GCPS—20型工程钻机的设计自动摊铺机的设计机械设计

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摊铺机是一种复合式多功能摊铺机,为适应我国深基础和连续墙以及水利、纺织的发展与需要,结合大口径摊铺机灌注桩和地下连续墙施工的特点,为解决在复杂地层、硬岩中成孔而研制,特别卵石层、基石、漂石层能大幅度提高施工效率,在各种成孔方法中是比较经济有效的方法。
摊铺机是集回转、冲击钻进工艺于一体的多功能复合型摊铺机,用转盘回转钻进时可用于第四世纪覆盖层,冲击钻进时可用于卵石、灰岩、花岗岩等硬岩地层。
本摊铺机的特点是结构简单,紧凑,而且各种操作手柄布置合理,操作简单,便于使用与维护。

摊铺机的总体设计

2.1 总体布局设计
摊铺机由底座、传动装置、减速器(分动箱)、主副卷扬机、冲击卷扬机、转盘、钻塔、气动系统、电气系统、工具系统组成。
2.1.1传动系统
电机的动力经皮带传至变速器,变速器为一进三出结构,一路输出经齿轮传至主副卷扬机;一路输出至减速器,经由万向轴传至转盘,供回转钻进;一路输出经链轮传动冲击卷扬机,供冲击提升。
2.1.2气动系统
空压机输出压力气,由空气包至气控箱,分两路经操纵阀控制,传至冲击卷扬机两只气胎离合器,完成冲击提升及降落。
2.1.3电气系统
控制电机启动及关闭,为气动系统提供电源控制,为操纵箱提供控制系统。
2.1.4工具系统
游动滑车、水龙头、主动钻杆、孔内钻杆、加重块、刮刀钻头、垫叉组成回转钻进工具系统。游动滑车、水龙头、孔内钻杆、冲击排渣管、冲击钻头、孔口导向工具、垫叉组成冲击钻进工具系统。
2.1.5各部件的功能
1.转盘 转盘用于驱动主动钻杆及钻具回转,转盘系一级圆锥齿轮传动机构,通过大锥齿、转台、大、小补心驱动钻杆工作。
2.减速器 减速器是进一步降低转速、提高扭矩而设计的,有两档变速,由双联滑动齿轮实行。
3.变速箱 变速箱为二轴一级变速箱,有三挡变速,由单、双联齿轮滑移实现变速。变速箱内有正、反转装置,由双向牙嵌离合器实现,单向牙嵌离合器实现卷扬机离合。
4.主、付卷扬机 主、付卷扬机均为行星式卷扬机,靠制动行星轮来实现钻具的提升。
5.底座 底座由滑台、下座、油缸、孔口板组成,转盘、卷扬机组固定于滑台上,钻塔固定于下座上,油缸一端固定于滑台,另一端与孔口板相联,油缸用于滑台的后移和孔口板开合。
6.钻塔 钻塔用于悬挂游动滑车、水龙头和提升器等提升设备,结构形式为“n”型,钻塔内设有导向槽和主动钻杆后置悬挂装置。导向槽用于水龙头导向,悬挂装置用于换接钻杆时主动钻杆不落地。钻塔起落由油缸完成。

2.2 主要设计参数

  1. 冲击卷扬机
    提升能力 (kN) 60
    提升速度 (m/s) 0.4 .05 0.6
  2. 冲击行程 (m) 0.5—4
  3. 冲击次数 (1/min) 6—14
  4. 冲锤质量 (kg) 3000—5000
  5. 主、副卷扬机
    提升能力 (单绳kN) 30
    卷绳速度 (m) 0.45, 0.68, 1.13, 1.69
    0.31, 0.46, 0.77, 1.15
  6. 转盘转速 (r/min) 13, 17, 21, 26, 42, 52
  7. 主机动力型号(功率) YD280S 55 KW (1480 r/min )
  8. 钻塔额定负载 ( kN) 180
  9. 空压机型号( 排量,压力) UB 300—500
    (3.55 /min, 0.8 MP)
  10. 配备砂石泵型号(型号) 6BS (180 /h)
    或8BS(340 /h)
  11. 外型尺寸 (长X宽X高) 10000X2400X1700
  12. 重量
    主机重量 (t) 10.4
    全套设备总重 (t) 28

2.3 主要性能特点
这台摊铺机的主要性能特点是:

  1. 摊铺机是集回转、冲击钻进工艺于一体的多功能复合型摊铺机,用转盘回转钻进时可用于第四世纪覆盖层,冲击钻进时可用于卵石、灰岩、花岗岩等硬岩地层;
  2. 最大钻孔直径为2000毫米;
  3. 摊铺机为机械传动,机械、液压操动,操作方便、可靠;
  4. 摊铺机转速范围广,有6档变速,适用于不同地层要求,利于提高钻进效率;
  5. 整套设备安装在滑撬式底座上,对孔就位方便,机动性强
  6. 液压操纵滑台平移让出孔口,孔口开阔,起下大直径钻具灵活、方便;
  7. 钻塔上设有导向槽,有助于提高钻孔垂直度,降低超径系数。钻塔上有水龙头后置悬挂装置,主动钻杆不落地,减轻劳动强度,缩短辅助作业时间;
  8. 主、付卷扬机均采用行星式卷扬机构,提生能力强,辅助水龙头后置悬挂装置,可实现塔上无人作业;
  9. 钻进可采用加重块加压(根据不同地层选用);
  10. 排渣方式为泵吸反循环,排屑效率高,减少孔底重复破碎,钻进速度快;
  11. 整机尺寸设计合理,便于汽车运输及安装;
  12. 动力为电机;
  13. 经济耐用、性能可靠。

总装图

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变速箱

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