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1、45T旋挖鉆機底盤導向輪設計目錄第1章 緒 論21.1旋挖鉆機簡介（一）21.2旋挖鉆機簡介（二）31.3 本設計的主要內容5第2章 履帶行走裝置的結構和行走原理62.1 行走架62.2 履帶82.3 支重輪82.4 引導輪82.5 驅動輪82.6 拖鏈輪82.7 張緊裝置8第3章 四帶一輪的選擇9第4章 履帶行走裝置的設計計算104.1 接地比壓和尺寸的確定104.2 行走裝置牽引力計算104.3 履帶行走裝置驅動力的計算錯誤！未定義書簽。11第5章 引導輪結構設計135.1 引導輪的結構原理135.2 磨損原因分析135.3 解決措施錯誤！未定義書簽。5.4 引導輪結構錯誤！未定義書簽。5

2、.5 技術要求錯誤！未定義書簽。結束語16參考文獻17第一章 緒論1.1 旋挖鉆機簡介(一) 旋挖鉆是二戰(zhàn)以后意大利人發(fā)明的，因使用中的高效率和可靠的質量，而為業(yè)主和建筑公司帶來豐厚的利潤，后歐州人、日本人等隨著各國恢復建設的全面展開而大面積使用，使其更加完善，功能更多，目前己成為世界各國鐵路、公路、水利、工民建施工中的主要樁基成孔工具。旋挖鉆主要用來對地基基礎樁基成孔，其鉆頭有多種形式：如回轉斗、短螺旋、巖芯鉆頭等，根據地質條件的不同，更換不同的鉆頭，以達到高速、高質的成孔要求。旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程中成孔作業(yè)的施工機械廣泛用于市政建設、公路橋梁、高層建筑等地基礎施工工程，配合不同鉆

3、具，適應于干式（短螺旋），或濕式（回轉斗）及巖層（巖心鉆）的成孔作業(yè)，旋挖鉆機具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活，施工效率高及多功能特點。旋挖鉆機適應我國大部分地區(qū)的土壤地質條件，使用范圍廣，基本可滿足橋梁建設，高層建筑地基礎等工程的使用。目前，旋挖鉆機已被廣泛推廣于各種鉆孔灌注樁工程。旋挖鉆機因具有施工速度快、成孔質量好、環(huán)境污染小、操作靈活方便、安全性能高及適用性強等優(yōu)勢, 已成為鉆孔灌注樁施工的主要成孔設備, 不少重點工程的業(yè)主為確保工程進度和質量, 均將其作為指定施工設備, 從而替代了傳統(tǒng)的沖擊和回旋鉆機成孔設備。目前我國工程界的大多數旋挖鉆機均為德國和意大利的產品, 并

4、已占據主導地位。1.1.1 旋挖鉆機的類型小型機鉆機扭矩 100kN.m, 發(fā)動機功率 170kW, 鉆孔直徑 5001000mm、深約 40m, 整機重量約 40t。小型機的應用市場定位如下: 各種樓房的護坡樁; 樓房部分承重結構樁; 城市改造市政項目中各種樁徑小于 1m 的樁; 適用于其它用途的樁。小型機的市場覆蓋率達 30%以上。中型機鉆機扭矩 180kN.m, 發(fā)動機功率 200kW, 鉆孔直徑 8001800mm、深約 60m, 整機重量約 65t。中型機的應用市場定位如下: 各種高速公路、鐵路等交通設施橋梁的橋樁; 大型建筑、港口碼頭承重結構樁; 城市內高架橋橋樁; 其它適用樁。中

5、型機的市場覆蓋率達 90%以上。大型機鉆機扭矩 240kN.m, 發(fā)動機功率 300kW, 鉆孔直徑 10002500mm、深約 80m, 整機重量約 100t 以上。大型機的應用市場定位如下: 各種高速公路、鐵路橋梁的特大橋樁; 其它大型建筑的特殊結構承重基礎樁。大型機的市場覆蓋率達 10%以上。1.1.2 旋挖鉆機施工步驟旋挖鉆機就位埋設護筒鉆頭輕著地后旋轉開鉆!當鉆頭內裝滿土砂料時提升出孔外旋挖鉆機旋回, 將其內的土砂料傾倒在土方車或地上關上鉆頭活門, 旋挖鉆機旋回到原位, 鎖上鉆機旋轉體放下鉆頭鉆孔完成,清孔并測定深度放入鋼筋籠和導管進行混凝土灌注拔出護筒并清理樁頭沉淤回填, 成樁。1

