工程機械設計實習報告 地大

1、工程機械設計實習報告 班 級： 072134 學 號： 20131000668 姓 名： 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師： 劉銀 2016年12月目 錄1 第一次實習11.1實習概況11.2 設備簡介11.3實習操作31.4實習心得42 第二次實習61)2)2.1實習概況62.2旋挖鉆機簡介62.3國內(nèi)現(xiàn)狀62.4實習設備簡介72.5實習內(nèi)容102.6實習心得122.7課程建議121 第一次實習1.1實習概況第一次實習是在工程實驗樓1樓，設備是XY-4型鉆機。實習內(nèi)容分為三部分：第一部分是鉆具的提升與下降的操作，第二部分是液壓系統(tǒng)的學習與操作，第三部分是觀看學習老師實際操作鉆探取芯的

2、完整過程。1.2 設備簡介XY-4型鉆機為我國第一代立軸式金剛石鉆機。它設計先進、布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活、堅固耐用、可拆性好、便于搬遷、修理方便。實習中使用的設備就是XY-4型鉆機。該鉆機是鉆進深度為1000m的機械傳動液壓操作式巖心鉆機，主要用于地表及坑道對固體礦床的金剛石、硬質(zhì)合金鉆探，亦使用于工程地質(zhì)勘探，淺層石油、天然氣及地下水鉆探，并可用于堤壩注漿和坑道通風、排水等工程鉆探。XY-4型鉆機可用于固體礦床勘探、工程地質(zhì)及地下水勘探，淺層石油、天然氣勘探，堤壩灌注、坑道通風、排水鉆探。下圖為該鉆機。圖1- 1 XY-4鉆機該鉆機具有以下幾個特點：1. 立軸轉(zhuǎn)速高，最高轉(zhuǎn)速達1588

3、r/min。2. 調(diào)速范圍大，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比為11.76。有正轉(zhuǎn)8級，反轉(zhuǎn)2級；3. 鉆機重量輕，可拆性好，便于搬遷；4. 卷揚機提升能力大，單繩一速時提升能力為33000N；5. 操縱手柄集中，靈活可靠；6. 動力機可配電動機或柴油機。實驗室所使用的動力機是電動機。如圖1-2所示，XY-4型鉆機傳動系統(tǒng)主要由離合器、變速箱、萬向軸等部件組成。傳動系統(tǒng)負責傳遞與切斷動力，變速變矩、換向、分配動力、改變運動形式、實現(xiàn)柔性傳動與過載保護。圖1-3是該鉆機詳細的傳動系統(tǒng)圖。圖1- 2 XY-4傳動系統(tǒng)簡圖圖1- 3 XY-4型鉆機傳動系統(tǒng)圖1.3實習操作1）提升、制動、下降鉆具2016年11

4、月12日上午8時開始本次工程機械實習，上午的內(nèi)容為操作卷揚機。老師首先介紹了XY-4型鉆機的結(jié)構(gòu)、功能和特點，講解了該款鉆機與其他鉆機的不同之處，隨后演示了卷揚機提升、制動、下降鉆機的實際操作流程，記錄如下：1. 提升鉆具時，將下降手把上抬,下降抱閘放松卷筒;而提升手把下壓，抱閘制動提升制圈。由于提升制圈被制動，行星輪不能公轉(zhuǎn)，輪系變成定軸輪系，中心輪的順時針轉(zhuǎn)動帶動行星輪逆時針自轉(zhuǎn)。行星輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動內(nèi)齒圈和卷筒逆時針轉(zhuǎn)動，纏繞鋼絲繩，提升鉆具。2.制動鉆具時, 將提升手把上抬, 提升抱閘松開提升制圈；而將下降手把向下搬, 下降抱閘制動卷筒，卷筒從而停止轉(zhuǎn)動，鉆具被停留在孔內(nèi)某一位置。3.下降

