三轴连续墙钻孔机液压动力头设计.pdf

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1、·21·三轴连续墙钻孔机液压动力头设计刘小辉(中船重工第七一三研究所130工厂，河南郑州450015)摘要：针对国内应用于桩工行业SMW施工工法的三轴连续墙钻孔机，其电机驱动的动力头具有一定的缺点和局限性，本文提出了一套液压驱动动力头的设计方案，该方案提高了钻孔稳定性，同时有利于三轴连续墙钻孔机向大扭矩、大功率方向发展。关键词：三轴连续墙钻孔机液压驱动动力头SMW工法中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1002-6886(2012)O6—002l一03DesignofThree-axisContinuousWallDril

2、lingMachineHydraulicPowerHeadL

3、UⅪaohuiAbstract：Fordomesticapplicationsinthepilingindustrythree--axiscontinuouswallofSMWconstructionmethodofdrillingma·-chines，itsmotordrivepowerheadhascertainshortcomingsandlimitations，thispaperproposesasetofhydraulicdrivepowerheadde—sig

4、n，whichimprovesstability()fdrilling，whileconducivetocontinuouswallofthree—axisdrillingmachinedevelopmenttowardthehightorqueandhighpower．Keywords：three—axiscontinuouswalldrillingmachine；hydraulicdrive；powerhead；SMWconstructionmethod深度为38m；成墙规格为6850nln3×3，间距600rum；单根O引言钻

5、杆最大扭矩为41．8kN·m，最大输出转速为30r／min；三轴连续墙钻孔机是应用于SMW(SoilMixingWal1)钻孔机液压系统功率为两个132kW恒功率变量泵和一个施工工法的新一代地基加固施工设备，该工法是以三轴连75kW恒功率变量泵。续墙钻孔机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷2液压系统原理设计出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，然后在水泥土混合体未结硬之前插入H型钢或钢板作为其应力补强根据设计要求，动力头的三根钻杆是由液压系统拖材，至水泥结硬，在施工单元之间采取重叠搭接施工，便形动的，如图l所示在此液压系统中液

6、压源是两个132kW成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地的PV270变量泵B】和B2，通过三个三位四通电磁阀，带下连续墙体。动三个A2F160动力头液压马达，液压马达经过二级行星近年来三轴连续墙钻孔机凭借其效率高，适应性广，减速机和一级圆柱直齿轮减速箱分别带动三根钻杆转动施工环保等优势在桩基础领域得到了广泛的应用，成为很实现钻孑L。为了进一步提高三根钻杆的最大扭矩和最大有潜力的一类桩工机械。但目前国内三轴连续墙钻孔机转速，在钻机行走机构不工作时，160YCY副变量泵B3的的生产厂家在钻机的核心部件动力头处均采用两台交流

7、流量也与两个PV270变量泵的流量合流，同时供给三个电机驱动行星减速机和减速箱。主要缺点是：钻具转速调A2F160动力头液压马达，增加了动力头的最大功率。因节不便，启动扭矩小，对电网冲击大，质量大，难以向大功为两台PV270变量泵和一台160YCY变量泵都是恒功率率发展，为解决此问题本文研究开发了一套液压驱动动力变量泵，所以三根钻杆的转矩和转速是随着钻杆钻孔负载头方案⋯。的大小而自动变化的，这减小了负载冲击，增加了钻孔稳定性。l设计参数在液压动力头的机械部分，三个液压马达驱动三个三轴连续墙钻孑L机适用于大部分土层，液压动力头二级行星

8、减速机，二级行星减速机驱动三输人的一级圆柱作为钻机的核心部件其功能满足以下参数：钻掘搅拌最大直齿轮减速箱，减速箱的三个输出轴带动钻杆和钻头实现·22·地层的钻掘。量为q=160l11I／r，最大压强为P=30MPa，转速为1500动力头液压马达r／min达到最大流量Q=240L／rain。副泵的驱动电机选择280S一4交流电机，电压为380V，功率为75kW，转速为1480r／rain。根据公式：=，取160YCY柱塞泵效率叼=0．88，当副泵达到最大压强即P=30MPa时，其流：Q：Wx60~／：l32L／min此时工作流量达到最

9、小；当副泵达到最大流量即Q=240L／m时，其压强：P：一Wx60~：16．5MPa此时工作压强达到最小。驱动动力头的液压马达选择A2F160液压达，其排量为q=160mL／r，容积效率为卵=0．94，扭矩常数C=25．41N·m／M