工程机械设计实习报告

1、精品文档工程机械设计实习报告班 级： 072134学 号：20131000668姓 名：专 业：机械设计制造及其自动化指导教师： 刘银2016年 12 月目录1 第一次实习 11.1 实习概况 11.2 设备简介 11.3 实习操作31.4 实习心得42 第二次实习 62.1 实习概况62.2 旋挖钻机简介62.3 国内现状62.4 实习设备简介72.5 实习内容102.6 实习心得122.7 课程建议121 第一次实习1.1 实习概况第一次实习是在工程实验楼 1楼，设备是 XY-4 型钻机。实习内容分为三部 分：第一部分是钻具的提升与下降的操作，第二部分是液压系统的学习与操作， 第三部分是观

2、看学习老师实际操作钻探取芯的完整过程。1.2 设备简介XY-4 型钻机为我国第一代立轴式金刚石钻机。它设计先进、布局合理、结 构紧凑、操作灵活、坚固耐用、可拆性好、便于搬迁、修理方便。实习中使用的 设备就是 XY-4 型钻机。该钻机是钻进深度为 1000m 的机械传动液压操作式岩心 钻机，主要用于地表及坑道对固体矿床的金刚石、 硬质合金钻探， 亦使用于工程 地质勘探，浅层石油、天然气及地下水钻探，并可用于堤坝注浆和坑道通风、排 水等工程钻探。 XY-4 型钻机可用于固体矿床勘探、工程地质及地下水勘探，浅 层石油、天然气勘探，堤坝灌注、坑道通风、排水钻探。下图为该钻机。图 1- 1 XY-4 钻

3、机该钻机具有以下几个特点：1. 立轴转速高，最高转速达 1588r/min。2. 调速范围大，最高转速与最低转速之比为 11.76。有正转 8 级，反转 2 级；3. 钻机重量轻，可拆性好，便于搬迁；4. 卷扬机提升能力大，单绳一速时提升能力为 33000N；5. 操纵手柄集中，灵活可靠；6. 动力机可配电动机或柴油机。实验室所使用的动力机是电动机。如图 1-2 所示， XY-4 型钻机传动系统主要由离合器、变速箱、万向轴等部 件组成。传动系统负责传递与切断动力，变速变矩、换向、分配动力、改变运动 形式、实现柔性传动与过载保护。图 1-3 是该钻机详细的传动系统图。图 1- 2 XY-4 传动

4、系统简图图 1- 3 XY-4 型钻机传动系统图1.3 实习操作1）提升、制动、下降钻具2016年 11月 12日上午 8时开始本次工程机械实习，上午的内容为操作卷 扬机。老师首先介绍了 XY-4 型钻机的结构、功能和特点，讲解了该款钻机与其 他钻机的不同之处，随后演示了卷扬机提升、制动、下降钻机的实际操作流程， 记录如下：1. 提升钻具时，将下降手把上抬 , 下降抱闸放松卷筒 ;而提升手把下压，抱 闸制动提升制圈。由于提升制圈被制动，行星轮不能公转，轮系变成定轴轮系， 中心轮的顺时针转动带动行星轮逆时针自转。 行星轮的转动驱动内齿圈和卷筒逆 时针转动，缠绕钢丝绳，提升钻具。2. 制动钻具时

5、, 将提升手把上抬 , 提升抱闸松开提升制圈； 而将下降手把向 下搬 , 下降抱闸制动卷筒，卷筒从而停止转动，钻具被停留在孔内某一位置。3. 下降钻具时，提升手把上抬，放松提升制圈；下降手把处于控制状态 , 在 钻具重力的作用下， 卷筒顺时针转动而放绳， 钻具下落。 此时由于内齿圈及中心 轮都为顺时针转动，故行星轮也顺时针公转。卷扬机工作过程中， 行星轮的自转可能有三种情况， 即顺时针转动、 没有自 转、逆时针转动。 行星轮的自转状态不仅与中心齿轮和内齿圈的转速有关， 同时 与各齿轮的齿数有关。老师演示完毕后，每位同学独立操作 3-4 次，熟悉工作流程。2）操作钻机液压控制阀下午的实习内容为操