5、鉆具時，提升手把上抬，放松提升制圈；下降手把處于控制狀態(tài),在鉆具重力的作用下，卷筒順時針轉(zhuǎn)動而放繩，鉆具下落。此時由于內(nèi)齒圈及中心輪都為順時針轉(zhuǎn)動，故行星輪也順時針公轉(zhuǎn)。卷揚機工作過程中，行星輪的自轉(zhuǎn)可能有三種情況，即順時針轉(zhuǎn)動、沒有自轉(zhuǎn)、逆時針轉(zhuǎn)動。行星輪的自轉(zhuǎn)狀態(tài)不僅與中心齒輪和內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速有關，同時與各齒輪的齒數(shù)有關。老師演示完畢后，每位同學獨立操作3-4次，熟悉工作流程。2）操作鉆機液壓控制閥下午的實習內(nèi)容為操作XY-4型鉆機的液壓控制閥，以實現(xiàn)松緊液壓卡盤、讓開孔口等功能。老師首先講解了該鉆機的液壓操作系統(tǒng)，如圖1-4所示，該系統(tǒng)由多個換向閥、節(jié)流閥、限壓閥組成，通過操作固連在換向閥

6、上的操縱桿即可實現(xiàn)加壓鉆進、減壓鉆進、立軸上升（倒桿）、立軸下降、稱重鉆具、懸吊鉆具以及鉆機的前后移動。隨后老師對相關流程進行了演示，每位同學同樣獨立操作3-4次。最后也學習了鉆機取心的整個過程。圖1- 4 XY-4型鉆機液壓系統(tǒng)1.4實習心得這次實習是頭一次操作這類設備，雖然大二學過張曉西老師的鉆探工程概論，但因為這個課程比較偏重理解和對鉆探學科基本常識的認知，并沒有實際操作的機會，也沒有親眼看過鉆探用的設備。這次是第一次進入工程實驗樓，近距離親眼看到鉆探設備，并且親自動手進行最簡單的操作。雖然這些操作非常的基礎和簡單，看似沒有多少實際用途，但確確實實加深了對所學內(nèi)容的理解，也對這類設備操作

7、有了一個最直觀的體驗。這門課與鉆探工程概論有一定的相似之處，首先都是以鉆探設備為主要學習對象，再者都是偏重工程實際的學科，應用型很強，理論性相比于其他必修課較弱，沒有繁瑣的公式需要記憶，也沒有復雜的定理需要理解。但是這門課設有這樣的實踐環(huán)節(jié)，這是非常難能可貴的。盡管實習所教的都是一些基礎操作，但我認為這些很必要，因為講課本的知識轉(zhuǎn)化為實際并不容易，我們也不可能在一兩次實習之中就掌握一門新的技能。但是看書看幻燈片所學的知識，和實習操作所理解的東西，是完全不同的，實習經(jīng)歷是難能可貴的。這次實習雖然人多，但是保證了每位同學都有足夠的操作機會和操作時間，同時經(jīng)驗豐富的老師在一旁也對我們耐心教導，消除了

8、我們的顧慮，在這里謝謝幾位老師的辛勤付出。2 第二次實習3)4)2.1實習概況這次實習是一次外出實習，地點選在湖北省圖書館旁的一處工地上，老師和工地上的工程師們帶我們觀看了旋挖鉆機的工作過程，并向我們講解了旋挖鉆機的相關知識。2.2旋挖鉆機簡介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。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，在灌注樁、連續(xù)墻、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用，一般采用液壓履帶式伸縮底盤、自行起落可折疊鉆桅、伸縮式鉆桿、帶有垂直度自動檢測調(diào)整、孔深數(shù)碼顯示等，整機操縱一般采用液壓先導控制、負荷傳感，具有操作輕便、舒適等特點。該類鉆機一般采用液壓履帶式伸縮底盤、自

9、行起落可折疊鉆桅、伸縮式鉆桿、帶有垂直度自動檢測調(diào)整、孔深數(shù)碼顯示等，整機操縱一般采用液壓先導控制、負荷傳感，具有操作輕便、舒適等特點。主、副兩個卷揚可適用于工地多種情況的需要。該類鉆機配合不同鉆具，適用于干式（短螺旋）或濕式（回轉(zhuǎn)斗）及巖層（巖心鉆）的成孔作業(yè)，還可配掛長螺旋鉆、地下連續(xù)墻抓斗、振動樁錘等，實現(xiàn)多種功能，主要用于市政建設、公路橋梁、工業(yè)和民用建筑、地下連續(xù)墻、水利、防滲護坡等基礎施工。國內(nèi)的專家認為：旋挖鉆機在國內(nèi)今后幾年仍有很大的市場。2.3國內(nèi)現(xiàn)狀旋挖鉆機在二戰(zhàn)以前首先在美國卡爾維爾特公司問世，二戰(zhàn)之后在歐洲得到發(fā)展，1948年意大利邁特公司首先開始研制，接著意大利、德國

