三维设计开题报告
三维造型技术在机械制造业中的广泛应用，给机械制图课程的改革提出了新的要求，将三维造型技术融入到机械制图教学中是发展的必然趋势。
1、论文题目： 要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录： 目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)
3、提要： 是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。
4、关键词或主题词： 关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。
主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
5、论文正文：
(1)引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
〈2)论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：
a.提出-论点;
b.分析问题-论据和论证;
c.解决问题-论证与步骤;
d.结论。
6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。
中文：标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期)：作者--标题--出版物信息
所列参考文献的要求是：
(1)所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。
(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
一、选题的依据及意义
钳工用电动台虎钳，是现在市场所少有的。一、根据现在生产技术越来越高，生产精度越高，同时也是生产越来越精巧，夹紧力也要求越来越准确，不能过大过小。但传统的台虎钳所产生的夹紧力是根据师傅的经理来保证的，因此极有可能会产生以上的.不足而使废品率提高，根据生产的需要，特此设计一套适合加工的钳工用电动台虎钳。二、传统的台虎钳工作效率比较低，传统台虎钳是螺纹传动，无法实现快速夹紧与松开，使得生产效率比较低。现有的电动台虎钳基本上用在车床上，能实现快速夹紧与松开，但是要配有一个机动的动力源，如果用在钳工上就成本太高，所以不适用。新设计的钳工用电动台虎钳，不但可以实现快速夹紧与松开的同时，电动系统的动力源为手动，这样相对于机床用的台虎钳来说成本比较低，只比传统台虎钳的成本高不了多少。 钳工用电动台虎钳有以上优点，新的台虎钳的问世是迟早的问题，是必然的趋势。
二、国内外相关研究简介(述)
目前，国内有不少科研单位已经或正在进行利用Pro/ENGINEER进行二次开发的CAD系统研究工作，不过对于这些系统，在机械方面的设计比较多，合肥工业大学进行了开发Pro/ENGINEER用户化菜单的技术和实践方面的研究，即研究如何在Pro/ENGINEER中加入用户自定义的菜单;合肥经济技术学院提出了通过Pro/ENGINEER二次开发来利用工程数据库进行特征造型的方法;南京航空航天大学的陈辰等参与开发的是一个较为完整的轴类零件设计(三维模型)、零件出图、零件加工(加工刀轨代码生成)系统，让一些通用设计的过程实现自动处理，以减轻设计人员的工作量;北方交通大学机械与电子工程学院进行的是基于Pro/ENGINEER的内燃机车三维标准件库的建立方面的研究，该系统采用Pro/ENGINEER为平台，利用其强大的参数化造型技术和二次开发模块Pro/TOOLKIT，建立内燃机车三维标准件库，以适应机车新产品的设计与开发，提高Pro/ENGINEER系统的实用程度;清华大学精仪系CIMS中心则提出基于Pro/ENGINEER系统开发面向并行工程的CAD系统。
在国外，新加坡国立大学的Wynne Hsu等人，以Pro/E软件为平台，通过C语言编程开发出一种将装配设计分析与产品的概念设计相结合的系统。系统通过五大模块:设计特征库、分析模块、交互模块、搜索模块和装配模块，实现了产品的自动装配[9]。国外由于研究开发三维设计软件的时间较长，而且早己应用于相关行业，故在其应用领域里的自主开发技术已经十分成熟和完善。
三、本课题研究内容
(1)对虎钳进行测量，并通过三维绘图软件Pro/E重构其模型。
(2)对产品测绘后，根据各个尺寸，通过Pro/E重构出产品台虎钳的三维模型。
四、本课题研究方法
用ProE做出虎钳的零件图的三维建模，并进行虚拟装配、干涉检测及系统优化等。
五、研究目标、主要特色(创新)及工作进度
利用 Pro/E软件的参数化功能或指令编程技术，建立本单位常用的标准零件库，
减少重复建模时间，提高设计效率。
六、参考文献
[1]朱成根。简明机械零件设计手册。机械工业出版社，1999：P38-47