6、.1.3質量控制措施 樁位放樣在進行場地整平后, 組織有資格的測量放樣人員將所有樁位放出, 釘好十字保護樁, 做好測量復核, 并記錄放樣數據備案。 埋設護筒用拉線法檢查樁位偏差, 應滿足規(guī)范要求。 成孔采用鉆頭鉆進, 根據不同層次的土質結構選擇不同的轉盤轉速和進尺進行控制。在砂層鉆進和進入強風化層后, 因土層太硬會引起鉆錐跳動及偏斜、加大鉆桿擺動, 故應選擇低檔慢速, 轉盤轉速參數取值 1340v/ min, 成孔深度按設計要求進行控制。 鋼筋籠制安旋挖機挖土清渣達到設計要求后, 開始下放鋼筋籠, 其制安必須嚴格按照設計圖紙進行, 主筋、箍筋應焊接均勻, 搭接長度及焊縫應符合規(guī)范要求, 安裝時

7、應安裝護塊, 以確保周正及保護層厚度, 鋼筋籠的制作偏差應符合設計及規(guī)范要求。 混凝土澆筑在導管接駁完畢后, 將混凝土隔水栓吊放在臨近泥漿面的位置, 導管底端到孔底距離控制在 0.4m左右, 以便能順利排出混凝土隔水栓。開始灌注前儲料斗內儲備的混凝土量應不少于 1.0m3, 以便在混凝土隔水栓被擠出導管后能將導管底端一次性埋入水下混凝土中 0.8m 以上, 適時提升或拆卸導管, 確保導管底端埋入混凝土面以下 14m, 灌注應連續(xù)進行。一旦發(fā)生機具故障或停電停水及導管堵塞或進水等事故時, 應采取有效措施進行處理, 以便盡快恢復灌注混凝土, 同時做好記錄。 孔內事故預防措施選擇有經驗、責任心強的施

8、工隊伍, 保證操作人員的素質; 加強鉆具檢查, 對加工不良的鉆具嚴禁使用; 對孔內水頭高度, 泥漿的相對密度和粘度經常觀察和檢測, 發(fā)現問題及時解決, 尤其在鉆孔排渣、提錐除土或因故停鉆時應保持孔內規(guī)定水位和規(guī)定的泥漿性能指標, 以防坍孔; 鉆孔作業(yè)應分班連續(xù)進行, 在土層變化處撈取渣樣判明土層, 并與地質資料核對, 根據土層情況采取相應措施, 保證施工質量; 升降鉆錐須平穩(wěn), 鉆錐提出井口應防止碰撞護筒或孔壁, 防止鉤掛護筒底部, 鉆桿的拆裝應迅速。旋挖鉆成孔施工中應注意的問題： 土層中成孔與鋼護筒安設的垂直度對樁體垂直度影響巨大; 定位用的混凝土護筒與鋼護筒合理配套使用, 能有效縮短鉆機定

9、位時間, 提高施工效率; 軟巖及土層中使用旋挖斗一次成孔; 硬巖中先用螺旋鉆頭成小孔, 然后用旋挖斗進行擴挖成孔。1.2 旋挖鉆機簡介(二)1.2.1 旋挖鉆孔樁的施工特點1可在水位較高,卵石較大等用正,反循環(huán)及長螺旋鉆無法施工的地層中施工。2 自動化程度高,成孔速度快,質量高。該鉆機為全液壓驅動,電腦控制,能精確定位鉆孔,自動校正鉆孔垂直度和自動量測鉆孔深度,最大限度地保證鉆孔質量。其 工效是循環(huán)鉆機的20倍,最重要的是,工程的質量和進度得到了充分的保證。目前在我國的公路,鐵路,橋梁和大型的建筑物的基礎樁施工中均有采用。3 伸縮鉆桿不僅向鉆頭傳遞回轉力矩和軸向壓力,而且利用本身的伸縮性實現鉆

