山推旋挖钻机.ppt

旋挖钻机产品培训 ShantuiConstructionMachineryCo Ltd 旋挖钻机简介 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 它广泛用于市政建设 公路铁路桥梁 高层建筑等地基础施工工程 特别是在目前国家扩大内需的环境下 其市场空间非常广阔 自1999年首台国产旋挖钻机下线至今已近10年的时间 旋挖钻机的生产厂家已发展到30多家 生产几十种型号的旋挖钻机 目前生产旋挖钻机的主要生产厂家有 三一 徐工 山河智能 宇通等 国内生产的旋挖钻机主要有两种形式 1 以徐工为代表的采用专用底盘 并主要以自制加工关键零部件为主的旋挖钻机 2 以三一重工 宇通重工等为代表的采用进口卡特挖机底盘 国内配套上车工作装置的旋挖钻机 产品系列 SER22 SER15 SER30 SER40 SER15 SHANTUI首字母 Excavator首字母 Rotary首字母 动力头输出扭矩150KN m SER15旋挖钻机山西洪洞施工照片 SER22旋挖钻机武汉施工照片 一 整机结构配置二 技术参数三 工作原理四 技术先进性 SER22旋挖钻机 整机结构配置 1 动力系统2 底盘部分3 液压系统4 电气系统5 工作装置6 上车部分 动力系统 动力系统共有发动机 安装及附件 冷却系统 燃油系统 油门操纵及联轴器六个部件发动机采用康明斯QSM11 C335发动机 欧 动力强劲 符合节能环保要求 易于实现CAN总线附件 进排气系统 冷却系统 水箱 燃油系统 燃油箱及管路 油水分离器等 燃油箱 水箱 工作油箱 发动机 发动机识别 发动机识别 废气涡轮增压器 提高进气压力 增加进气量 优化空气燃油混合比 改善燃烧的效率 提高发动机功率 保持发动机在较高海拔高度使用时的效率 涡轮增压器的工作原理 发动机排出770 920K的高温并有一定压力的排气 经排气管进入增压器废气涡轮壳 其形状为截面由大到小的螺旋涡壳 排气在涡壳中的压力和温度逐渐降低 流速却迅速增加 当其以一定方向作用在废气叶轮上 使废气叶轮高速转动 其转速随排气温度和压力增加而增加 在额定工况时废气叶轮转速可达6 10万转 分 排气带动废气叶轮后从废气涡轮壳排气口排除 由于压气机叶轮与废气叶轮同轴 其转速与废气叶轮同步 高速旋转的压气机叶轮将来自空气滤清器的空气吸入压气机壳 而压气机壳形状为截面由小到大的涡壳 空气的流速将降低 而压力和温度则升高 向发动机提供较高的进气压力 动力系统 油门操纵采用电控油门 安装在驾驶室内操纵箱上 联轴器安装在发动机飞轮上 电控油门 底盘 底盘包括履带总成 台车及机架 主机架 伸缩式结构 自行设计 左右纵梁 伸缩式结构 自行设计 四轮一带 选用山推成熟产品 保证质量要求 台车总成如下图所示 机架如下图所示 采用三筋履带板 强度和刚度大大提高 承载能力增强 浮动油封结构简单 密封效果好 通常在一个大修期内不需要加油 液压系统 液压系统采用了多用户开式回路 主 副双回路先导控制 双泵双路系统可使发动机功率分别用于两种动作 即能很好的相互配合 又可以各自独立运行 主油路采用双路传递功率的独特设计 主油路由力士乐具有恒功率调节功能的A8VO泵与液控比例控制阀 M8阀 和梭阀组构成 通过先导油压控制主泵排量实现正流量控制 从而达到高效节能的目的 副油路为力士乐A10VO泵与M4阀构成LS 带压力补偿的负荷传感 控制 该回路既保障了动作的同步性又能很好的减少油耗 液压控制系统简图 发动机与液压泵的匹配 基于A8VO泵的系统调节机理 采用转速感应控制和极限负荷控制相结合的控制方式 既消除了发动机的功率储备充分利用了发动机的输出功率 又避免了发动机过载 发动机 转速传感器 自整定模糊PID控制器 