[2]成大先。机械设计手册。化学工业出版社，2001：P79-102，2001：
[3]曹玉平，阎祥安。电动传动与控制[M]。天津大学出版社，2003：P45-68
[4]黄迷梅。电动气动密封与泄漏防治[M]。 北京：机械工业出版社，2003：P14-19
[5]周士昌。电动气动系统设计运行禁忌470 倒[M]北京：机械工业出版社，2002：P77-98
[6]陈次昌，宋文武。流动机械基础[M]。北京：机械工业出版社，2002：P11-21
[7]胡宗武、徐履冰、石来德。非标准机械设备设计手册[M]。 北京机械工业出版社，2003：P25-52
[8]濮良贵、纪名刚。机械设计(第七版)[M]。北京高等教育出版社，2001：P92-117
[9] Pro/ENGINEER Wildfire 4.0中文版典型实例。人民邮电出版社P367--423
钳工是用手工工具并经常在台虎钳上进行手工操作的一个工种。下面是由我整理的钳工技师职称论文，谢谢你的阅读。
论职业教育中的装配钳工
摘 要：随着科技的发展，许多钳工的工作被机械所代替，但是钳工可以完成机械加工不便加工或难以完成的工作，尤其是装配钳工作为机械制造业中必不可少的工序仍具有非常重要的作用。
关键词：职业教育 装配钳工 工艺
钳工是一门历史悠久的工种，两千多年前已经出现了。但随着科技的发展，许多钳工的工作被机械所代替，但是钳工可以完成许多机械加工不便加工或难以完成的工作，而且所需设备简单，因此装配钳工作为机械制造业中必不可少的工序仍具有非常重要的作用，如产品的装配、维修等。
一、装配钳工的工艺
装配钳工主要以手工操作为主，从事工件的加工、机械设备的装配、调整工作。它关系到产品的尺寸精度、位置精度和形位公差，关系到产品的质量，而我们掌握了装配工艺就相当于找到开门的钥匙，就能保证工作的顺利开展。
1.装配工艺过程包括四个阶段
(1)装配前的准备工作。
(2)装配工作。
(3)调整、精度检验和试车。
(4)涂装、涂油、装箱。
2.装配的组织形式
(1)固定式装配。
(2)移动式装配。
3.装配工艺规程
(1)装配工艺规程是规定产品及部件的装配顺序、装配方法、装配技术要求和检验方法及装配所需设备、工夹具、时间、定额等的技术文件;是提高产品装配质量和效率的必要措施，也是组织装配生产的重要依据。
(2)编制装配工艺规程的方法和步骤：对产品进行分析、确定装配顺序、绘制装配单元系统图、划分装配工序和装配工步、编写装配工艺文件。
除了以上装配钳工的通用特征之外，装配钳工工艺在职业教育中还有着其特殊性。职业教育在学习工艺理论时要求除掌握基本的工艺特点外，更重要的是掌握工艺安排的合理性，工艺编程内容的准确性。
二、装配钳工的操作
装配钳工的基本操作有划线、錾削、锉削、锯割、孔加工、螺纹加工、矫正和弯形、铆接、刮削、研磨以及机器设备调试、设备维修、基本测量和简单的热处理等。
职业教育中装配钳工的操作由于受设备、场地等限制，故安排实际操作的时间和机会比较少，有些实际操作通过到企业进行参观实习等方法，使学生在感性上有更深入的了解。在学校装配钳工训练的主要内容是锉削，下面着重介绍锉削及典型零件的加工。
锉削的精度可达0.01mm，表面粗糙度可达0.8mm，它的应用非常广泛。锉刀的正确握法是用右手紧握手柄，柄端顶住掌心，大拇指放在柄的上部，其余四指满握手柄，左手中指、无名指捏在锉刀的前端，大拇指根部压在锉刀头上，食指和小指自然收拢。锉削的站立位置与錾削相似，站立时要自然，便于用力，以适应不同的锉削要求，身体重心要落在左脚上，右膝伸直，左膝随着锉削的往复运动而屈伸。锉平面时，必须使锉刀保持水平直线的锉削运动，锉削时，左手所加的压力由大减小，而右手压力由小增大。
锉削要注意如下问题：锉削时要保持正确的操作姿势和锉削速度。锉削速度一般为每分钟40次左右。锉削时两手用力要平衡，回程时不要施加压力，以减小锉齿的磨损。锉刀放置时不要露出钳台边外，以防跌落伤人。不能用嘴吹切屑或用手清理切屑，以防伤眼或伤手。不使用无手柄或手柄开裂的锉刀。锉削时不要用手去摸锉削表面，以防锉刀打滑而造成损伤。锉刀不得沾油和水。锉屑嵌入齿缝必须用钢刷清除，不允许用手直接清除。
60?燕尾槽(凸)的锉削加工在钳工实习中是一个非常典型的课题。实习内容涉及划线、锯割、锉削、角度的测量及对称度的控制。钳工加工燕尾槽的关键是燕尾斜面的对称度及间接尺寸的控制。
1.零件图分析
该工件为钳工典型的对称角度加工的工件，对称工件必须采用单边加工的方法。而燕尾槽由于有角度的存在，故在加工过程中除了用常用量具(游标卡尺、千分尺、角度尺等)外，为了保证对称性必须使用测量心棒进行计算加工测量。该工件测量要用到游标卡尺、万能角度尺、千分尺、和测量心棒等，同时为了提高效率可以事先做好60?角度样板。而该工件的计算采用三角函数求出相关数值，再利用量具对其进行测量加工。计算是该工件的重要关键点，而用合理的加工工艺安排对燕尾凸槽进行加工是保证工件质量的重要理论指导，最后根据既定的工序进行加工。
