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1、45T旋挖钻机底盘导向轮设计目录第1章 绪 论21.1旋挖钻机简介（一）21.2旋挖钻机简介（二）31.3 本设计的主要内容5第2章 履带行走装置的结构和行走原理62.1 行走架62.2 履带82.3 支重轮82.4 引导轮82.5 驱动轮82.6 拖链轮82.7 张紧装置8第3章 四带一轮的选择9第4章 履带行走装置的设计计算104.1 接地比压和尺寸的确定104.2 行走装置牵引力计算104.3 履带行走装置驱动力的计算错误！未定义书签。11第5章 引导轮结构设计135.1 引导轮的结构原理135.2 磨损原因分析135.3 解决措施错误！未定义书签。5.4 引导轮结构错误！未定义书签。5
2、.5 技术要求错误！未定义书签。结束语16参考文献17第一章 绪论1.1 旋挖钻机简介(一) 旋挖钻是二战以后意大利人发明的，因使用中的高效率和可靠的质量，而为业主和建筑公司带来丰厚的利润，后欧州人、日本人等随着各国恢复建设的全面展开而大面积使用，使其更加完善，功能更多，目前己成为世界各国铁路、公路、水利、工民建施工中的主要桩基成孔工具。旋挖钻主要用来对地基基础桩基成孔，其钻头有多种形式：如回转斗、短螺旋、岩芯钻头等，根据地质条件的不同，更换不同的钻头，以达到高速、高质的成孔要求。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广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻
3、具，适应于干式（短螺旋），或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，基本可满足桥梁建设，高层建筑地基础等工程的使用。目前，旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。旋挖钻机因具有施工速度快、成孔质量好、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等优势, 已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备, 不少重点工程的业主为确保工程进度和质量, 均将其作为指定施工设备, 从而替代了传统的冲击和回旋钻机成孔设备。目前我国工程界的大多数旋挖钻机均为德国和意大利的产品, 并
4、已占据主导地位。1.1.1 旋挖钻机的类型小型机钻机扭矩 100kN.m, 发动机功率 170kW, 钻孔直径 5001000mm、深约 40m, 整机重量约 40t。小型机的应用市场定位如下: 各种楼房的护坡桩; 楼房部分承重结构桩; 城市改造市政项目中各种桩径小于 1m 的桩; 适用于其它用途的桩。小型机的市场覆盖率达 30%以上。中型机钻机扭矩 180kN.m, 发动机功率 200kW, 钻孔直径 8001800mm、深约 60m, 整机重量约 65t。中型机的应用市场定位如下: 各种高速公路、铁路等交通设施桥梁的桥桩; 大型建筑、港口码头承重结构桩; 城市内高架桥桥桩; 其它适用桩。中
5、型机的市场覆盖率达 90%以上。大型机钻机扭矩 240kN.m, 发动机功率 300kW, 钻孔直径 10002500mm、深约 80m, 整机重量约 100t 以上。大型机的应用市场定位如下: 各种高速公路、铁路桥梁的特大桥桩; 其它大型建筑的特殊结构承重基础桩。大型机的市场覆盖率达 10%以上。1.1.2 旋挖钻机施工步骤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。1
6、.1.3质量控制措施 桩位放样在进行场地整平后, 组织有资格的测量放样人员将所有桩位放出, 钉好十字保护桩, 做好测量复核, 并记录放样数据备案。 埋设护筒用拉线法检查桩位偏差, 应满足规范要求。 成孔采用钻头钻进, 根据不同层次的土质结构选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进和进入强风化层后, 因土层太硬会引起钻锥跳动及偏斜、加大钻杆摆动, 故应选择低档慢速, 转盘转速参数取值 1340v/ min, 成孔深度按设计要求进行控制。 钢筋笼制安旋挖机挖土清渣达到设计要求后, 开始下放钢筋笼, 其制安必须严格按照设计图纸进行, 主筋、箍筋应焊接均匀, 搭接长度及焊缝应符合规范要求, 安装时
7、应安装护块, 以确保周正及保护层厚度, 钢筋笼的制作偏差应符合设计及规范要求。 混凝土浇筑在导管接驳完毕后, 将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置, 导管底端到孔底距离控制在 0.4m左右, 以便能顺利排出混凝土隔水栓。开始灌注前储料斗内储备的混凝土量应不少于 1.0m3, 以便在混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端一次性埋入水下混凝土中 0.8m 以上, 适时提升或拆卸导管, 确保导管底端埋入混凝土面以下 14m, 灌注应连续进行。一旦发生机具故障或停电停水及导管堵塞或进水等事故时, 应采取有效措施进行处理, 以便尽快恢复灌注混凝土, 同时做好记录。 孔内事故预防措施选择有经验、责任心强的施
8、工队伍, 保证操作人员的素质; 加强钻具检查, 对加工不良的钻具严禁使用; 对孔内水头高度, 泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测, 发现问题及时解决, 尤其在钻孔排渣、提锥除土或因故停钻时应保持孔内规定水位和规定的泥浆性能指标, 以防坍孔; 钻孔作业应分班连续进行, 在土层变化处捞取渣样判明土层, 并与地质资料核对, 根据土层情况采取相应措施, 保证施工质量; 升降钻锥须平稳, 钻锥提出井口应防止碰撞护筒或孔壁, 防止钩挂护筒底部, 钻杆的拆装应迅速。旋挖钻成孔施工中应注意的问题： 土层中成孔与钢护筒安设的垂直度对桩体垂直度影响巨大; 定位用的混凝土护筒与钢护筒合理配套使用, 能有效缩短钻机定
