ZKL600型螺旋钻底盘及支腿装置设计

郑 州 雨 辰 技 术 学 院本科生毕业设计说明书题 目： ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计 指导教师： 职称： 一级中教 学生姓名： 学号： 1334095854 专 业： 机械设计制造及其自动化 院 （系）： 机电工程学院 答辩日期： 20 年 6 月 23 日 宋体小初号 加粗宋体小初号 加粗宋体三号，居中，不够可增加一行位置固定，不可调动专业为准确全称居中，填写全称郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计II摘 要随着城市高层建筑的日益增多,在基础建设施工中,步履式长螺旋钻孔机的应用越来越普遍,而对钻孔深度的要求也更为全面.该类钻机具有成孔效率高、质量好、无振动、无冲击、无噪声、无泥浆污染、耗用钢材少及机械化程度高等优点，是一种适应城市建设和改造工程的理想机械。适用我国大部分地区的土壤地质条件。配合不同钻具，适应于短螺旋、回转斗及岩层的成孔作业。本文主要是在一组已知参数的基础上，参考大量成熟产品的设计方案，对步履式底盘和液压支腿的结构需要请咨询学号数字企鹅以及参数进行研究，定型设计方向及方案，并对整个组件的结构进行合理的布置。最后，在理解设计要求的基础上，绘制出底盘及液压支腿的设计总图纸。通过查阅大量文献资料以及指导老师的悉心指导，基于成熟的加工工艺和技术要求，使我最终完成了本课题的研究设计和图纸的绘制。综合突出了制造经济、装配方便、工艺简单等有点。关键词：钻机 工艺 步履式底盘郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计IIIAbstractWith the increasing number of urban high-rise buildings, in the infrastructure construction, walking the long spiral drilling machine is used more and more popular, and to drill hole depth requirements more comprehensive. The drill with high efficiency, good quality, no vibration, no impact, no noise, no slurry pollution, consumption less steel and the advantages of high mechanization degree is an ideal machine for urban construction and renovation project to adapt. Soil geological conditions for most of our country. Coordinate with different drilling tools, which adapts to the drilling operation of the short screw, rotary bucket and rock stratum.This article is on the basis of a given set of parameters, refers to a large number of mature product design scheme, the pedrail chassis and hydraulic outriggers, the structure and the parameters of research, finalize the design direction and project and reasonable arrangement of the components of the structure. Finally, on the basis of understanding design requirements, drawing the chassis and hydraulic legs of the design of the total drawings.Through consulting a lot of documents and guiding teachers careful guidance, based on the mature processing technology and technical requirements, I finally completed the research design and