10、開始發(fā)展，到了7080年代在日本得到快速發(fā)展，當時日本稱之為回轉(zhuǎn)斗成樁，也叫阿司特利工法（EarthDriII），在德國、日本這類工法相當普遍。中國在80年代初從日本引進過工作裝置，配裝在KH-125型履帶起重機上。1984年，天津探礦機械廠引進美國RDI公司的旋挖鉆機并進行消化吸收。1987年在北京展覽館首次展出了意大利土力公司（SOILMEC）產(chǎn)品，1988年北京城建機械廠根據(jù)土力公司的樣機開發(fā)了1.5m直徑的履帶起重機附著式旋挖鉆機。1994年鄭州勘察機械廠引進英國BSP公司附著式旋挖鉆孔機的生產(chǎn)技術，但都沒有形成批量生產(chǎn)。1992年寶峨公司在中國北京設立了代表處，開始了對華業(yè)務并于19

11、95年在天津成立了獨資子公司寶峨天津機械工程有限公司，組裝適合中國市場的寶峨BG20型旋挖鉆機。1998年在上海又成立了中德合資上海寶峨金泰工程機械股份有限公司，生產(chǎn)組裝BG15型、BG24型旋挖鉆機。1998年，徐工集團開始自主開發(fā)研制RD18旋挖鉆機，于99年試制成功并投入批量生產(chǎn)，最近幾年中國旋挖鉆機取得了快速發(fā)展。后來，北京經(jīng)緯巨力、三一重機等也紛紛涉足旋挖鉆機的生產(chǎn)，國內(nèi)外生產(chǎn)旋挖鉆孔機廠商有近二十家。旋挖鉆機行業(yè)由于2003年青藏鐵路工程以及北京奧運工程等的帶動，市場認知度迅速提高，市場容量急劇擴大。市場需求的高漲吸引了國內(nèi)大型工程機械企業(yè)的進入，三一、徐工、中聯(lián)重科和山河智能等紛

12、紛涉足，并迅速擴大了市場份額。2005年后，國內(nèi)品牌旋挖鉆機已基本替代了國外品牌。2006年以來，旋挖鉆銷量連年呈跨越式增長。特別是2009年，國內(nèi)旋挖鉆機制造企業(yè)多達30家，推出近200個型號產(chǎn)品，市場保有量達到近4000臺，市場競爭空前激烈。2.4實習設備簡介實習中主要用的設備為TR280D型旋挖鉆機。該鉆機外形如圖2-1。圖2- 1 TR280D旋挖鉆機實習時所見到的TR280D旋挖鉆機的整體構(gòu)成是在原有TR250D的基礎上進行優(yōu)化升級，并采用部分已批量生產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)模塊，充分考慮自身的特點，進行重新整合設計后，研發(fā)的系列化產(chǎn)品型號，經(jīng)濟成本和使用風險得到大幅度降低。該鉆機主要結(jié)構(gòu)如圖2

13、-2所示，主要由履帶式行走裝置 、回轉(zhuǎn)平臺、變幅裝置、卷揚機構(gòu)、工作裝置、桅桿等幾個部分組成。具有可靠度高、剛性好、承載力大、穩(wěn)定性好等特點。旋挖鉆機是一種適合于建筑基礎工程中成孔作業(yè)的施工機械，具有噪聲低、振動小、轉(zhuǎn)矩大、多功能、成孔速度快、施工效率高、多種速度調(diào)節(jié)、電子自動監(jiān)控等特點。該類鉆機一般采用液壓履帶式伸縮底盤、自行起落可折疊鉆桅、伸縮式鉆桿、帶有垂直度自動檢測調(diào)整、孔深數(shù)碼顯示等，整機操縱一般采用液壓先導控制、負荷傳感，具有操作輕便、舒適等特點。主、副兩個卷揚可適用于工地多種情況的需要。該類鉆機配合不同鉆具，適用于干式（短螺旋）或濕式（回轉(zhuǎn)斗）及巖層（巖心鉆）的成孔作業(yè)，還可配掛

