旋挖钻机钻桅及提升卷扬机构的设计文档格式.docx

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关键词：

旋挖钻机；

马达；

钻桅；

轴承

Abstract

Rotarydrillingrigisanequipmentwhichcanpourintohole.Itismultifunctionandhighefficiency.Rotarydrillingrigiswidelyusedinprimaryengineeringbuildingsthatarewaterconservancyprojects,heigh-risebuildings,urbantransportconstructions,railway,bridgesandotherroadconstructions.Theimportantsupportsandforcestructuresofrotarydrillingrigaremastswhicharemainexecutionstructures.Mastsplayimportantrolesinassuringrotarydrillingrigoncontrolandtheworkingqualities.Therearetwokindsofwinchesinrotarydrillingrig.Theyarethemainandthesecondary.Thestructureofwinchuseswinchreducer,havingwinching,movingdownandbrake.Themainwinchshouldhavemovingdownfreelyanditalsocanbringabouttwo-speedcontrols-fastandslow.Thesecondarywinchusesinpromotingdrillingtool,hangingpilecasingandputtingreinforcingcage.Thesecondarywinchisaccessorialhoistingapparatuswhenrotarydrillingrigisworking.Inordertopreventtherisingsecondarywinch’sropefromemergingthetopofmasts.It’sequippedwithanover-windswitchonthetopofmasts.Sothatitcansendsignaltosolenoidpilotactuatedvalve.Mainvalveofthesecondarywinchislinkagingthroughcontrollingpreviousoilpassagesothatcancontroltheturningofthesecondarywinch.Themainwinchandthesecondarywinchshouldhaveknotters.Hydrauliccircuitispowersourcechangingtransformsystemofrotarydrillingrigandit’salsothecontrolsystemofeachparts’functionforrotarydrillingrig.

KeywordsRotaryDrillingRigmotordrillingmastsBearing

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。

主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，旋挖钻机的额定功率一般为125～450kW，动力输出扭矩为120～400kN·

m，最大成孔直径可达1.5～4m，最大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工的要求。

该类钻机一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感,具有操作轻便、舒适等特点。

主、副两个卷扬可适用于工地多种情况的需要。

该类钻机配合不同钻具,适用于干式（短螺旋）或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业,还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等，实现多种功能，主要用于市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑、地下连续墙、水利、防渗护坡等基础施工。

国内的专家认为：

旋挖钻机在国内今后几年仍有很大的市场。

故对旋挖钻机现状与结构特点分析有着十分重要的意义。

1.2旋挖钻机的三种类型

选择旋挖钻机的原则应该是能满足用户目前的主要工程需求，兼顾今后可能发生的工程需求。

旋挖钻机根据其主要工作参数：

扭矩、发动机功率、钻孔直径、钻孔深度及钻机整机质量可以分为三种类型：

1.2.1小型机

扭矩100kN·

m。

发动机功率170kW，钻孔直径0.5～1m，钻孔深度40m左右，钻机整机质量40t左右。

小型机的应用市场定位：

（1）各种楼座的护坡桩；

（2）楼的部分承重结构桩；

（3）城市改造市政项目的各种小于1m的桩；

（4）适用于其他用途的桩。

小型机的市场工作量覆盖比例达到30%以上

1.2.2中型机

扭矩180kN·

m，发动机功率200kW，钻孔直径0.8～1.8m，钻孔深度60m左右，钻机整机质量65t左右。

中型机的应用市场定位：

（1）各种高速公路、铁路等交通设施桥梁的桥桩；

（2）大型建筑、港口码头承重结构桩；

（3）城市内高架桥桥桩；

（4）其他适用桩。

中型机的市场工作量覆盖比例达到90%以上。

1.2.3大型机

扭矩240kN·

m，发动机功率300kW，钻孔直径1～2.5m，钻孔深度80m。

钻机整机质量100t以上。

大型机的应用市场定位：

（1）各种高速公路、铁路桥梁的特大桥桩；

（2）其他大型建筑的特殊结构承重基础桩。

大型机的市场工作量覆盖比例达到10%以上。

1.3旋挖钻机的发展

1.3.1国内产品发展现状

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，1948年意大利迈特公司首先开始研制，接着意大利、德国开始发展，到了70～80年代在日本得到快速发展，当时日本称之为回转斗成桩，也叫阿司特利工法（EarthDriII），在德国、日本这类工法相当普遍。