2.零件的加工过程
(1)划出燕尾槽外形尺寸80mm×50mm的加工轮廓线，用游标卡尺进行划线校对，利用锯割和锉削的方法加工到规定的尺寸，用50～75mm和75～100mm的千分尺测量保证尺寸精度， (2)选两个相互垂直的平面作为划线基准，划出燕尾槽的加工轮廓线，用游标卡尺进行划线校对，
(3)钻两个φ3mm的工艺孔后锯掉右侧
(4)加工右侧燕尾前先用完全互换法解尺寸链的方法求出A尺寸，
先画出尺寸链简图，
解：A为封闭环
AMAX=50-19.98=30.02mm
AMIN=49.97-20=29.97mm
故A尺寸的控制范围是29.97～30.02mm，用25～50mm的千分尺来保证精度。
(5)如图6，用60?的角度样板或万能角度尺为基准锉削Ⅰ面，锉削前为了保证对称度要求先用三角函数求出B尺寸。由于Ⅰ面是斜面，因此在测量时先用φ12mm的测量心棒靠在斜面上。
解：B=40+HG，HG=HE+EF+FG，HE=10mm，FG=6mm，即只需求EF
EF=ctg30?×OF=1.732×6=10.39mmB=40+10+10.39+6=66.39mm
求出B尺寸后用角度样板或万能角度尺为基准锉出Ⅰ面至规定的角度，锉削同时用50～75mm的千分尺保证B尺寸。
经过以上几个工序就把燕尾凸槽的1/2(右边)加工完成了。
(6)接下来加工左侧燕尾槽时先用加工右侧相同的方法锯割出左侧形状，
(7)因为是对称件，如同步骤(4)左侧高度同样为A，用锉削的方法加工至规定尺寸，用25～50mm的千分尺保证精度。
(8)用角度样板或万能角度尺为基准锉削Ⅱ面，因为要保证对称度，所以要先求出C尺寸。因为对称所以可以用2个φ12的测量心棒进行计算。
C=80-(80-B)×2=80-(80-66.39)×2=52.78mm
最后以角度样板或万能角度尺为基准锉削Ⅱ面至规定尺寸要求，同时用50～75mm的千分尺保证C尺寸，即保证对称度。
(9)燕尾槽加工好后最后去除毛刺，进行上油保护，工件完成。
综上所述，装配钳工应立足于校内基本功的练习，打下扎实的基础，学好理论，为以后走上工作岗位做好准备。
参考文献：
[1]姜波.钳工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.
[2]徐灏.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社.2004.
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国内封'旋挖钻机结构特点的探讨
张启君,张忠海,陈以田,郑华
(徐州工程机械股份科技有限公司,江苏徐州221004)
摘要:以国内外旋挖钻机现有的底盘机构,钻桅,自行起落架,主副卷扬,动力头,钻杆,发动机系统等
结构为背景,分析了国内外旋挖钻机常见的结构特点,为国内企业开发起到一定的借鉴作用.
关键词:旋挖钻机;结构;特点;底盘结构
中图分类号:U445.3文献标识码:B文章编号:1000-033X(2004)10-0037-05
Discussion of drilling rig structure
ZHANG Qi-jun, ZHANG Zhong-hai, CHEN Yi-tian, ZHENG Hua
(Xugong Science&Technology Co. Ltd, Xuzhou 221004, China)
Abstract: This paper analyzed the structure characteristics of present drilling rig,such as chasis, drill string,
lifting frame, windlass, power head, drill rod, engine,etc.
Key words: drilling rig; characterstics; chasis; structure
旋挖钻机是一种多功能,高效率的灌注桩成孔设
备,被广泛应用于水利工程,高层建筑,城市交通建设,
铁路公路桥梁等桩基础工程的施工.旋挖钻机还可配
套长短螺旋钻具,普通钻斗,捞砂钻斗,筒式岩石钻头
等钻具以适应粘土层,砂砾层,卵石层和中风化泥岩等
不同的施工要求.
1概述
旋挖钻机的结构主要由底盘机构,钻桅,自行起落
架,主副卷扬,动力头,钻杆,钻头,转台,发动机系统,
驾驶室,覆盖件,配重,液压系统,电气系统等组成,其
工作原理也完全相同,都是由全液压动力头产生扭矩,
由安装在钻架上的油缸提供钻压力,并通过伸缩式钻
杆传递至钻头,钻下的钻渣充入钻头,由主卷扬提拔出
孔外.徐工研究院在调查研究的基础上已开发出
RD15, RD 18 , RD22旋挖钻机,RD系列产品的旋挖钻机
的整机主要由底盘,动力头,钻架,发动机系统,钻杆自
动存取装置,钻杆自动润滑装置,虎钳,锚固装置,钻
具,液压系统,电气系统及泥浆系统等部件组成.
