖钻机、辐射式支腿车载旋挖钻机以及摆动支腿车载旋挖钻机。
蛙式支腿车载旋挖钻机支腿的活动支腿铰接在固定支腿上，其展开动作由液压缸完成，特点是结构简单、重量较轻，但支腿跨度不大。
H型支腿车载旋挖钻机的支腿有2个液压缸，因活动支腿伸出后，工作时垂直支腿撑地，形如H而得名。
特点是支腿跨距较大，对场地适应性较好，目前已被广泛采用。
X型支腿车载旋挖钻机的支腿工作时，支腿呈X型，离地间隙小，在撑脚着地的过程中有水平位移发生，当其为小幅度时，重物活动的空间比H型支腿的要大。
辐射式支腿车载旋挖钻机以回转支承的回转中心为中心，从车架的盆形架向下呈辐射状向外伸出4个支腿。
特点是稳定性好，在作业时，全部载荷不经过车架而是直接作用在支腿上，因此，可减轻车架自重并降低整机重心高度，保护底盘不受损坏。
XR360旋挖钻机技术规格书(修订)
XR360旋挖钻机技术规格书徐州徐工基础工程机械有限公司二О一二年二月XR360旋挖钻机XR360旋挖钻机优势（亮点）介绍1、专用液压伸缩式履带底盘，具有超强的稳定性和运输的便捷性；2、进口康明斯涡轮增压发动机，采用先进电液控制技术，动力强劲。
3、前置单排绳主卷扬结构，钢丝绳寿命大大延长，使用成本更低。
4、多种钻杆配置可供选择，可满足大孔深桩硬地层施工，最大钻深102米。
5、可选多功能配置：支腿油缸，套管驱动。
扩展性好。
6、标配集中润滑系统，维护保养更便捷，提高工作可靠性。
目录一、技术介绍二、主要技术参数三、主要配套件明细四、运输方案五、随车技术文件技术规格产品型号：XR360旋挖钻机生产厂家：徐州徐工基础工程机械有限公司XR360旋挖钻机广泛用于公路、铁路、桥梁、港口码头、高层建筑等基础工程施工中混凝土灌注桩的成孔作业。
一、技术介绍1、底盘XR360装备钻机专用底盘，具有超强稳定性。
底盘采用重型液压可伸缩式履带，便于运输，行走性能优越。
履带宽度（缩回/伸出） 3500/4800mm履带板宽度 800 mm轮距 5484mm履带长度 6535mm支重轮数量 2X12个驱动力 570kN·m爬坡度 35%行走速度 1.5km/h接地比压 105.5kPa总工作重量 92000Kg（裸机重量：76400Kg）2、发动机系统发动机选用进口康明斯电控涡轮增压发动机，动力强劲，足够的动力储备满足高原施工、噪音达到国家标准。
发动机型号 QSM11-C400额定功率 298kW（400HP）发动机最大扭矩1898 N.m /（1400r/min）额定转速 2100 r/min满足排放标准 U.S. EPA Tier 3, CARB Tier 3, EU StageIIIA 燃油箱容积 650L3、液压系统液压系统采用负荷传感技术，使液压系统效率更高，更加节能。
系统压力 33 MPa流量（主回路+辅助回路） 2X285 l/min+1X144 l/min液压油箱容积 865 L4、驾驶室具有FOPS功能的防噪驾驶室，座椅可调，冷暖空调，内外照明灯，风挡雨刮器。
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旋挖钻机前中后置主卷扬结构
旋挖钻机主卷扬机构的功能是提升或下放钻杆。
主卷扬机构按其在整机上的位置可分为前置、中置和后置3种，按主卷扬机构的驱动形式可分为单减速器驱动和双减速器驱动2种。
下面详细说明：
1. 主卷扬机构布置形式
主卷扬机构安装在旋挖钻机桅杆或变幅机构上称为前置主卷扬机构；安装在回转平台的中部，即回转支承中心附近称为中置主卷扬机构；安装在回转平台的后部，即发动机之后、配重之前称为后置主卷扬机构。
（1）前置主卷扬机构
前置主卷扬机构的布置形式多用于挖掘机底盘改装的小、中型旋挖钻机，且多为单液压马达驱动。
因受桅杆或变幅机构空间的限制，此种主卷扬机构多采用直径较小的卷筒，卷筒上缠绕多层钢丝绳。
前置主卷扬机构主要有以下3个优点：一是不需在上车回转平台上安装主卷扬机构，底盘改造工作量小；二是可使采用自制底盘的旋挖钻机，回转平台布置更加紧凑、合理，从而可减小回转平台的面积，使旋挖钻机操作灵巧、便捷；三是主卷扬机构的提升力只对桅杆产生正压力，而不会对桅杆产生弯矩，从而使桅杆受力较为合理。
前置主卷扬机构的缺点主要是：卷筒只能采用多层钢丝绳缠绕，钢丝绳易出现跳绳、乱绳、咬绳等现象，钢丝绳的使用寿命缩短。
（2）中置主卷扬机构
中置主卷扬机构的布置形式多用于专用底盘的中、大型旋挖钻机。
卷筒多为单层或双层绕绳。
多为双液压马达、双减速器驱动，也有少量为双液压马达、单减速器驱动。
中置主卷扬机构主要有以下4个优点：一是可以安装直径较大、单层绕绳的卷筒，从而避免了钢丝绳跳绳、乱绳等弊病，提高了钢丝绳使用寿命；二是主卷扬机构靠近回转支承中心部位，主卷扬机构提升、下放时，对回转支承及回转平台主梁施加的弯矩较小；三是钢丝绳对桅杆后背的导向滑轮的包角较小，滑轮的磨损较小；四是主卷扬机构的提升力对桅杆施加的弯矩较小。
主卷扬机构中置的缺点是：只能采用自制或定制专用底盘，回转平台面积较大，主卷扬机构安装维修不便。
（3）后置主卷扬机构
后置主卷扬机构的布置形式多用于利用挖掘机底盘进行改装的大型旋挖钻机，多采用单层绕绳卷筒，多为双液压马达、双减速器驱动，也有少量采用双液压马达、单减速器驱动。
后置主卷扬机构主要有以下3个优点：一是可以采用挖掘机底盘，不用单独设计专用底盘；二是可采用单层绕绳卷筒，避免钢丝绳跳绳、乱绳等现象，从而提高了钢丝绳使用寿命；三是主卷扬机构布置在配重之前，相当于增加了一部分配重，从而提高了旋挖钻机的稳定性。
后置主卷扬机构的缺点有4点：一是与主卷扬机构前置比较，主卷扬机构后置对挖掘机底盘的改装工作量较大；二是钢丝绳对桅杆后背导向滑轮的包角较大，钢丝绳与滑轮的磨损较大，钢丝绳使用寿命较短。
三是钢丝绳绕过后背滑轮提升、下放时，桅杆承受的弯矩较大。
四是主卷扬机构后置会对回转支承产生较大的倾覆力矩，并对回转平台主梁产生较大的交变载荷，容易引起回转平台主梁疲劳损坏。
文章来自铁甲工程机械网。