6、作 XY-4 型钻机的液压控制阀，以实现松紧液压卡盘、 让开孔口等功能。老师首先讲解了该钻机的液压操作系统，如图 1-4 所示，该系 统由多个换向阀、 节流阀、限压阀组成， 通过操作固连在换向阀上的操纵杆即可 实现加压钻进、减压钻进、立轴上升（倒杆） 、立轴下降、称重钻具、悬吊钻具 以及钻机的前后移动。 随后老师对相关流程进行了演示， 每位同学同样独立操作 3-4 次。最后也学习了钻机取心的整个过程。图 1- 4 XY-4 型钻机液压系统1.4 实习心得这次实习是头一次操作这类设备， 虽然大二学过张晓西老师的 钻探工程概 论，但因为这个课程比较偏重理解和对钻探学科基本常识的认知，并没有实际 操

7、作的机会， 也没有亲眼看过钻探用的设备。 这次是第一次进入工程实验楼， 近 距离亲眼看到钻探设备， 并且亲自动手进行最简单的操作。 虽然这些操作非常的 基础和简单， 看似没有多少实际用途， 但确确实实加深了对所学内容的理解， 也 对这类设备操作有了一个最直观的体验。这门课与钻探工程概论 有一定的相似之处， 首先都是以钻探设备为主要 学习对象，再者都是偏重工程实际的学科， 应用型很强， 理论性相比于其他必修 课较弱，没有繁琐的公式需要记忆， 也没有复杂的定理需要理解。 但是这门课设 有这样的实践环节，这是非常难能可贵的。尽管实习所教的都是一些基础操作， 但我认为这些很必要， 因为讲课本的知识转化

8、为实际并不容易， 我们也不可能在 一两次实习之中就掌握一门新的技能。 但是看书看幻灯片所学的知识， 和实习操 作所理解的东西，是完全不同的，实习经历是难能可贵的。这次实习虽然人多，但是保证了每位同学都有足够的操作机会和操作时间， 同时经验丰富的老师在一旁也对我们耐心教导， 消除了我们的顾虑， 在这里谢谢 几位老师的辛勤付出。2 第二次实习2.1 实习概况这次实习是一次外出实习，地点选在湖北省图书馆旁的一处工地上，老师和 工地上的工程师们带我们观看了旋挖钻机的工作过程， 并向我们讲解了旋挖钻机 的相关知识。2.2 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。主要适于砂土、 粘

9、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， 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。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

10、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。2.3 国内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 7080 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。中国在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

11、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

12、、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，最近几年中国 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，国内外生产旋挖钻孔机厂商有近二十家。旋挖钻机行业由于 2003 年青藏铁路工程以及北京奥运工程等的带动， 市场认知度迅速提高， 市场容量急剧扩大。 市场需求的高涨吸引了国内大型 工程机械企业的进入，三一、徐工、中联重科和山河智能等纷纷涉足，并迅 速扩大了市场份额。 2005 年后，国内品牌旋挖钻机已基本替代了国外品牌。 2006 年以来，旋挖钻销量连年呈跨越式增长。特别是 2

13、009年，国内旋挖钻 机制造企业多达 30 家，推出近 200 个型号产品，市场保有量达到近 4000 台，市场竞争空前激烈。2.4 实习设备简介实习中主要用的设备为 TR280D 型旋挖钻机。该钻机外形如图 2-1。图 2- 1 TR280D 旋挖钻机实习时所见到的 TR280D旋挖钻机的整体构成是在原有 TR250D的基础上进 行优化升级， 并采用部分已批量生产产品的结构模块， 充分考虑自身的特点， 进 行重新整合设计后， 研发的系列化产品型号， 经济成本和使用风险得到大幅度降 低。该钻机主要结构如图 2-2 所示，主要由履带式行走装置 、回转平台、变幅 装置、卷扬机构、工作装置、桅杆等几

