在工程施工中,采用机械钻孔法就地灌注桩,在国内外已成为主要施工形式,本实例设计的工程钻机就是为满足施工钻孔灌注桩而设计制造的全液压转盘式工程钻机。
一、设计原理
目前市场上使用的钻机从钻进方式可分为回转和冲击两种,从传动方式有机械的液压两类,通过综合分析后我们认为,对大口径钻进来说,回转钻进要优于冲击钻进;在传动方式上,我们认为液压传动要比机械传动更平稳,并可实现无级调速,更适合于钻进工艺要求。因此我们设计制造的工程钻机为全液压转盘式钻机。
钻机总体结构由转盘、卷扬机、机架和液压系统四大部分组成,根据目前市场上大口径钻机普遍存在实际能力低于公称能力的状态,我们经过计算,将驱动功率加大,使钻机的公称能力名实相符。根据用户的意见,我们在钻机上又增加了钻进加压装置,这又进一步提高了钻机的使用性能。
下面将设计中的一些关键问题进行简要说明:
- 转盘
这一部分是钻机的回转核心,通过它来驱动钻杆使钻头回转,其性能优劣直接影响到钻机的钻进能力。选用Φ1250回转支承实现回转并传递扭矩,该装置由模数为12mm的内齿圈、Φ45mm钢球和外圈构成,具有结构紧凑,承载能力大的特点,配置双变量液压马达和一级减速的传动方式,通过与液压泵匹配,使转速可在设计的范围内任意调整,扭矩可达50KN· m。转盘底座采用ZG35铸造,转盘盖采用结构钢板组焊,这就使转盘具有足够的传递扭矩能力。
- 卷扬
这一部分是在钻进过程中完成钻具上下、重物提升、减压钻进等功能的机构。选用配一台液压马达的二级减速传动方式,一主轴双卷筒结构,各配离合、制动系统,结构紧凑、实用。由液压马达和液压泵匹配,卷绳速度可实现无级调速,而且传动平稳,单绳提升能力为30KN,平均提升速度为0.2-1.0m/s 。
- 液压系统
钻机液压系统由一台45KW和一台5.5KW电动机分别驱动一台大排量A8V斜轴式变量柱塞泵和一台SCY14-1B小排量手动变量泵构成液压动力源,通过手动换向阀组分别控制两台变量马达和一台定量马达及油缸,实现转盘、卷扬回转和钻塔升降、滑台移动及钻进加压。 |