旋挖鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)雙減速器安裝機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

旋挖鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)雙減速器安裝機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

旋轉(zhuǎn)開挖鉆頭是一種承受鉆孔樁施工的機(jī)械。它依靠驅(qū)動(dòng)頭將鉆頭驅(qū)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)孔中，并通過主桿的陽(yáng)線效應(yīng)提高鉆頭對(duì)空中孔外截面的周期性循環(huán)。由此可見,對(duì)于一臺(tái)旋挖設(shè)備來(lái)說,動(dòng)力頭和主卷?yè)P(yáng)是兩個(gè)特別重要的部件。本文在介紹一般中小型旋挖鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)的基礎(chǔ)上將著重對(duì)大機(jī)型上采用的一筒雙機(jī)型主卷?yè)P(yáng)做一次深入的分析。就目前產(chǎn)品市場(chǎng)而言,一般中小型旋挖鉆機(jī)(動(dòng)力頭扭矩≤28t·m)主卷?yè)P(yáng)普遍采用單馬達(dá)減速機(jī)形式(如圖1單減速機(jī)主卷?yè)P(yáng)總成),其安裝工藝是:(1)將序號(hào)2減速機(jī)與序號(hào)1卷筒用螺栓連接固定,安裝時(shí)應(yīng)確保減速機(jī)各油口位置正確;(2)用行車吊起裝好減速機(jī)的卷筒,將其與序號(hào)4主卷?yè)P(yáng)支架法蘭口連接固定好;(3)在卷?yè)P(yáng)另一端裝好序號(hào)6末端軸承;(4)將序號(hào)3馬達(dá)與平衡閥裝在減速機(jī)軸端,并將卷?yè)P(yáng)總成裝在旋挖鉆機(jī)桅桿或平臺(tái)相應(yīng)位置。如圖1所示,我們可以看出,單減速機(jī)主卷?yè)P(yáng)總成中減速機(jī)與卷?yè)P(yáng)機(jī)架一端采用剛性連接,另一端采用帶有調(diào)心作用的末端軸承與卷?yè)P(yáng)機(jī)架柔性連接,這種設(shè)計(jì)安裝可以消除施工過程中鋼絲繩受拉時(shí)卷筒變形給減速機(jī)殼體造成對(duì)減速機(jī)壽命有害的拉應(yīng)力,對(duì)延長(zhǎng)減速機(jī)使用壽命有一定的幫助。這種中小型旋挖鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)筒上所纏繞的鋼絲繩有單層鋼絲(如ZR160B等)也有多層鋼絲(如SY150C、JVR280D等),其卷筒繩槽機(jī)構(gòu)不出乎兩種,即螺旋線型和折線型。多層鋼絲纏繞的卷?yè)P(yáng)不管為哪一種卷筒都不可避免存在咬繩、壓繩現(xiàn)象,對(duì)鋼絲繩使用壽命影響很大,這個(gè)問題目前尚無(wú)有效的解決方案,一直困擾著各主機(jī)生產(chǎn)廠家。然而中大機(jī)型特別是大型旋挖鉆機(jī)(動(dòng)力頭扭矩>36t·m),由于作業(yè)孔徑大、鉆孔深度深,所需鉆桿、鉆斗的型號(hào)和自身重量也相應(yīng)增大,為滿足大噸位設(shè)備施工所需提升力和解決卷筒鋼絲繩咬繩、壓繩現(xiàn)象,主卷?yè)P(yáng)一般采用一筒雙機(jī)形式,即用兩組減速機(jī)、馬達(dá)、平衡閥同時(shí)作用在一個(gè)大卷筒上,如圖2。這種大型卷筒容繩量大,可以用單層繩容繩布局來(lái)滿足深孔作業(yè)所需的鋼絲繩長(zhǎng)度,螺旋線型繩槽將每股鋼絲繩隔開,從根本上解決了鋼絲繩之間的壓繩與咬繩現(xiàn)象,與單減速機(jī)主卷?yè)P(yáng)總成相比,由于其中一個(gè)減速機(jī)的安裝位置代替了原本有調(diào)心作用的末端軸承,因此雙減速機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)架的連接設(shè)計(jì)主要滿足兩個(gè)條件,一是要自由釋放施工時(shí)卷筒變形給減速機(jī)與卷?yè)P(yáng)機(jī)架連接所帶來(lái)的軸向應(yīng)力;二是要自由釋放卷?yè)P(yáng)機(jī)工作時(shí)鋼絲繩所帶來(lái)的徑向拉力。曾經(jīng)有旋挖鉆機(jī)主機(jī)制造廠家將減速機(jī)直接采用剛性連接方式固定在卷?yè)P(yáng)機(jī)架上,在實(shí)際施工過程中,主卷?yè)P(yáng)減速機(jī)損壞頻率很高,實(shí)踐證明了在鋼絲繩受拉時(shí)卷筒變形給減速機(jī)殼體帶來(lái)的巨大拉應(yīng)力,影響減速機(jī)使用壽命。