14、个部分组成。具有可靠度高、刚性好、承 载力大、稳定性好等特点。旋挖钻机是一种适合于建筑基础工程中成孔作业的施工机械，具有噪声低、 振动小、转矩大、多功能、成孔速度快、施工效率高、多种速度调节、电子自动 监控等特点。 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

15、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。图 2- 2 TR280D 钻机结构TR280D 旋挖钻机主要参数如下图所示图 2- 3 TR280D 主要参数2.5 实习内容这是一次外出实习， 地点选在湖北省图书馆旁的一处工地上， 在老师和现场 师傅的讲解下，我们大致观看了旋挖钻机的工作流程，记录如下：旋挖钻机就位埋设护筒钻头轻着地后旋转开钻。 当钻头内装满土砂料时 提升出孔外旋挖钻机旋回， 将其内的土砂料倾倒在土方车或地上关上钻头活 门，旋挖钻机旋回到原位， 锁上钻机旋转体放下钻头钻孔完成， 清孔并测

16、定 深度放入钢筋笼和导管进行混凝土灌注拔出护筒并清理桩头沉淤回填， 成 桩。旋挖钻机钻头十分特殊，常见的有螺旋钻头、旋挖斗、筒式取芯钻头、扩底 钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头和液压抓斗。1. 螺旋钻头（1）锥形：双头双螺，适用于坚硬基岩。双头单螺，适用于风化基岩、卵 石、含冰冻土等。以上钻头配装各种截齿，通过齿型、螺距、螺旋升角的变化又 可派生出很多类型的钻头。（2）直螺旋钻头： a、斗齿直螺：双头双螺，适用于砂土，胶结差的小直径砾石层；双头单螺， 适用于砂土、土层；单头单螺，适用于胶结差的大直径卵石，粘性土及硬胶泥。b、截齿直螺：有双螺、三螺和四螺，适用于是硬基岩或卵砾石。2. 旋挖钻斗按所装齿

17、可分为截齿钻斗和斗齿钻斗； 按底板数量可分为双层底斗和单层底 斗；按开门数量可分为双开门斗和单开门斗； 按桶的锥度可分为锥桶钻斗和直桶 钻斗；按低板形状可分为锅底钻斗和平底钻斗。 以上结构形式相互组合， 再加上 是否带通气孔、 开门机构的变化， 可以组合出几十种旋挖钻斗。 一般来说双层底 钻斗适用地层范围较宽， 单层底的只适用于粘性较强的土层， 双门钻斗适用地层 范围较宽，单门钻斗只是用于大直径的卵石及硬胶泥。3. 筒式取芯钻头目前常见的有两种：截齿筒钻（适用于中硬基岩和卵砾石） ，牙轮筒钻（适 用于坚硬基岩和大漂石） 。在筒式取芯钻的两大类钻头中，又带取芯装置和不带 取芯装置之分，主要取决于

18、取芯的难度。因为牙轮取芯钻头主要用于硬岩钻进， 且钻取的环状面积大， 如果有条件的还可以通在在钻头部分加装反循环钻进， 以 提高钻进效率。4. 扩底钻头在桩径不增大桩深不增加的基础上， 为了提高单桩的承载力， 设计部门往往 通过扩底桩来实现， 旋挖钻机施工扩底是无需任何改动就可施工， 只需选用扩底 钻头即可。 扩底钻头常用的以机械式为主， 这种钻头使用和维护都比较简单， 有 上开式和下开式的，张开机构一般为四连杆的，用于土层、强风、中风化地层甚 至坚硬基岩。由于旋挖钻进是非循环钻进，扩底完成后用清渣桶清渣即可。5. 冲击钻头、冲抓锥钻头在钻进大直径卵石、 大漂石和坚硬基岩， 使用冲击钻头、 冲抓锥钻头配合旋 挖钻进特别有效， 这类钻头的使用是通过旋挖机副钩吊挂来作业， 因为要有冲击 作用，所以要求副钩具有自由放绳功能效果才能更好。6. 液压抓斗目前连续墙和防渗墙的施工工程日趋见多， 如果对旋挖钻机稍作改动就可作 业，液压抓斗的开闭是