鑽機總體設計 液壓系統設計說明書

2022-05-31 22:39:04 字數 4666 閱讀 6057

圖1.1 型鑽機總圖

1. 固定架 2. 夾持卸扣裝置 3.

孔口導向裝置 4. 80迴轉器 5. 液壓馬達 6.

73防鬆器 7. 單重分流器(50通徑) 8. 推進架 9.

滑架 10. 變角機構 11. 機架 12.

轉盤元件 13. 步履機構 14. 支撐元件

圖1.2

1.1 鑽機主要用途

鑽機的各組成部分都採用了國內先進的組裝技術,再加上合理的液壓系統,鑽機很好的成為一體,關鍵元件選用優秀可靠的產品,全部是由液壓控制,表盤顯示,操作靈活,大大提高了工作效率,滿足了客戶需要。

本產品屬於履帶式錨固工程鑽機,整機重量小於5500公斤。履帶式錨固鑽機適用於城市中基坑支護和控制建築物位移的錨固工程。本產品是整體式鑽機,其中還配有步履機構和夾持卸扣器。

步履機構移動迅速,對中孔位置十分迅速。夾持卸扣器可以自動拆卸鑽桿和套管,這樣大大提高了工作效率。

mdl-80d型履帶錨固鑽機效能十分穩定,工作效率高,具有多用性等特點。它配和普通的鑽頭進行迴轉鑽進;往往會在堅硬的岩層採用常規的球齒鑽頭,進行高速成孔;當在堅硬岩層等不穩定的地層,往往會採用跟鑽具可進行鑽進成孔,並增加了旋噴功能。

履帶式錨固鑽機主要有如下幾大特點:

1、鑽機採用全液壓的控制、操作靈活、移位方便、機動性好、省時、省力。

2、鑽機迴轉器採用雙液壓馬達驅動,輸出扭矩大,迴轉中心較同類的產品低,大大提高了鑽機鑽孔的平穩性。

3、新型的變角機構使對孔更加的迅捷,可調節範圍增大,並且可以降低對工作面的要求。

4、針對施工地區的地質特點,對鑽機總體系統進行了優化,確保鑽機在室外溫度為40°c時,最打溫度為75°c。

5、配有專用跟管鑽進鑽具(鑽桿、套管等),成孔的***。

6、履帶式錨固鑽機主要適合於深基坑錨固支護,還可通過旋噴模組的更換,使鑽機可以進行旋噴施工。

1.2、主要技術引數

圖1.3

主要鑽進方法:潛孔錘常規鑽進、合金鑽進、螺旋鑽進。

1、鑽孔直徑(mm):φ100~φ210

2、鑽孔深度(m):60~100

3、鑽孔角度(°):0~90

4、額定輸出扭矩(nm):4500

5、額定轉速(r/min,正反轉):ⅰ檔(低速檔) 6 20 36 60 (輸出扭矩 4610

ⅱ檔(高速檔) 12 40 72 120 (輸出扭矩 1767

6、額定提公升力(kn):60

7、額定給進力(kn):30

8、給進行程(mm):2800

9、滑移行程(mm):900

10、動力:電動機,30kw+11kw+1.5kw

11、重量(kg):6000

12、爬破角度:25°

14、主機水平狀態:4800×2200×1900 (不裝固定架)

2.1、總體傳動設計

傳動的型別有按工作原理分有機械式,電力式,流體式,磁力式;按運動方式分有定傳動比、變傳動比,變傳動比又分為有級和無級以及週期性規律變化等。但傳動方案選擇必須遵循以下的幾個原則[1]:

1、綜合合理的利用各類傳動方式:

電氣傳動用動力機驅動和控制系統;機械傳動是傳動裝置中支撐性的部件用於傳動比確定和精度要求較高的場合(本鑽機動力頭的設計就屬於這種情況);液壓傳動不僅擔負了傳動功能同時也用於實現工作機部分的執行機構(本鑽機使用液壓系統一方面使桅杆豎立,動力頭上下滑動,另一方面傳動給液壓馬達,提供動力頭的動力輸入和履帶的動作);氣動多用於輔助性傳動場合。