2主要结构特点
2.1底盘的结构
旋挖钻机的底盘一般为液压驱动,轨距可调,'刚性
焊接式车架,履带自行式的结构.底盘主要包括车架及
行走装置,行走装置主要包括履带张紧装置,履带总
成,驱动轮,导向轮,承重轮,托链轮及行走减速机等组
成.目前国内外旋挖钻机的底盘结构大小不一样,履带
板宽度为800一1 200 mm.如意大利SOILMEC R622 HD
旋挖钻机的底盘采用的是摆动伸缩式底盘,尺寸相对
较小,驱动轮节距为216,单边10个支重轮2个托链轮,
底盘高度相对较低.底盘伸缩采用的是摆动式,在行走
过程中实现底盘的伸缩;行走减速机采用意大利BON-
FIGLIOLI公司产品.意大利的CMV公司的旋挖钻机采
用228.6节距的驱动轮,支重轮,托链轮及链轨,履带板
拟全部采用柏壳优士吉公司的进口件.单边11个支重
轮2个托链轮,底盘伸缩仍采用通过油缸伸缩来实现,
底架采用框架结构.CMV TH22的车架为箱形主体结
构,上部布置有回转支承支座,中心回转体支座,车架
的前,后部设置有履带伸缩箱形框架机构,车架主体两
边上部固定托链轮,下部固定支重轮,前部设置了导向
轮及其张紧装置,后部设置了驱动轮及其传动装置.
MAIT公司采用自行设计的多功能底盘,稳定性好,重
量轻,可配预留装置实现多功能,并具有上下车水平调
整系统可进行倾斜调节.意马公司采用卡特彼勒履带
底盘.意大利,德国制造的各类旋挖钻机的履带底盘均
可以伸缩.国内的三一SYR220型旋挖钻机选用卡特彼
勒3300底盘,C-9电喷发动机,内藏式液压可伸缩履带
结构,宽履带提供较低的接地比压,提高施工时整机的
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稳定性和适应性,且便于施工和运输.总之,国内外生
产的旋挖钻机大多数应用的是专用底盘,轨距可调,能
根据施工情况对底盘进行宽度调整,以增加钻机的整
体稳定性,驾驶室前窗配有防坠物保护;也有少数厂家
应用的是起重机底盘或挖掘机底盘.
2.2发动机系统
旋挖钻机的发动机系统一般包括发动机,散热器,
空滤器,消音器,燃油箱等.一般旋挖钻机设计时发动
机选用国外的增压中冷式水冷发动机,选用进口
CUMMINS发动机,为了适应不同用户的需求,也可选
装国内二汽东风的康明斯发动机.其水散热器,空滤器
等附件选用国产配套件,燃油箱自制.
2.3变幅机构及钻桅的结构
目前国内旋挖钻机的变幅机构一般采用两级变幅
油缸,平行四边形连杆机构,上端一级变幅油缸两端具
有万向节头便于调整,钻桅截面形式为梯形截面,钻桅
下端有液压垂直支腿,上端有两套滑轮机构,上下两端
均可折叠,钻桅左右可调整角度为士50,前倾可调整角
度为50,后倾可调整角度为150.三一SYR220型旋挖钻
机的桅杆采用大箱形截面,为动力头和钻杆提供导向
作用,具有良好的刚性和稳定性,抗冲击,耐振动,无需
拆卸的可折叠式结构能减少整机长度和高度,便于运
输.采用流行的平行四边形结构,通过其上油缸的作
用,可使桅杆远离机体或靠近机体.通过桅杆角度的调
整,可实现桅杆工作幅度或运输状态桅杆高度,桅杆相
对地面角度的调节,使其动作机动灵活,施工效率高.
意大利,德国制造的各类旋挖钻机可自行移动,自
立桅杆,整个工作机构可在履带底盘上做土3600回转.
因而现场转移,对孔位灵活方便,辅助时间少;钻架采
用"平行四边形连杆机构十三角形"的支撑结构,非常
适合城市狭窄场地的施工;钻架上装有垂直度检测仪,
可以检测和显示钻架的偏斜度,并可通过钻机的"微
动"系统调整钻架的垂直度;国外的SOILMEC公司的
旋挖钻机产品品种有R-210,11-312,11-416,11-5161-11),
R-620,R-622,R-625,11-725,11-825,11-930,11-940,R-
1240等,其中SOILMEC R622 HD钻孔机的钻桅部分与
国内的钻机产品相比,主要有以下几点不同.