9、位时间, 提高施工效率; 软岩及土层中使用旋挖斗一次成孔; 硬岩中先用螺旋钻头成小孔, 然后用旋挖斗进行扩挖成孔。1.2 旋挖钻机简介(二)1.2.1 旋挖钻孔桩的施工特点1可在水位较高,卵石较大等用正,反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工。2 自动化程度高,成孔速度快,质量高。该钻机为全液压驱动,电脑控制,能精确定位钻孔,自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度,最大限度地保证钻孔质量。其 工效是循环钻机的20倍,最重要的是,工程的质量和进度得到了充分的保证。目前在我国的公路,铁路,桥梁和大型的建筑物的基础桩施工中均有采用。3 伸缩钻杆不仅向钻头传递回转力矩和轴向压力,而且利用本身的伸缩性实现钻
10、头的快速升降,快速卸土,以缩短钻孔辅助作业的时间,提高钻进效率。4 环保特点突出,施工现场干净。这是由于旋挖钻机,再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁,而不用于排 碴,成孔所用泥浆基本上等于孔的体积,且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。目前很多城市在施工中的排污费用明显提高,使用旋挖钻机 费用,并提高文明施工的水平。5 履带底盘承载,接地压力小,适合于各种工况,在施工场地内行走移位方便,机机动灵活,对桩孔的定位非常准确,方便.6 旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机,粘土,砂土,卵石层等地层。7 在孔壁上形成较明显的螺旋线。有助于提高桩的的摩阻力。.8 吊放钢筋
11、笼,灌注砼等施工场地较其他工艺容易布置。9 自带柴油动力,缓解施工现场电力不足的矛盾,并排除了动力电缆造成的安全隐患1.2.2 适用范围旋挖钻机一般适用粘土,粉土,砂土,淤泥质土,人工回填土及含有部分卵石,碎石的地层,借钻具自重和钻机加压力,耙齿切入土层,在回转力矩的作用下钻斗同时 回转配合不同钻具,适应于干式(短螺旋),湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业。根据不同的地质条件选用不同的钻杆,钻头及合理的斗齿刃角。对于具 有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机,可以适应微风化岩层的施工。目前, 旋挖钻机的最大钻孔直径为3m,最大钻孔深度达120m,(主要集中在 40m以内),最大钻孔扭矩
12、620kNm。1.2.3 工艺原理主要是其成孔工艺与其它桩基不同, 旋挖钻机的钻进工艺旋挖钻机(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定),是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。旋 挖钻机工作时能原地作整体回转运动。 旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时, 自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻 斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出.钻杆向下放关好
13、斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动,灵活,终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。1.3 本设计的主要内容本次设计主要针对履带式旋挖钻机进行讨论，着重于履带式旋挖钻机的行走装置的分析与设计。其设计主要内容如下：第2章介绍履带行走装置的结构和行走原理；第3章四带一轮的选择；第4章履带行走装置的设计计算；第5章引导轮结构设计。图1 图2（2）整体式行走架 目前工程钻机常用的整体式行走架有H型和X型两种，根据使用要求不同，又有带回转支撑架和不带回转支撑之分。 H型行走架结构简单，成本低，制造容易，但相对承载能力较小，一般用在对承载能力要求不高，尤其只作为辅助行走之用，钻机钻孔时行走架不
14、受力或力较小的钻机，见图3。X型行走架结构复杂，制造难度大，材料利用率低，成本高，但行走架承载能力大。一般用在对承载要求高的钻机，尤其由履带底盘承受工作载荷的钻机， 图3 H型行走架 2.2 履带目前常用的履带主要有整体式履带、组合式履带和橡胶履带3种。（1）组合式履带组合式履带由链轨、履带板、销子和村套等组成。链轨和履带板用螺栓连接。其特点是使用寿命高，履带节距小，绕转性好，不会因履带板损坏或者连接螺栓剪断而终止行走。此外，组合式履带零件通用化程度高，制造成本低，维修方便，维修成本低。缺点是连接螺栓易折断。（2）整体式履带整体式履带是在履带板上带齿，直接与驱动轮吻合，履带板本身即为支重轮等轮
15、子的滚动轨道，履带板之间用销轴连接。这种履带一般在大型挖掘机和履带式起重机上应用较多。整体式履带的履带板大多数为铸造履带板，其特点是制造方便，拆装容易。（3）橡胶履带橡胶履带的特点是噪声低、振动小、不损坏路面、接地比小速度快、重量轻。它主要应用在经常在城市施工和经常在公路上行走的设备。其缺点是维修成本高，一旦履带损坏需要更换整条履带。因此在使用履带设备时应特别注意。 2.3 支重轮支重轮主要承受钻机的重力以及工作装置对钻机产生的外力。在行走时还要承受由于路面不平而产生的冲击，而且工作环境恶劣，经常在泥水或尘土中行走。因此，要求支重轮常用浮动油封来密封，其结构简单，密封效果好，使用寿命长，通常在一个大维修期内不需要加油，减少可维护保养的工作量。如下图。 图4 支重轮 2.4 引导轮引