drawing of this thesis. The comprehensive outstanding manufacturing economy, the assembly is convenient, the craft simple and so on a bit.Keywords: Drilling Rig craftwork Walking mobile chassis郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计IV目 录1 绪论 .11.1 长螺旋钻机主要用途： .21.2 主要特点： .21.3 长螺旋钻机主要性能： .21.4 长螺旋钻机的工作原理 .21.4.1 底盘 .31.4.2 立柱 .31.4.3 动力头 .41.4.4 行走机构 .41.4.5 拖行机构 .41.4.6 卷扬结构 .41.4.7 钻杆、钻头机构 .41.4.8 电子控制技术 .52 底盘设计 .62.1 方案论证 .62.1.1 方案一：整体焊接底盘 .62.1.2 方案二：组装式底盘 .72.1.3 方案分析 .72.1.4 论证结果 .72.2 焊接 .82.3 步履式底盘的介绍 .82.4 设计要求 .82.5 底盘的设计 .92.5.1 步履式底盘的构造及工作原理 .92.5.2 底盘的加工 .92.5.3 底盘的检查与验收 .102.6 下底盘的计算分析 .122.6.1 下底盘液压缸的分析 .123 液压支腿的设计 .143.1 支腿垂直液压缸与活动支腿的装配 .143.1.1 支腿垂直液压缸与活动支腿的装配 .143.1.2 支腿垂直液压缸与活动支腿装配分析 .143.1.3 方案的选择与改进 .15郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计V3.2 活动支腿与车架采用铰接式 .163.3 最终支腿液压缸结构 .163.4 支腿油缸的相关计算 .174 螺旋钻机成孔 .194.1 螺旋钻机的使用要求 .194.2 施工过程中注意事项 .194.3 工程事例 .194.3.1 工程地质条件 .194.3.2 储煤筒仓基础情况简介 .204.3.3 压灌桩承载力 .214.3.4 压灌桩的试桩工作 .214.3.5 压灌桩的施工 .21结论 .25致谢 .26参考文献 .27郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计11 绪论长螺旋钻机总图如下：图1.1 工作状态1.立柱 2.动力头 3.联接盘 4.钻具 5.斜撑 6.起塔油缸7.操作室 8.固定支架 9.底盘 10.过渡滑轮 11.配电柜 12.卷扬机 13.配重块郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计21.1 长螺旋钻机主要用途：长螺旋钻机主要是为了适应旋喷工法的推广而研制所成的。通过不同模块的组合，可以实现定喷、摆喷、旋喷等施工工艺；此外可用于各类软地基加固、高层建筑地下室的防渗处理、大需要请咨询学号数字企鹅江大河堤坝的整治、铁路公路桥墩的加固等。1.2 主要特点：长螺旋钻机的适应性能非常强，可以通过更换配套不同的模块以及不同的钻具。可以根据不同的需要配置成性能价格比最佳的长螺旋钻机来投入施工环境工作，并且还可以在不断的工作使用中对一些重新的设计模块进行更新，从而解决不同的旋喷工艺。长螺旋钻机在某些软土层施工时，钻孔和旋喷完全可以一次完成；旋喷提升时，在旋喷深度不高于副塔高度时，不用拆卸钻杆，亦可以一次旋喷成桩。在复杂地层应配有引孔机。长螺旋钻机采用全液压技术：长螺旋钻机移位和转向、动力头变速、钻具提升以及长螺旋钻机起塔，均采用液压控制，操作方便灵活，维护省时又省力。长螺旋钻机采用双卷扬机，采用电动控制，从而大大降低了劳动力，提高了生产效率。步履行走装置的驱动力大，对地面的压强小、对地面的附着系数大、对地面的耐磨性能好、爬坡能力较大。1.3 长螺旋钻机主要性能：（1）ZKL600 型螺旋钻主要技术参数：钻塔负荷(KN) 276钻塔高度(m) 24.5钻孔直径（mm） 600钻孔深度（m） 19钻杆转速（r/min） 23行走方式 步履式步长（m） 1.1运输方式 拖挂解体散件外形尺寸（长宽高） （m）工作状态 10.04.824.5运输状态 13.33.14.0重量：15t1.4 长螺旋钻机的工作原理长螺旋钻机的工作以及各个部位组成的认知：郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计3整台设备的动作有：主塔的起塔、回转器的加压提升、回转器的回转运动、步履行走、卷扬的起吊、支腿油缸；所有的这些动作是由多个不同型号性能的油缸和马达协调工作实现的，而油缸和马达动作的控制则是由所设计的液压系统（操控抬）实现的。