(1)动力头滑轨的形式SOILMEC R622 HD钻孔
机的滑轨采用板式滑轨,但目前许多新型的钻机采用
的是方形钢管式滑轨,这种新型的滑轨在强度上容易
保证.
(2)变幅机构与钻桅之间的十字轴结构SOILMEC
R622 HD钻孔机的十字轴采用的是转盘式结构;
钻机的十字轴结构采用的是柱式结构.
(3)加压油缸的固定型式SOILMEC R622 HD钻
孔机的加压油缸采用的是2个铰点固定的方式,铰点所
需的立板通过2--3个铰点固定在钻桅上;国内的钻机
是将铰点所需的立板通过螺栓间接地焊在钻桅上.
(4)加压油缸的防掉SOILMEC R622 HD钻孔机
的加压油缸在加压油缸的末端另有保护装置;国内的
钻机则是利用上铰点来防掉的.
(5)动力头的下限位块SOILMEC R622 HD钻孔
机的下限位块是在限位块与动力头之间加一橡胶块,
并在橡胶块的动力头端加一金属挡板;国内钻机的下
限位块是金属的,没有缓冲.
(6)背轮的结构SOILMEC R622 HD钻孔机背轮
上的2个滑轮是共面布置,主,副卷扬机的钢丝绳,在前
后方向上错开;国内的钻机背轮上的2个滑轮是同心布
置,主,副卷扬机的钢丝绳在左右方向上错开.
(7)背轮的位置及收放SOILMEC R622 HD钻孔
机背轮在运输状态下,位于发动机与副卷扬机之间,并
在用手动棘轮机构使之水平;国内的钻机背轮在运输
状态下,位于配重后面,呈竖直状态.
(8)由于SOILMEC R622 HD钻孔机采用的是摆动
伸缩式底盘,其钻桅没有在钻桅底部的支腿机构.
宝峨公司的产品系列为BG12H,BG15H,BG18H,
BG24H, BG24H, BG40H, BG24, BG25 , BG36, BG40,
BG48等,该公司最新组装生产的BG20旋挖钻孔机,其
二级变幅的结构形式较为特别,在转台上升起一横向
支柱,变幅油缸安装在上面.这一设计可以加大变幅油
缸安装距,增大钻桅的稳定性;但他也使转台的设计变
的复杂,且升高了运输时的整车高度.国外车型中也仅
有Bauer公司一家使用此结构.另一个特点是主,副卷
扬机都安装在钻桅上,节省了回转平台上的安装空间,
便于转台的布置.
2.4动力头的结构
动力头是螺旋钻孔机的关键工作部件,其性能好
坏直接影响钻孔机整机性能的发挥.动力头的功能:动
力头是钻孔机工作的动力源,他驱动钻杆,钻头回转,
并能提供钻孔所需的加压力,提升力,能满足高速甩土
和低速钻进2种工况.动力头驱动钻杆,钻头回转时应
能根据不同的土壤地质条件自动调整转速与扭矩,以
满足不断变化的工况.国内的动力头为液压驱动,齿轮
减速,可实现双向钻进和抛土作业,主要包括回转机
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构,动力驱动机构及支撑机构.回转机构主要有齿轮与
钻杆互锁的套管,两端支撑采用回转支承,密封等组
成.动力驱动机构采用双变量马达带动减速机及小马
达小减速机同时驱动钻进.抛土作业时,大减速机脱
离,小马达小减速机工作,实现高速抛土.另外,支撑机
构由滑槽,支座上盖与油缸连接件等组成,均为焊接结
构件,应充分考虑其内部润滑,应有润滑油高度显示,
加油口,放油口等,易于保养,维修.国内三一集团的动
力头采用双变量液压马达驱动小齿轮,由小齿轮啮合
大齿轮带动键套与钻杆配套,可根据不同地质条件自
动无级改变旋转速度和输出扭矩.高品质双速减速机
还可实现高速甩土功能.动力头有独立的润滑,冷却和
换速液压系统,确保动力头可靠高效地工作.OILMEC
R622 HD钻孔机的动力头部分与国内钻机的产品相
比,主要有以下几点不大相同:SOILMEC R622 HD钻
孔机的动力头由三液压马达驱动,其中有一对马达同
轴驱动一齿轮,在反向抛土时,只依靠小马达提供动
力.国内的钻机只是由两液压马达提供动力,在反向抛
土作业时,两马达均提供动力输出.SOILMEC R622
HD钻孔机的动力头反向旋转由一单独机构实现,依靠
此机构实现驱动齿轮与回转支承外齿轮的离合.国内
的钻机是通过对减速器的更改来实现这一功能的;国
内的钻机与SOILMEC R622 HD钻孔机与CMV钻孔机
的动力头部分就结构上来讲,大体上是相似的,但
SOILMEC R622 HD钻孔机与CMV钻孔机的动力头更
为相似.他们均为三液压马达驱动,减速器与液压马达
之间有一抛土换向机构.由于采用的三马达正常驱动
及一马达反向抛土驱动.CMV公司的钻机采用平行连
杆机构加三角形支撑型式,动力头可按土层自动调整
扭矩和转速.意马公司采用动力头装有油浴式润滑.迈
特公司系列旋挖钻机的动力头配有套管钻进增扭装
置,钻机的摩擦钻杆驱动键的宽度和厚度大,可锁式钻
杆为短键嵌入式可保证快速加锁和解锁.从国际知名
大公司的钻孔机产品我们可以看出带有离合机构的钻
孔机是比较普遍的机型.