10、頭的快速升降,快速卸土,以縮短鉆孔輔助作業(yè)的時間,提高鉆進效率。4 環(huán)保特點突出,施工現場干凈。這是由于旋挖鉆機,再通過凱式伸縮鉆桿將鉆頭提出孔內再卸土。旋挖鉆機使用泥漿僅僅用來護壁,而不用于排 碴,成孔所用泥漿基本上等于孔的體積,且泥漿經過沉淀和除砂還可以多次反復使用。目前很多城市在施工中的排污費用明顯提高,使用旋挖鉆機 費用,并提高文明施工的水平。5 履帶底盤承載,接地壓力小,適合于各種工況,在施工場地內行走移位方便,機機動靈活,對樁孔的定位非常準確,方便.6 旋挖鉆機的地層適應能力強旋挖鉆機,粘土,砂土,卵石層等地層。7 在孔壁上形成較明顯的螺旋線。有助于提高樁的的摩阻力。.8 吊放鋼筋

11、籠,灌注砼等施工場地較其他工藝容易布置。9 自帶柴油動力,緩解施工現場電力不足的矛盾,并排除了動力電纜造成的安全隱患1.2.2 適用范圍旋挖鉆機一般適用粘土,粉土,砂土,淤泥質土,人工回填土及含有部分卵石,碎石的地層,借鉆具自重和鉆機加壓力,耙齒切入土層,在回轉力矩的作用下鉆斗同時 回轉配合不同鉆具,適應于干式(短螺旋),濕式(回轉斗)及巖層(巖心鉆)的成孔作業(yè)。根據不同的地質條件選用不同的鉆桿,鉆頭及合理的斗齒刃角。對于具 有大扭矩動力頭和自動內鎖式伸縮鉆桿的鉆機,可以適應微風化巖層的施工。目前, 旋挖鉆機的最大鉆孔直徑為3m,最大鉆孔深度達120m,(主要集中在 40m以內),最大鉆孔扭矩

12、620kNm。1.2.3 工藝原理主要是其成孔工藝與其它樁基不同, 旋挖鉆機的鉆進工藝旋挖鉆機(當然也有干土直接取土工藝,視工地現場地層條件而定),是一種無沖洗介質循環(huán)的鉆進方法,但鉆進時為保護孔壁穩(wěn)定,孔內要注滿優(yōu)質泥漿(穩(wěn)定液)。旋 挖鉆機工作時能原地作整體回轉運動。 旋挖鉆機鉆孔取土時,依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層,斜向斗齒在鉆斗回轉時切下土塊向斗內推進而完成鉆取土;遇硬土時, 自重力不足以使斗齒切入土層,此時可通過加壓油缸對鉆桿加壓,強行將斗齒切入土中,完成鉆孔取土。鉆斗內裝滿土后,由起重機提升鉆桿及鉆斗至地面,拉動鉆 斗上的開關即打開底門,鉆斗內的土依靠自重作用自動排出.鉆桿向下放關好

13、斗門,再回轉到孔內進行下一斗的挖掘。旋挖鉆機行走機動,靈活,終孔后能快速的移位或至下一樁位施工。1.3 本設計的主要內容本次設計主要針對履帶式旋挖鉆機進行討論，著重于履帶式旋挖鉆機的行走裝置的分析與設計。其設計主要內容如下：第2章介紹履帶行走裝置的結構和行走原理；第3章四帶一輪的選擇；第4章履帶行走裝置的設計計算；第5章引導輪結構設計。圖1 圖2（2）整體式行走架 目前工程鉆機常用的整體式行走架有H型和X型兩種，根據使用要求不同，又有帶回轉支撐架和不帶回轉支撐之分。 H型行走架結構簡單，成本低，制造容易，但相對承載能力較小，一般用在對承載能力要求不高，尤其只作為輔助行走之用，鉆機鉆孔時行走架不