比例减压阀 变量泵 变量调节机构 变量调节液压缸 比例方向压力阀 负荷传感控制系统 利用检测液压泵出口压力和负载压力之间的压差和反馈这个压差来控制泵流量的输出 使泵的输出流量适应于负载所需要的能量 输出压力适应于负载所需要的压力 待机时低压小流量 流量自适应 流过换向阀的流量与阀口开度成正比 压力自适应 泵出口压力始终等于负载压力与LS口调整弹簧的弹力之和 超载时高压小流量 无溢流损失 电气系统 采用具有自主知识产权的智能控制系统 应用CAN总线和力士乐控制系统 并配有GPS监控器 实现了钻机施工位置的精确定位 能够接受发动机信息 整车工作信息以及故障诊断信息等 具体的功能如下 1 桅杆起立系统 2 桅杆自动 手动调平系统 3 测深系统 4 自动回中系统 5 发动机管理系统 6 智能显示系统 SER22控制系统采用了RC6 9和RC2 2两种控制器SER22旋挖钻机智能化的控制系统方案如下 回中辅助系统 旋挖钻机甩土后 通过回转马达自带的HDD2转速传感器 可以测量回转马达的角度 并在显示器实时显示 操作者可以通过观看显示器 操作液控手柄能使钻头回到初始位置 测深系统 钻孔深度由安装在主卷滑轮上的两个接近开关进行测量 并由显示器进行显示 且可以同时显示钻头位置深度和单尺深度 桅杆控制系统 1 桅杆起立系统 通过操作电控手柄 控制桅杆的两个液压油缸 手柄的方向决定了桅杆运动的方向 手柄的摆角角度决定了桅杆运动的速度 倾角传感器可以测量桅杆前后左右的角度 并在显示器上实时显示 2 桅杆调平系统 1 手动功能 通过显示器显示的前后和左右角度值 操作手柄可以将桅杆调平 2 自动调平功能 当桅杆前后角度和左右角度都小于5度时 通过显示器按键选择进入自动调垂模式 控制器自动调节桅杆垂直度 3 桅杆左右设有机械限位卡死装置 在桅杆调平过程中无论触到哪一边的限位卡死装置 桅杆都将不能继续向该方向动作 工作装置 钻桅 由支腿 升降油缸 钻桅方箱组成 可实现动力头的升降 动力头 由回转体 两个减速机组成可实现带动钻杆工作 变幅机构 由动臂 变幅油缸 三角架组成 可实现钻桅的起落 主副卷扬 钻杆 钻具 动力头 1 配置德国力士乐双马达 变量马达 意大利邦飞利双减速机 输出扭矩大 保证了动力强劲 2 配置动力头缓冲阀 有效降低施工过程中频繁正反转对动力头马达的冲击 延长动力头马达的寿命 3 动力头上下均设置减震弹簧 有效降低动力头工作时产生的碰撞 动力头系统的工作特点 动力头由A8VO泵驱动双马达实现钻进 由于需要适应负载变变化的需要 其工作动力特点为低速大扭矩 高速小扭矩 泵常规状态采用恒功率输出 满足低压大排量 高压小排量的需要 同时 采用A6VM大排量的变量马达以扩大调节范围 高速抛土时利用双泵合流共同供油 合流利用M8阀的合流功能实现 钻孔循环过程有发动机分别驱动单泵 双泵的工作状态 且泵的输出压力随负载变化而变化 对发动机输出功率的需求也相应变化 液压系统有单泵 双马达 双泵 双马达驱动作业工况 主副卷扬 将主副卷扬设计在钻机的回转平台内 既增加了钻机的稳定性 又操作方便自如 主卷扬具有可控的自由下放功能 保证钻头的钻进速度与卷扬钢丝绳同步 主卷扬用以提升和下放钻杆 副卷扬用以提升钻具 吊放护筒 下钢筋笼 变幅机构 变幅机构由动臂 三角形连接体 支撑杆 变幅缸 桅杆缸部件组成 动臂下端 支撑杆下端 变幅缸下端分别铰接于回转平台前端 上端分别铰接于三角形连接体的两个角端 三角形连接体的另一角通过转盘和桅杆下端铰接在一起 通过桅杆缸的伸缩 可以改变桅杆在垂直平面里的角度 动臂 变幅油缸 桅杆油缸 三角形连接体 支撑杆 桅杆 桅杆是钻机的重要工作装置 是钻杆 动力头 加压缸的安装支撑部件及其工作进尺的导向部件 桅杆左右两侧焊有导轨 对钻杆和动力头的工作进尺起导向作用 