采用恒功率泵与变量液压马达配合,使动力头可
根据地质条件自动改变其排量和压力,从而改变了输
出扭矩及转速,即使动力头具有土壤自适应特性;采用
带三挡或离合器的减速机,用远程液压操纵换档来实
现钻孔机的低速钻进和高速抛土;液压换档,操作简单
方便,提高了机器的作业效率.采用2个小齿轮同时驱
动I个大齿轮且3个齿轮处于同一水平面.有利于倍增
大齿轮所能传递的扭矩;齿轮中心连线为锐角三角形,
使动力头结构紧凑.大齿轮与空心轴被联接为一体;空
心轴内壁上均布有3条牙嵌板,其牙嵌钻进时与钻杆上
的外牙嵌嵌合,可有效地传递扭矩和加压力;空心轴反
转时,牙嵌即可分离.此结构不仅实现了轴的功能,也
加强了轴的强度和刚度.动力头上,下箱体均为焊接结
构,外形轮廓为一条包括几条圆弧及几条切线的封闭
曲线;此结构不仅具有足够的强度和刚度,而且具有良
好的工艺性.
2.5转台的结构
目前国内旋挖钻机的转台为整体焊接式结构,主
纵梁为"工字梁"形截面,主要包括回转支承,转台主
体,钻桅后支撑,配重组成,钻桅后支撑位于配重前与
转台主体用螺栓固定,便于拆卸,配重采用分体铸造大
圆弧结构,运输时可拆卸.国外旋挖钻机转台的结构不
太一样,如R622-HD旋挖钻机回转平台整体上采用了
高铰点,大截面结构,这也是由转台受力大,应力高的
特点决定的.转台主梁为变截面工字梁结构,采用的是
等强度设计,这种设计较矩形梁设计具有重量轻,省材
等优点.边梁设计与徐工集团RD 18大致相同,采用大
圆弧造型设计.转台上布置与国内的具有较大区别,在
布置上显得更为紧凑些,主要区别是回转减速机前置,
充分利用了前面的空间,主泵和液压油箱均放在转台
左边,燃油箱放在发动机前端,吸油阻力较小,发动机
水散和液压油散热放在转台右边,主阀等液压元件放
在转台右边油散热之前,这样管路布置不会太乱.后面
配重也采用大圆弧设计,与边梁和机棚造型相适应.
2.6钻杆的结构
决定设备地层适应能力的主要因素在于旋挖钻机
所使用的钻杆形式,钻头类型以及与之相适应的设备
本身的结构,其中采用什么样的凯式伸缩钻杆是最重
要的因素.这是因为钻杆要将动力头的全部扭矩一直
传递到孔底的钻头上,并且还要将加压液压缸的压力,
动力头自重和钻杆自重等钻压稳定地传递到几十米以
下的钻头上,因此当钻进较坚硬的地层时,钻杆可能要
同时承受大扭矩和大钻压,还要克服很大的弯矩,这样
使得钻杆的受力条件变得非常复杂,如果钻杆本身的
能力达不到要求,则很容易损坏.凯式钻杆可以分为摩
擦钻杆和锁紧钻杆2大类.摩擦钻杆是指钻杆上的键只
能传递扭矩而不能传递钻压的钻杆,而锁紧钻杆是指
钻杆之间通过加压平台可以锁成一个刚性体对地层加
压钻进的钻杆.摩擦钻杆在提钻时不需要解锁,操作简
封撰农慕解2004.1o 39
万方数据
单,但由于加压能力有限无法钻进较硬地层.锁紧钻杆
的地层适应能力强,但需要解决提钻时可能对钻杆造
成强烈冲击的问题.锁紧钻杆又可分为简单的加压式
钻杆和六键式嵌岩钻杆.简单加压式钻杆可以实现加
压,但加压平台较窄,压强较大,容易磨损造成加压失
效,因此不能真正适应坚硬地层的施工.而六键式嵌岩
钻杆的加压平台宽大,可以稳定地传递大钻压,又因为
是六键结构,钻杆本身抗失稳的能力很强,可以有效地
克服钻杆的细长杆效应.国内外的六键式嵌岩钻杆和
简单锁紧式钻杆都可以实现加压,但是这类钻杆也有
不足,就是在提钻时必须先反转解锁,然后再卸土.正
常的提钻顺序应该是钻杆由内向外依次上升,但是如
果反转解锁不完全,就会造成某相邻两节钻杆尚未解
锁就一起缩进外层钻杆,一般称为挂钻.而这两节钻杆
继续往上运动时,受到轻微的扰动就会自动解锁,这样
外面的钻杆就会悬空,对钻杆和动力头会形成强大的
冲击.通常单节钻杆的质量约为2t,假如钻杆从3m甚