2、功率是方案選擇的重要因素:

小功率滿足工作效能的前提下應選盡量的使其結構簡單化,成本做到最低;大功率應為要考慮到節能和降低成本的問題,則需要考慮傳動效率。

3、變速要求:要在不同的轉速之下可以鑽進。

4、標準化:各部分的零件要做到標準化。

5、固定傳動比

對於固定傳動比的傳動而言,機械式傳動裝置相對比較合適:

(1)合理安排傳動機構順序。連桿機構,凸輪機構等通常設定在靠近工作機速度較低的一端;在高速端應考慮摩擦傳動和圓錐副等。

綜上,液壓傳動為主要傳動系統,從幫浦站產生的高壓油,進入操縱台的各路控制閥。高壓油通過控制閥的工作油路一路負責履帶式錨固鑽機的快速鑽進,一路負責鑽機的行走還有動力頭的調速等等,另一路負責鑽機的另一邊行走、還有支腿油缸的工作以及鑽機在緩慢速度下的轉進鑽進和快速提公升,還有一路需要負責鑽機旋噴施工時的起塔動作、慢速和調速提公升,最後一路的液壓則需要負責鑽機自動拆卸鑽桿和套管。

mdl-80d型鑽機主要有如下幾個部件組成:

1、動力元件

動力元件由三颱電機分別帶動三組幫浦:其中一組是大雙聯幫浦,大幫浦是負責迴轉器的快速迴轉和快速提公升。還有一組是小雙聯幫浦,是負責鑽機的迴轉、行走、分配、迴轉器的加壓提公升給進。

最後一組是小幫浦,是負責鑽機的起塔、滑架移動、調速給進、支撐。鑽機開機時要注意三個電動機的轉向,其轉向要與電機後殼上或幫浦上的黃箭頭標向一致,否則鑽機不能正常工作。

2、迴轉器部分

迴轉器由雙液壓馬達驅動,經齒輪傳動變速,帶動主軸和前端鑽桿接頭正反轉,以此驅動下面的鑽桿旋轉。後面接有乙個分流器,方便接氣、漿等介質 (見附圖迴轉器示意圖

迴轉器箱體內應該貯存有足量齒輪潤滑油,使用的時候要經常檢查油量。

迴轉器的上下移動是通過鏈條作用下實現的,當鑽機工作一段時間後,迴轉器會因零件磨損而出現晃動情況,這時應及時地鬆開鎖緊螺母,旋動迴轉器與推進架連線處的緊定螺釘調整側面和底部的滑動間隙,然後重新固定螺母。耐磨板要留有一定的間隙。

3、推進架部分

推進架是支承孔口裝置、迴轉器元件、加壓提公升元件的部件。它通過鏈條帶動迴轉器進行上下進給,連線的雙頭螺栓可能會因為震動等原因而鬆動,所以施工人員要注意檢查鏈條的鬆緊。(見附圖推進架示意圖、底部滑輪示意圖、滑動導輪元件示意圖、頂部滑輪示意圖)

4、變角機構元件

變角機構元件是支承推進架的部件,在鑽機工作時,將撐桿將底架與推進架和滑架連線起來,這樣鑽機在鑽孔時,推進架就不會產生晃動

5、卸扣裝置元件

卸扣裝置元件是用來上卸套管和鑽桿的,共有六個油缸為執行元件。具體工作方法是,將所要拆卸的絲扣放在兩對卡瓦之間,將提公升給進手柄放處於浮動狀態,將分配閥處於正位,將卸扣手柄復位後再置於中位,夾緊前後兩對卡瓦,動力頭慢速反轉,鬆開主動鑽桿後,卸扣手柄上板到卸扣檔,重複幾次,拆卸完成。

6、履帶底盤

鑽機加裝了液壓履帶底盤,通過手動控制閥,輕鬆實現鑽機前進、後退、轉彎及鑽機調平,從而使其具有移位方便、機動性好,省時、省力的特點。

7、液壓系統(見圖)

