对CFG长螺旋钻机动力头液压驱动方案的探究.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 对CFG长螺旋钻机动力头液压驱动方案的探究 中南大学机电工程学院 陈义庄 胡均平 湖南冶金职业技术学院 陈义庄 —止． 也 摘 要：介绍现有CFG长螺旋钻机的功能、现状与发展，针对现有电机驱动动力头难以实现分级调速以及对地 层条件的适应能力差等问题提出了采用液压动力头的驱动方案；并就液压动力头的可行性方案进行了分析说明；在 实践的基础上提出了液压驱动动力头的转矩自动调节系统，并针对动力头控制系统高压大流量的特点采用插装阀的 理论设计，作了详尽的说明；还就动力头采用液压驱动方式与电机驱动方式相比所具有的优势和潜力进行了初步的 探究。 关键词：长螺旋钻机 动力头 液压驱动方式 kW X 2和55 kW X 2，钻杆转速不能调节，同时受三 1长螺旋钻机动力头的现状与发展 环减速机的制约，输出转矩很难提高。事实上长螺旋 CFG(水泥、粉煤灰、碎石桩施工方法的英文缩 钻机还有很大的发展空间，比如钻机动力头可以由 写)长螺旋钻孔机是钻孔灌注桩施工机械的主要机 单速向多速发展『lj，以适合不同桩径和深度的要求， 种，由于采取连续输土，具有施工效率高的优点，所 提高施工效率，节约成本；提高输出轴转矩，增强钻 以在各种成孔灌注桩施工机械中，它最被人们看好； 机适应性。电机驱动动力头的最主要缺点是钻具转 由于其工作噪声小，对地基的破坏性小，在近年逐渐 速调节不便；启动转矩小，对电网冲击大；对地层条 代替过去基础施工经常使用的柴油锤，从而适应大 件的适应能力差；质量大圈。 中城市地下基础施工对噪声的要求。随着我国经济 2 动力头液压驱动方案的提出 的发展和人们环保意识的提高，长螺旋钻机最近几 年得到了大规模的应用。 液压装置与电气装置相比在同等的功率下，液 目前国内长螺旋钻机的生产厂家所用钻机动力 压装置的体积小、重量轻、结构紧凑；液压装置工作 头几乎都采用三环减速机加两台交流电机(其外形 比较平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向； 结构如图1所示)。电机功率一般为37 kWX2、45 能在较大的范围内实现无级调速；易于实现自动化； 易于实现过载保护。由于液压传动的突出优点，制定 了如下动力头改进方案。 2．1 动力头液压驱动方案的确定 为了简化结构和节省成本，液压驱动动力头减 速机构准备采用一级直齿轮减速器来实现 (如图 2)。减速比不能取得太大，否则会引起减速机体积庞 大，重量太重。减速比初步定在6以下，工程实践中 取4．2。要实现钻孔所需的最大转矩输出，则原动机 的输出转矩应当比较大，初步估计在8 kN·m左右。 液压执行元件中