14、受力或力較小的鉆機，見圖3。X型行走架結構復雜，制造難度大，材料利用率低，成本高，但行走架承載能力大。一般用在對承載要求高的鉆機，尤其由履帶底盤承受工作載荷的鉆機， 圖3 H型行走架 2.2 履帶目前常用的履帶主要有整體式履帶、組合式履帶和橡膠履帶3種。（1）組合式履帶組合式履帶由鏈軌、履帶板、銷子和村套等組成。鏈軌和履帶板用螺栓連接。其特點是使用壽命高，履帶節(jié)距小，繞轉性好，不會因履帶板損壞或者連接螺栓剪斷而終止行走。此外，組合式履帶零件通用化程度高，制造成本低，維修方便，維修成本低。缺點是連接螺栓易折斷。（2）整體式履帶整體式履帶是在履帶板上帶齒，直接與驅動輪吻合，履帶板本身即為支重輪等輪

15、子的滾動軌道，履帶板之間用銷軸連接。這種履帶一般在大型挖掘機和履帶式起重機上應用較多。整體式履帶的履帶板大多數為鑄造履帶板，其特點是制造方便，拆裝容易。（3）橡膠履帶橡膠履帶的特點是噪聲低、振動小、不損壞路面、接地比小速度快、重量輕。它主要應用在經常在城市施工和經常在公路上行走的設備。其缺點是維修成本高，一旦履帶損壞需要更換整條履帶。因此在使用履帶設備時應特別注意。 2.3 支重輪支重輪主要承受鉆機的重力以及工作裝置對鉆機產生的外力。在行走時還要承受由于路面不平而產生的沖擊，而且工作環(huán)境惡劣，經常在泥水或塵土中行走。因此，要求支重輪常用浮動油封來密封，其結構簡單，密封效果好，使用壽命長，通常在

16、一個大維修期內不需要加油，減少可維護保養(yǎng)的工作量。如下圖。 圖4 支重輪 2.4 引導輪引導輪的作用是在行走時引導履帶正確繞轉，防止履帶跑偏和脫軌。引導輪一般布置在鉆機的前部，其密封形式一般也采用浮動油封密封。 2.5 驅動輪驅動輪的作用是將行走減速機的動力傳遞給履帶，帶動履帶行走，對驅動輪的主要要求是齒合平穩(wěn)，即使在履帶因銷套磨損時仍能齒合。驅動輪通常放在鉆機的后部，這樣既可縮短履帶驅動段的長度，減少功率損失，又可提高履帶的使用壽命。驅動輪有整體鑄造、齒圈和輪體分開鑄造及鍛造3種形式。后兩種由于制作較為復雜，且成本高，通常較少使用，目前主要使用整體鑄造驅動輪。2.6 拖鏈輪拖鏈輪主要用于托起

17、上部履帶，防止履帶過度下垂。拖鏈輪的結構與支重輪類似，但其所承受載荷要比支重輪少的多，一般每條履帶布置1-3個拖鏈輪，相鄰兩個拖鏈輪之間的距離一般為鏈軌節(jié)距的6-8倍。 2.7 張緊裝置張緊裝置的主要功能是保持履帶具有一定的張緊度，減少行走時的沖擊載荷和額外的功率消耗。張緊裝置通常與引導輪一起使用，其形式多種多樣。但目前常用的主要是液壓張緊，通過手搖對張緊張志壓注黃油，由油缸和柱塞對導向輪位置進行調節(jié)達到履帶的張緊。如下圖。 圖5 張緊裝置第三章 四帶一輪的選擇 已知設計參數： 整車重量：45T 液壓系統(tǒng)壓力：25Mpa 履帶收縮寬度3.3m，展開寬度4.2m履帶節(jié)距（mm）適用挖掘機質量（t）適用鉆機質量（鉆孔時不用支腳）適用鉆機質量（鉆孔時用支腳）101.63.54.561356811140810151541015181711520301902535502033240652164060802286080130選擇節(jié)距為203.q液壓馬達排量;i行走減速機減速比;r驅動輪節(jié)圓半徑;行走傳動裝置總機械效率。為了保證鉆機能在坡道上正常行走,并能實現原地轉彎,其行走裝置產生的驅動力必須要大于其原地轉彎或爬坡所需要的牽引力。為了保證在坡道上運行,還應驗算其附著力,即驅動力必須小于履帶與地面之間的附著力FqTf=m