至8m高度自由落体冲击下来,冲击能量将非常大,如
果没有保护装置,很容易造成动力头和钻杆的严重破
坏.因此使用六键式或其他锁紧式加压钻杆必须配置
动力头减振器.减振器包括弹簧装置和液压减振装置,
能有效缓冲并吸收钻杆对动力头的冲击以及钻杆之间
的冲击,保证锁紧式钻杆的安全使用.目前国内外旋挖
钻机的钻杆采用4节或5节伸缩内锁式钻杆,每节长度
大约为13 m,装配后总长不小于48 m,采用高强度合
金钢管,钻杆与动力头采用长牙嵌内锁式连接方式.顶
端与上滑动板用010系列无齿回转支承相连,下端带有
弹簧缓冲,第4节上端用可滑转万向节与主卷钢丝绳相
连,下端采用方形截面杆通过销轴与钻头相连,每只钻
头应与方形截面杆相配,具有互换性.
2.7钻头的结构
钻头是决定旋挖钻机能否较好适应复杂地层,提
高工效的重要部件,目前国内外旋挖钻机的钻头共分3
种常用的结构:短螺旋钻头(0600-02 500 mm),回转
斗钻头(0800-02 500 mm)和岩心钻钻头(0800-02
500 mm),如R622-HD旋挖钻机的钻头有:短螺旋钻头,
单层底旋挖钻头,双层底旋挖钻头共4个沙900,
O1 000,0800,01 500)0目前国内外旋扮钻机钻头的3
种常用的进土结构如下.
(1)短螺旋钻头旋挖钻头主要纵短螺旋钻头为
主,他主要靠螺旋叶片之间的间隙来容纳从孔底切削
下来的土,砂砾等,这种钻头结构简单,造价低.地层较
好时,使用他也可达到好的效果,如果地下砂砾石较多
或含水较多时,在提钻时很容易掉块,钻进效率低,甚
至于不能成孔.
(2)单层底旋挖钻头在地下水位较高,或含砂砾
较多的地层,目前多数旋挖钻机均采用钻头钻进,用静
压泥浆护壁,这种钻孔工艺已明显优于短螺旋钻头钻
孔.最早的旋挖钻头是单层底,在底下方有对称的2扇
仅可向头内方向打开的合页门.当钻头钻进时,孔底切
削下来的土,砂经合页门压入头内;在提钻时,在头内
土砂的重力作用下,两扇门向下关闭,以阻止砂土漏回
孔内.由于这种重力作用不是十分可靠,时常发生合页
门关闭不严,造成砂土漏回孔内,降低了钻进效率,还
会影响孔底清洁度.
(3)双层底旋挖钻头自20世纪90年代以来,国外
的一些钻机制造公司,在原单层底钻头的基础上,开发
出双层底的旋挖钻头.其特点是2层底可以相对回转一
个角度,以实现头底进土口的打开与关闭.即在顺时针
旋转切削时,底部的进土口为开放状态,当钻完一个回
次后,将钻头逆时针旋转一个角度,致使进土口强行关
闭,从而使切削物完整地保存在头内.实践表明,在复
杂地层中,双层底钻头的钻进效率及孔底清洁度明显
优于单层底钻头.
2.8卷扬的结构
国内外旋挖钻机的卷扬有主副卷扬2种,卷扬的结
构采用卷扬减速机,具有卷扬,下放,制动功能,卷筒自
行设计,主卷扬应具有自由下放功能,且实现快,慢双
速控制.主,副卷扬应配有压绳器.
2.9液压电器系统
意大利,德国制造的各类旋挖钻机的机,电,液一
体化高度集中,结构紧凑,操纵灵活方便,自动化程度
高.他采用伸缩式钻杆,节省了人力和加接钻杆的时
间,施工中只需一人即可操纵整台钻机,工人劳动强度
低.钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻架的
偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的垂直
度.驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显示仪
以及反映发动机,液压系统工作状态的仪表,显示屏及
报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作手能实
时掌握钻进深度,钻架垂直度,保证钻孔准确到达设计
深度和良好的垂直度.