8、電氣系統

由於鑽機自身不帶有動力源,故需從外部將三相交流電源接入控制電櫃中。電機採用星三角啟動,以降低啟動電流,電櫃總輸入功率為42.5kw。

電氣櫃中有漏電開關作為安全保護、又為液壓系統提供過壓保護及各種報警,使使用者隨時了解鑽機的狀態。開機前要注意電氣櫃接地線是否牢固可靠。

圖1.4 孔口裝置

圖1.5 動力頭元件

圖圖1.5步履機構

3.1. 動力頭介紹

mdl-80d型鑽機動力頭(迴轉器)由雙液壓馬達驅動,經齒輪傳動變速,帶動主軸和前端鑽桿接頭正反轉,以此驅動下面的鑽具旋轉。

動力頭箱體內應該貯存有足量齒輪潤滑油,使用時要經常檢查油量。在箱體側面設有油位螺栓口,將桅杆公升至垂直狀態,鬆動動力頭上的油位螺栓就可作檢查。

動力頭的上下移動是在鏈條作用下通過其下的滾輪元件實現的,當鑽機工作一段時間後,滾輪元件會因零件磨損而出現晃動情況,這時應及時地鬆開鎖緊螺母,旋動滾輪元件的限定螺釘來調整側面和底部的間隙,然後重新固定住螺母。耐磨板要留有一定的間隙。

3.2. 設計要求

1. 輸出調速範圍及各檔的轉速要能滿足各工作機構運動速度的要求;

2. 要求能按各工作機構需要合理分配動力;

3. 要求根據需要改變工作機構的運動方向(反檔);

4. 具有足夠的強度、剛度和耐磨性,保證工作可靠、運轉平衡、傳動效率高、發熱量小、結構簡單、維修方便、布局美觀、使用壽命長等[2];

3.3 設計步驟

1. 根據傳動系統中所給的檔數,傳動比與調速範圍,草擬傳動方案;

(1). 實地研究,確定資料,進行相應的分析;

(2). 確定動力頭的形式和布局;

(3). 確定工作總時數(根據製造緩和使用的具體情況,一般連續工作兩年);各檔時間使用率(根據鑽進工藝和鑽速級數,用統計方法得出);

(4). 繪出動力頭傳動草圖

2. 確定動力頭的主要引數,尤其是齒輪的主要引數:

包括:齒數z,中心距a,齒輪模數m,齒寬b。

3. 根據傳動比的選配齒輪,確定齒輪齒數;

4. 進行齒輪、軸、軸承等零件的強度、剛度和壽命的計算;

5. 進行結構設計,繪製裝配圖(應考慮結構的先進性、合理性、工藝性、裝配性及系列化、通用化、標準化等問題,還應注意與總體設計相協調)。

3.4 設計方案的分析與確定

動力頭中只有一檔機械變速,即只可輸出一檔轉速。但動力頭轉速可通過控制操作台上的比例閥的工作流量來控制液壓馬達的轉速,從而獲得所需要的轉速。

基於設計要求,動力頭的結構比較簡單,只需要一組齒輪嚙合即可實現,根據輸入與輸出轉速的關係可以計算出齒輪的齒數。

根據設計的要求,液壓馬達的輸入轉矩是主軸傳遞的扭矩為為此,我們採用雙馬達驅動,輸入轉矩通過齒輪軸與主軸齒輪的嚙合通過主軸輸出。兩個齒輪軸齒數相同,轉速相同,因此雙馬達對傳動比沒有影響,受到影響的只是主動軸齒輪的受力,即扭矩。

3.5 主要零部件的結構及其選用

在動力頭中,布置軸的位置時要考慮整機布置要求以及與前後部件連線的位置關係,並力求使各軸的位置有利於降低鑽機重心,有利於操縱裝置布置,撥叉接近換檔齒輪相對方便,齒輪在各軸上的布置比較合理。

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版本號 目錄1 引言 1 1.1 編寫目的 1 1.2 範圍 1 1.3 定義 1 1.4 參考資料 1 2 總體設計 2 2.1 需求規定 2 2.2 執行環境 2 2.3 基本設計概念和處理流程 2 2.4 結構 2 2.5 功能需求與程式的關係 2 2.6 人工處理過程 3 2.7 尚未解決的...

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