桅杆上装有加压缸 桅杆支撑着动力头 通过加压缸推动动力头在桅杆导轨上滑行 桅杆顶端装有滑轮架 用以改变卷扬钢丝绳的运动方向 箱式结构 钻杆 摩擦式钻杆 机锁式钻杆 摩擦式钻杆一般用于较软地层的钻孔施工 可钻进淤泥层 泥土 泥 砂层 卵 漂 石层 摩擦式钻杆一般制成5节 1 4节杆每节钢管长13米 钻孔深度可达60米左右 机锁式钻杆不但可用于软地层 也可用于较硬地层施工 机锁式钻杆可钻进淤泥层 泥土 泥 砂层 卵 漂 石层和强风化岩层 机锁式钻杆一般制成4节 1 3节杆每节钢管长13米 钻孔深度可达50米左右 挖斗 挖斗实际上是一个盛土的筒式容器 只是在斗的下侧焊有切削土壤的刀片和刃口 随着旋挖钻进工艺的推广应用 在遇到沙层 硬岩基层 卵砾石层等各种复杂地层时 不采取特别措施 旋挖钻机的应用也受到一定限制 因此 在施工中应根据不同地质情况 选用合适的挖斗和施工方法 上车部分 上车部分包括转台 回转支承 驾驶室 座椅 机罩 配重 空调及操纵总成共9部分 驾驶室 座椅及操纵总成 驾驶室的安装采用了硅油减震的安装形式 机罩及配重 配重采用HT150 重量为7 6吨左右 总结 专用底盘结构 具有超强稳定性 康明斯发动机动力强劲 易于实现CAN总线功能 平行四边形变幅机构 实现大范围工作区域 大滚筒卷扬平台布置 整机稳定性好 钢丝绳寿命长 支腿油缸 易于钻孔时压护筒 以及履带展开 设备的运输 钻桅采用箱形截面 共三节 上部鹅头和下部一节钻桅与主钻桅之间采用折叠结构 降低客户的使用成本 提高设备装卸时的稳定性 使设备转场运输和组装更加轻松方便 技术参数 旋挖钻机型号SER22最大成孔直径2000mm最大成孔深度65m动力头最大输出扭矩220KN m动力头转速7 22rpm最大加压力185KN最大提升力210KN加压行程5m主卷最大提升力 第一层 240KN主卷最大提升速度70m min主卷钢丝绳直径28mm副卷最大提升力 第一层 80KN副卷钢丝绳直径20mm桅杆左右倾角 5 桅杆前倾角5 发动机型号QSM11 335发动机额定功率250kW履带板宽度800mm牵引力459kN总重量74t工作状态10200 4400 21700运输状态15920 3240 3457 整机工作原理 1 四个主要工作动作 A 动力头正反旋转B 动力头提升和加压C 主卷扬的提升和下放D 上车的正反回转2 四个辅助动作 E 履带的伸缩F 整机行走H 变幅机构工作幅度的调整G 副卷扬的提升与下放3 基本工作原理 整机通过动作E F H完成钻机就位工艺流程 通过动作A B C D的循环完成钻进 排渣工序 通过动作 C G工作完成压入护筒 安装钢筋笼 导管工序 钻机定位 下钻 钻进 回转 满钻 提钻 履带行走变幅调整 倒渣 主卷扬下放 动力头正转加压油缸下压 主卷扬提升 上车回转 主卷扬提升并撞开钻斗开关 旋挖钻机工作时的压力 扭矩传递路线为 压力 加压油缸 动力头 钻杆 钻头 切削刃 扭矩 动力头马达 动力头转盘 钻杆 钻头 切削刃 钻进成孔 旋挖成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的筒式钻斗切削岩土 并将原状岩土装入钻斗内 然后由钻机卷扬和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土 这样循环往复 不断地取土卸土 直至钻至设计深度 旋挖钻机的基本操作 行走和浮动脚踏板 注意 浮动功能只有在钻进过程中才允许使用此功能 不允许在快速下放钻杆时打开序3脚踏开关 旋挖钻操作手柄 左扶手箱 旋挖钻操作手柄 右扶手箱 技术先进性 1 旋挖钻机专用底盘 展开宽度大 稳定性好 2 液压系统 1 主油路采用了先进的正流量控制 实现了流量的按需供应 