14、長螺旋鉆、地下連續(xù)墻抓斗、振動樁錘等，實現(xiàn)多種功能，主要用于市政建設、公路橋梁、工業(yè)和民用建筑、地下連續(xù)墻、水利、防滲護坡等基礎施工。國內(nèi)的專家認為：旋挖鉆機在國內(nèi)今后幾年仍有很大的市場。圖2- 2 TR280D鉆機結(jié)構(gòu)TR280D旋挖鉆機主要參數(shù)如下圖所示。圖2- 3 TR280D主要參數(shù)2.5實習內(nèi)容這是一次外出實習，地點選在湖北省圖書館旁的一處工地上，在老師和現(xiàn)場師傅的講解下，我們大致觀看了旋挖鉆機的工作流程，記錄如下：旋挖鉆機就位埋設護筒鉆頭輕著地后旋轉(zhuǎn)開鉆。當鉆頭內(nèi)裝滿土砂料時提升出孔外旋挖鉆機旋回，將其內(nèi)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(zhuǎn)體放下

15、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。旋挖鉆機鉆頭十分特殊，常見的有螺旋鉆頭、旋挖斗、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗。1.螺旋鉆頭 （1）錐形：雙頭雙螺，適用于堅硬基巖。雙頭單螺，適用于風化基巖、卵石、含冰凍土等。以上鉆頭配裝各種截齒，通過齒型、螺距、螺旋升角的變化又可派生出很多類型的鉆頭。 （2）直螺旋鉆頭： a、斗齒直螺：雙頭雙螺，適用于砂土，膠結(jié)差的小直徑礫石層；雙頭單螺，適用于砂土、土層；單頭單螺，適用于膠結(jié)差的大直徑卵石，粘性土及硬膠泥。 b、截齒直螺：有雙螺、三螺和四螺，適用于是硬基巖或卵礫石。2.旋挖鉆

16、斗 按所裝齒可分為截齒鉆斗和斗齒鉆斗；按底板數(shù)量可分為雙層底斗和單層底斗；按開門數(shù)量可分為雙開門斗和單開門斗；按桶的錐度可分為錐桶鉆斗和直桶鉆斗；按低板形狀可分為鍋底鉆斗和平底鉆斗。以上結(jié)構(gòu)形式相互組合，再加上是否帶通氣孔、開門機構(gòu)的變化，可以組合出幾十種旋挖鉆斗。一般來說雙層底鉆斗適用地層范圍較寬，單層底的只適用于粘性較強的土層，雙門鉆斗適用地層范圍較寬，單門鉆斗只是用于大直徑的卵石及硬膠泥。3.筒式取芯鉆頭 目前常見的有兩種：截齒筒鉆（適用于中硬基巖和卵礫石），牙輪筒鉆（適用于堅硬基巖和大漂石）。在筒式取芯鉆的兩大類鉆頭中，又帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分，主要取決于取芯的難度。因為牙輪取芯

17、鉆頭主要用于硬巖鉆進，且鉆取的環(huán)狀面積大，如果有條件的還可以通在在鉆頭部分加裝反循環(huán)鉆進，以提高鉆進效率。 4.擴底鉆頭 在樁徑不增大樁深不增加的基礎上，為了提高單樁的承載力，設計部門往往通過擴底樁來實現(xiàn)，旋挖鉆機施工擴底是無需任何改動就可施工，只需選用擴底鉆頭即可。擴底鉆頭常用的以機械式為主，這種鉆頭使用和維護都比較簡單，有上開式和下開式的，張開機構(gòu)一般為四連桿的，用于土層、強風、中風化地層甚至堅硬基巖。由于旋挖鉆進是非循環(huán)鉆進，擴底完成后用清渣桶清渣即可。 5.沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭 在鉆進大直徑卵石、大漂石和堅硬基巖，使用沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭配合旋挖鉆進特別有效，這類鉆頭的使用是通過旋挖機副鉤吊掛來作業(yè)，因為要有沖擊作用，所以要求副鉤具有自由放繩功能效果才能更好。 6.液壓抓斗 目前連續(xù)墻和防滲墻的施工工程日趨見多，如果對旋挖鉆機稍作改動就可作業(yè)，液壓抓斗的開閉是通過液