我国在80年代初从日本引进过工作装置，配装在KH-125型履带起重机上。

1984年，天津探矿机械厂引进美国RDI公司的旋挖钻机并进行消化吸收。

1987年在北京展览馆首次展出了意大利土力公司（SOILMEC）产品，1988年北京城建机械厂根据土力公司的样机开发了1.5m直径的履带起重机附着式旋挖钻机。

1994年郑州勘察机械厂引进英国BSP公司附着式旋挖钻孔机的生产技术，但都没有形成批量生产。

1992年宝峨公司在中国北京设立了代表处，开始了对华业务。

并于1995年在天津成立了独资子公司宝峨天津机械工程有限公司，组装适合中国市场的宝峨BG20型旋挖钻机。

1998年在上海又成立了中德合资上海宝峨金泰工程机械股份有限公司，生产组装BG15型、BG24型旋挖钻机。

1998年，徐工集团开始自主开发研制RD18旋挖钻机，于99年试制成功并投入批量生产，最近几年我国旋挖钻机取得了快速发展。

后来，北京经纬巨力、三一重机等也纷纷涉足旋挖钻机的生产，目前国内外生产旋挖钻孔机厂商有近二十家。

1.3.2国内主要生产产品的技术现状分析

徐工科技：

徐工科技主要产品有RD15、RD18/RD20、RD22三种旋挖钻机，是国内较早专业生产大口径液压旋挖钻机的厂家。

该系列钻机是在广泛吸收国外同类产品先进技术的基础上设计开发的高新技术产品，主要性能指标达到了当代国际同类产品的先进水平，液压等关键零部件采用国际化配套，保证整机的可靠性。

整机采用液压伸缩式履带底盘，自行起落折叠式钻桅、伸缩式自锁钻杆，采用国际先进的PLC智能控制技术，CAN总线控制系统，具有钻孔定位自动对正、钻桅垂直度自动控制、孔深自动检测显示、钻孔速度扭矩自适应系统、故障诊断等多种智能化功能。

采用彩色屏翻屏显示，优化了界面,方便人工操作,控制器、传感器等主要电气元件采用进口件，提高了产品可靠性。

采用液压先导控制，操作方便舒适。

该系列钻机采用进口CUMMINS系列发动机，RD22还采用了电喷发动机，最大扭矩250kN·

m，最大成孔直径2500mm，具有充足的功率储备，完全可以满足在我国高原地区的施工。

徐工钻机目前主要采用进口钻杆，整机具有主副卷扬防过卷安全保护、变幅安全限位、驾驶室内先导控制切断等可靠的安全保护装置。

操纵室视野开阔，装有冷暖空调并最大限度的满足操作人员的舒适要求，整机外型美观大方，主要结构件采用高强度低合金结构钢焊接而成，机械强度高，刚度大，工作安全可靠。

北京经纬巨力工程机械有限公司：

北京经纬巨力工程机械有限公司是香港中国基础工程有限公司（CFC）100%投资控股企业，生产的产品主要有ZY120、ZY160、ZY200三种机型，其产品主要元件采用进口件，包括钻杆在内的结构件均为自制件，功能及技术性能与国内外同类产品相似，动力头采用双速减速机及单级平行轴齿轮减速增扭，所选发动机功率较大，可在高原等恶劣条件下作业。

河北石家庄煤矿机械公司：

河北石家庄煤矿机械公司最新推出的XZ-20旋挖钻孔机是该公司在引进芬兰永腾公司技术的基础上，采用技贸结合的方式生产的新产品。

该机动力头、钻杆等均从进口永腾公司进口，制造成本较高，因此售价大大高于国内同类产品机型,市场竞争力有待提高。

内蒙古北方重型汽车股份有限公司：

内蒙古北方重型汽车股份有限公司经过缜密的市场调研，与吉林大学联合研制了ZY-200型旋挖钻机，ZY-200型旋挖钻机底盘选用卡特彼勒公司履带底盘，发动机选用美国康明斯发动机，可以旋挖直径2m，深60m的桩孔，是一种技术密集、资金密集的高新技术产品。

天津宝峨公司：

天津宝峨公司是德国宝峨公司设在天津的一家独资企业，主要组装宝峨BG系列旋挖钻机和连续墙施工设备，并提供在中国所有宝峨公司产品的售后服务。

主要机型为BG20旋挖钻机，该机最大的特点是动力头为双级扭矩输出，当小扭矩输出时，最大钻进速度可达到60r/min，大大提高了施工效率，该机可配5种自锁式或摩擦式6键钻杆，长度从30～58m，发动机额定功率为145kW，耗油量小，主要适于在平原施工。

三一重机：

三一重机主要产品是SR220C机型，最大扭矩220kN·

m，最大成孔直径2000mm。

SYR220旋挖钻机选用了CATER