在此基础上叠加了电气功率越权控制 最充分了利用了发动机的功率 2 辅油路采用了负载敏感控制 核心元件负载敏感泵和带负载补偿的多路换向阀 实现了输出功率与各工况负荷的最佳匹配 3 发动机管理系统 采用控制器RC2 2和应用软件LLCA对发动机进行管理 可以实现发动机自动怠速 功率极限控制等功能 通过对发动机的智能管理 实现了发动机的最佳匹配 提高效率 降低了燃油消耗 4 GPS智能服务系统 实现了旋挖钻机的精确定位 接受异常工作及报警 传递全程作业效率 具有以下功能 1 实现了钻机施工位置的精确定位 2 能够远程锁车 解锁 3 可传递发动机信息和整车工作数据 设备运行和保养信息 以及故障诊断信息等 目前 国产旋挖钻机的规格品种与市场的实际分布脱节严重 由此造成的局面是 1 绝大部分企业拥挤在较小的市场空间内竞争激烈 2 实际需求较大的市场又严重缺乏适合的产品 旋挖钻机的市场调查 SER15为了能够加快产品的试制进度 降低关键件的采购周期 采用以挖机为底盘进行设计开发的方案 SER15的主设计方案 底盘主要部件包括 1 康明斯6BTA C发动机2 发动机安装及附件3 冷却系统4 主泵 主阀及其管路5 先导控制管路6 众友电气控制系统7 驾驶室及机罩总成 主副卷扬总成 主卷总成 副卷总成 桅杆下节 主副卷扬安装在桅杆下节 节省转台的安装空间 主参数 液压系统 主系统采用日本川崎系统主泵 K3V112DP主阀 KMX15R B451B 液压系统特点 1 主油路采用先进的负流量控制系统 实现流量的按需供应 2 轻便的先导操作 电气系统 SER15采用两套电气系统 主要实现的功能 1 控制桅杆动作2 与GPS通讯3 液压油温检测等 主要实现的功能控制 1 控制发动机2 发动机与液压泵的功率匹配3 空调 收音机 蜂鸣器 4 照明电路等 派恩系统 众友系统 技术参数 旋挖钻机型号SER15最大成孔直径1500mm最大成孔深度55m动力头最大输出扭矩150KN m动力头转速0 38rpm最大加压力160KN最大提升力150KN加压行程4m主卷最大提升力 第一层 160KN主卷最大提升速度70m min主卷钢丝绳直径28mm副卷最大提升力 第一层 50KN副卷钢丝绳直径20mm桅杆左右倾角 4 桅杆前倾角5 发动机型号6BTA C发动机额定功率133kW履带板宽度800mm牵引力245kN总重量48 5t工作状态7570 4000 18440运输状态12902 3000 3200 旋挖钻机市场需求量 预计2006 2010年期间 国内旋挖钻机总需求量在1600台左右 国内市场方面 三一 徐工 山河智能 宇通重工 中联重科 福田雷沃等几家主要企业销量占到了市场总销量的70 80 国产与进口旋挖钻机性能对比 国产旋挖钻机与进口机器相比有的性能已经接近 但还存在以下不足 1 整机定位的差异 国外旋挖钻机的定位是履带式装架 采用多用途模块式设计 可配置多种机具 多种工法施工 长螺旋 CFA 钻具 全套管与冲抓手 液压抓斗地下连续墙 反循环钻具 高压旋喷机具 潜孔锤机具 液压锤和柴油锤 振动锤 还可进行切割桩等施工 2 液压系统配置由于受进口液压元件所限 与世界先进水平还有一定差距 3 关键件如钻杆 特别是机锁式加压钻杆 国产钻杆还不能满足主机的要求 4 整机外观及操作室仪表盘的布置应该更进一步 5 国产的各种安全装置可靠性太低 国外旋挖钻机优点 1 产品规模大 品种齐全 系列化程度高 能满足各种施工要求 且技术水平含量 品牌附加值较高 2 既是施工公司 又是施工设备供应商 在用户中有较好的满意度和美誉度 3 安全 环保 操作舒适 4 产品制造精良 可靠性高 国外旋挖钻机缺点 1 整机价格昂贵 使用成本高 2 维护零配件价格昂贵 供应不及时 3 售后服务 操作手培训质量差 国