2.10旋挖钻机的电液比例伺服控制系统
国内外旋挖钻机采用电液比例伺服控制系统,
PLC,CAN总线控制等,提高了定位钻孔精度,具有钻
40髯黔及 Cd 2004.10
万方数据
筑黯机镰与旅篡橇戮化
兹或奋亩亩亩亩亩亩泣亩石盆兹亩亩
孔深度的自动化检测,荧光屏显示功能等,当钻桅发生
倾斜时,钻机会自动报警,并进行自动调整.采用能显
示多种信息的多功能液晶显示器,能进行起钻桅控制,
自动垂直调平,回转倒土控制,发动机的监控,钻孔深
度测量及显示,车身工作状态动画显示及虚拟仪表显
示,故障检测与报警等信息的显示.
2.11安全保护
国内外钻机的设计充分考虑操作人员的安全,并
采取了一些措施,例如:驾驶室前窗配有FOPS(防坠物
保护);卷扬的高度限位;驾驶室内操作台安全控制;发
动机,液压等参数显示,报警等.
3国外旋挖钻机主要特点
意大利,德国等制造的各类旋挖钻机虽然能力大
小有别,结构上略有差异,但总体性能和质量都比较先
进,可靠,具有以下特点.
(1)机,电,液一体化高度集中,结构紧凑,操纵灵
活方便,自动化程度高,采用伸缩式钻杆,节省了人力
和加接钻杆的时间.
(2)可自行移动,自立桅杆,整个工作机构可在履
带底盘上做13600回转.因而现场转移,对孔位灵活方
便,辅助时间少.
(3)与施工能力相同的常规钻机相比,回转扭矩
大,并可根据地层情况自动调整.
(4)钻架采用"平行四边形连杆机构+三角形"的支
撑结构,非常适合城市狭窄场地的施工.
(5)履带底盘可以伸缩.
(6)钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻
架的偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的
垂直度.
(7)驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显
示仪,以及反映发动机,液压系统工作状态的仪表,显
示屏及报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作
手能实时掌握钻进深度,钻架垂直度,保证钻孔准确到
达设计深度和良好的垂直度;实时掌握各系统工作情
况,便于及时采取维修措施,保证钻机正常运转.
(8)可实现多工艺钻进,能适应不同地层,不同桩
基础处理方法施工的需要.一般类型的旋挖钻机除能
进行旋挖钻进外,通过更换工作装置,还可实现跟管钻
进和长螺旋钻进.
参考文献:
[1]韩金亭.大口径旋挖钻机在桩基施工中的技术优势【J].西部探矿工
程,2002,12(3).
[2]王平,赵永生,赵政.旋挖钻机选型及其在成孔施工中存在问题
的探讨〔J].探矿工程,2001, 45(4).
[3」侯再民.旋挖钻机卡钻原因及其对策〔J].探矿工程,2001,45(l).
[41 JTJ 034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].
[51 GY 203-1996.M筋混凝土预制桩打桩工艺标准〔S].
[61 GY 208-1996.设备基础施工工艺标准【S工
[71 GY 204-1996.泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准【S].
收稿日期:2004-05-13
(上接第36页)
3)墩头必须墩圆,以免滑丝;
4)千斤顶的张拉杆必须拧进锚杯10扣丝以上;
5)钢丝束接长时,连接杆必须拧进锚杯至10扣丝
以上;
6)如未张拉的钢丝要进行接长时,应套上一个比
锚杯还大的钢套管,以便张拉时自由伸长;
7)张拉时要随着张拉力的增加紧固螺帽,以防锚
杯丝扣变形,不易锚固;
8)锚下混凝土要振捣密实,以免大吨位张拉时造
成混凝土崩裂.
4压浆与封锚
压浆是为了加强钢筋束与混凝土的整体作用,增
大钢束与混凝土之间的粘结力,把力传递给混凝土,防
止钢丝锈蚀.因此,压浆必须及时进行,以免长时间绷
紧的钢丝束产生疲劳荷载,造成预应力损失.压浆前应
选配好适宜的水灰比,水灰比太小,浆太稠给压浆造成
困难;太大,浆太稀易离析沉淀,一般情况水灰比以
0.45较适宜.
封锚是为了保护锚头不受空气的腐蚀,保证其预
应力的永久性,因此封锚一定要封得密实.
参考文献:
[1]许尚江.滨州黄河大桥引桥横隔梁维修加固方案[J].筑路机械与施
工机械化,2003 , 20(6).
收稿日期:2004-05-24
获麟磊豁粼2004Ao 41
万方数据的资料下的好乱，见谅
砍人。
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13课程设计 轴零件的机械加工工艺规程制定
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五
OO:348414338