因此各主機(jī)廠家紛紛在機(jī)架上做出改進(jìn),現(xiàn)有的設(shè)計(jì)主要有在減速機(jī)與卷?yè)P(yáng)機(jī)架之間通過鼓形齒輪副結(jié)構(gòu)連接,其應(yīng)用原理是減速機(jī)與卷?yè)P(yáng)機(jī)架連接的軸向應(yīng)力可以通過鼓型齒輪在齒槽內(nèi)輕微的滑動(dòng)自行釋放調(diào)節(jié),這種安裝方式操作簡(jiǎn)單,并且可以有效地消除減速機(jī)與卷?yè)P(yáng)機(jī)架之間連接的軸向應(yīng)力,但是由于齒輪節(jié)圓大齒數(shù)較多,齒面受約束的地方也較多,同時(shí)外齒輪頂部與內(nèi)齒輪根部之間為線接觸,因此這種方式不能有效消除卷?yè)P(yáng)機(jī)工作時(shí)鋼絲繩所傳遞過來(lái)的徑向拉力,而且該拉力的位置、大小隨工況變動(dòng)而變動(dòng),可以使減速機(jī)與卷?yè)P(yáng)機(jī)架之間產(chǎn)生彎曲形變,影響減速機(jī)使用壽命。我們經(jīng)過探討,精心研發(fā)出一種新型旋挖鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)雙減速機(jī)安裝機(jī)構(gòu)——鼓形鍵槽調(diào)心支座(發(fā)明專利號(hào)201110198202.8)來(lái)解決此問題,經(jīng)過多次工地施工實(shí)例證明此方案的高效可行。這種新型主卷?yè)P(yáng)雙減速機(jī)調(diào)心支座總體來(lái)說,安裝工藝比較復(fù)雜,總結(jié)如下:(1)用行車吊起減速機(jī)(圖2序號(hào)4約400kg),使減速機(jī)殼體法蘭盤裝在卷筒(圖2序號(hào)2約3200kg)鋼絲繩入繩端(圖2所示右端),用對(duì)稱擰緊螺栓方式將內(nèi)六角螺栓擰緊到規(guī)定扭矩,安裝時(shí)特別注意減速機(jī)馬達(dá)安裝法蘭口與減速機(jī)制動(dòng)油口、注油口、出油口、油位口的相對(duì)位置;(2)找好一端裝好減速機(jī)的卷筒中心位置,將行車吊起卷筒至卷?yè)P(yáng)支架(圖2序號(hào)7)內(nèi),用對(duì)稱緊固螺栓方式擰緊減速機(jī)端口螺栓,此時(shí)需用行車?yán)^續(xù)吊著卷筒,如果卸下行車吊帶,卷筒減速機(jī)相當(dāng)于一懸臂固定在卷?yè)P(yáng)支架上,由于卷筒重量較大可能致使減速機(jī)殼體受拉和卷?yè)P(yáng)機(jī)架立板變形;(3)將另一個(gè)減速機(jī)吊起,裝入卷筒法蘭口,此時(shí)同樣應(yīng)該保證減速機(jī)馬達(dá)安裝法蘭口與減速機(jī)制動(dòng)油口、注油口、出油口、油位口的相對(duì)位置正確,為方便安裝需在減速機(jī)制動(dòng)口處接出一根油管,用液壓槍往里面注油來(lái)頂開減速機(jī)里面的摩擦片,一般40Bar壓力可完全頂開;(4)完全頂開減速機(jī)摩擦片,用手直接轉(zhuǎn)動(dòng)減速機(jī)與馬達(dá)相連的花鍵套筒,將減速機(jī)連接盤端開口(安裝工藝開口)與卷筒安裝孔對(duì)齊,以方便擰緊減速機(jī)殼體法蘭盤螺栓;(5)安裝鼓型鍵槽調(diào)心支座(如圖3),先將序號(hào)1內(nèi)鍵槽與主卷?yè)P(yáng)支架(圖2序號(hào)7)的大法蘭盤用螺栓連接,再將圖3序號(hào)2鼓型外鍵槽嵌入序號(hào)1內(nèi)鍵槽中(如圖3),用螺栓連接序號(hào)2與減速機(jī)端口法蘭螺紋孔;(6)安裝兩端馬達(dá)平衡閥,注意馬達(dá)平衡閥管子朝向以方便油管走向,將主卷?yè)P(yáng)總成安裝在上車平臺(tái)相應(yīng)位置。這種鼓形鍵槽調(diào)心支座的技術(shù)特點(diǎn)分析如下:如圖4右側(cè)剖視圖所示,鼓型外鍵槽鍵端為圓弧形,可以用來(lái)調(diào)節(jié)卷筒與減速機(jī)y軸方向的變形,又如A向視圖,鍵側(cè)也成圓弧形,可以用來(lái)調(diào)節(jié)卷筒與減速機(jī)z軸方向的變形,與內(nèi)鍵槽安裝完畢后,如圖3(b),件1與件2可以左右輕微滑動(dòng),能調(diào)節(jié)卷筒與減速機(jī)x軸方向的變形。故此在鋼絲繩受拉卷筒與減速機(jī)變形時(shí),鼓形花鍵副可以沿著卷?yè)P(yáng)筒的軸向發(fā)生小距離相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而使得卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于卷?yè)P(yáng)機(jī)架沿卷?yè)P(yáng)筒的軸向可進(jìn)行小范圍自動(dòng)調(diào)節(jié),更重要的是,由于花鍵的鍵頂面為橄欖球面(如圖4),花鍵的根部面為圓弧面,鍵根部與鍵頂部之間為弧線接觸,配合方式為間隙配合(D9/h7),