通过电器原理系统控制设备中的泵站为系统提供转速和动力支持，卷扬机组则帮助实现更大范围内的作业！所有这些设备都合理的布局在底架上，使整体置于步履式底盘上，实现“行走” 。由此不难看出整台设备的生产核心在于液压系统和电器原理的设计以及相对成熟的装配工作。整台长螺旋钻机的工作理念是利用高压水（水泥浆等）冲击岩石，对岩石进行粉碎作业。高压直线水柱经过回转器的回转形成高压的螺旋水柱可以实现更大压力更大空间的作业，旋喷长螺旋钻机就是以此而得名！工作相关部件间的连接：电器柜和电动机（泵站）连接，对装置进行工作控制；泵站油路连接液压操纵台完成整个液压系统的控制；利用油管连接各个组件油缸或者油泵实现各个规定的动作（也就是说每一个部件的动作都是由相应的油缸实现） ；整个液压油路的供油由回油油箱实现；当工作的高度过大时，可以安装主副连接塔架，利用卷扬机组和天车滑轮进行钻杆的调用安装。此外卷扬机组还可用于调用钻杆和一些辅助性的物品来提高效率。1.4.1 底盘底盘结构繁多，对不同机种或不同要求的，底盘也各不一样。在 80 年代国外采用过以重型载重汽车的底盘，工作时放下支腿。还有轨式行走但必须铺设轨道，其应用受到很多限制和诸多不便。履带行走底盘，其特点是结构紧凑、运输方便、外形美观造价高,工作装置采用附着型式，主臂是伸缩箱型框架结构的，既可以用于旋挖钻机又可用于履带式起重机，大大的节约设备投资。目前国内外生产的螺旋钻机绝大多数应用的是专用底盘，这些底盘在设计上没有兼顾旋挖钻机施工特点，或多或少都存在一定缺陷。而我们的螺旋钻机采用步履式底盘，稳定性好，对地面的压强小、附着系数大、耐磨性能好。由于我国目前不可能大量使用大吨位汽车底盘作为灌注桩成孔设备的底盘。所以当务之急是需要一种适合我国国情的灌注桩成孔设备底盘的开发。针对这种情况，设计了 BQZ 型步履式全螺旋钻孔机，以步履式底盘代替了汽车式底盘，并试制成功。通过考核，显示出步履式底盘的许多优越性。鉴定结果表明能在未加平整的一般场地及松软地面上施工，场内行走灵活，就位方便准确稳定。1.4.2 立柱立柱采用可折叠式的法兰连接箱形截面结构型式，两侧配有可圆形沿滑道。钻机利用液压缸进行起降，很方便，不需拆卸，大大节约了运输时间。下部铰接上底盘，中后部铰接斜撑，顶部配有滑轮组，完成对注浆导管等的起降。郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计41.4.3 动力头动力头低速钻进、然后反转高速甩土，有液压传动、电机传动。在此设计里动力头采用成熟的三环减速，采用特制的恒功率双速电机传动，通过联轴器与变速机构连接，特别是大中心孔的减速机是最理想的动力装置，其承载好、噪音小、结构小巧、耐用。由两个冷风电机、减速器、弯头、排气装置、提升架和滑快组成。工作时电机由联轴器带动减速器的高速旋转，通过一级减速机构将动力传给输出轴, 法兰盘与输出轴连接,低速轴通过法兰带动钻杆、钻头作旋转运动。输出轴为中空式, 上部有回转接头和输送弯头, 适宜于 CFG 桩的施工。钻进速度一般都具有多档，根据不同地层进行变速。1.4.4 行走机构采用包括驱动油缸、行走小车和履靴的液压步履式行走, 实现每步1.1m 的步距。行走小车（钢轮卧进履靴内)固定连平台,能方便省力的整机移位, 整机的重心位置低, 致使整机具有的可靠稳定。移位时, 液压换向阀动作, 四支腿油缸伸出接地支撑, 履靴离地, 再操需要请咨询学号数字企鹅纵行走换向阀, 推动履靴前进。之后收起支腿, 履靴接地,油缸推动桩机在履靴轨道内滚动运动。赖于行走机构与回转机构配合，桩机可全方位行走。1.4.5 拖行机构桩机在施工完毕还可以解体,以更方便转移，为使底盘部分满足公路运输的要求,拖行装置主要由个轮胎组成，使转场运输非常方便, 而且结构简单，让支腿液压缸支地，支起底盘，现场就可以很方便快速的安装,节约了施工单位的运输费用和辅助时间。设计有拖行装置，使运输时不须整机拆卸，只把部分组件解体即可。 图 1.4.5 运输状态1.4.6 卷扬结构旋挖钻机有主卷扬和副卷扬都配有压绳器。采用卷扬减速机，卷扬有下放和制动功能，能实现快、慢双速控制。1.4.7 钻杆、钻头机构1. 地层环境决定用什么样的钻杆。钻杆其传递动力作用，将全部钻压全部传递到最深处的的钻头上，当钻头遇到坚硬的地层时，钻杆的受力条件变得复杂承受很大的扭矩，钻压和弯矩，只有钻杆本身的强度达到要求，才能保证钻头安全的动作。2. 常见的钻头郑州雨辰技术学院毕业设计说明书 ZKL600 型螺旋钻底盘及支腿装置设计5（1）短螺旋钻头 短螺旋钻头占各种螺旋钻中的大部分，切削废物存于叶片之间的间隙，结构简单、成本低。这种钻头适合地层较好时使用，不适合砂砾石较多或含水较多的地层，钻进效率低下。（2）单层底螺旋钻头地下在高水位且砂石较多的时候用单层底螺旋钻头，大