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旋挖钻机的基本构造及工作原理时间：2021.01.01创作：欧阳美结合目前国内市场需求情况，由北京市三一重机有限公司 独立研发生产的旋挖钻机于 3 月 1 日成功下线，目前已经形成 SR280、SR330、SR250、SR220C、SR200C、SR150 及 SR130C 等 系列化产品投入市场，稳居市场占有率第一位第一节 概述SR 系列旋挖钻机是北京市三一重机有限公司独立研发的新 一代地基基础施工机械产品，在设计和制造上吸取了国内外著 名品牌产品的优点，主要性能达到国际同类产品水平关键零 部件均采用国际知名品牌的产品，确保了整机的高可靠性 SR 系列旋挖钻机可广泛应用于城市高层建筑、铁路、公路、桥梁 等桩基础工程的钻孔灌注桩成孔的施工，具有成桩速度快、施 工效率高、环保节能等特点，在地基基础行业树立了新的民族 品牌SR 系列旋挖钻机的结构从功能上分，主要包括底盘和工作 装置两大部分从使用底盘的不同又可分为履带式和汽车底盘 式两种规格， SR130 、 SR150 、 SR200C 、 SR220C 、 SR220R 、 SR250、SR280R、SR280C、SR350 旋挖钻机等皆采用了液压伸缩 履带式底盘，而 SRC108 采用了汽车底盘，使产品具有机动性 强、远距离移位便捷的优势。

SR 系列旋挖钻机的工作装置主要包括变幅机构、桅杆、 主、辅卷扬、动力头、随动架、加压装置、钻杆、钻具等（详 见“机械结构章”）采用了平行四边形变幅机构、自行起落 折叠式桅杆；自动控制监测主机功率、回转定位及安全保护； 自动检测、调整钻杆的垂直度；钻孔深度预置和监测等新技 术彩色显示屏直观显示工作状态参数，整机操纵上采用先导 控制、负荷传感，最大限度地提高了操作的方便性、灵敏性和 安全舒适性，充分实现了人、机、液、电一体化SR 系列旋挖钻机所配套的短螺旋钻头、普通钻斗、捞沙钻 斗等钻具，可钻进粘土层、沙砾层、卵石层和中风化泥岩等不 同地质第二节 工作原理旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔首先是通过钻机自有的行走 功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位，利用桅杆 导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，钻机动 力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将 加压力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土 ,并直接将其装入钻 头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土, 这样循环往复,不断地取土、卸土 ,直至钻至设计深度对粘结 性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺而在松散易坍塌地 层,则必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。

旋挖钻机钻进工艺与正反循环钻进工艺的根本区别是 ,前者 是利用钻头将破碎的岩土直接从孔内取出,而后者是依靠泥浆循 环向孔外排除钻渣第三节机械系统的基本构造一、 机械结构：SR系列旋挖钻机的结构从功能上分，分为底盘和工作装置两大 部分钻机的主要部件有：底盘（行走机构 、底架、上车回 转）、工作装置（变幅机构、桅杆总成、主卷扬、辅卷杨、动 力头、随动架、钻杆、钻具等加压）图1 SR系列旋挖钻机结构图1、底盘 2、变幅机构 3、桅杆总成 4、随动架 5、动力头 6、 钻杆 7、钻具 8、主卷扬 9、辅卷扬二、 底盘底盘是钻机工作装置部分的安装基础，由行走机构、底架、上 车回转组成，见图2行走机构的功能是实现钻机的行走和移位主要由液压马达、 减速机、驱动轮及张紧装置、履带、承重轮、托链轮、导向轮 等部件组成行走装置通过液压系统控制，可实现前行、后 行、左转弯、右转弯、原地水平旋转等动作行走机构的履带具有张紧度调节功能当履带过于松弛时，影 响正常工作，需适时调整其张紧度调整履带张紧度时，用手 压黄油泵向张紧装置的张紧油缸注油口注入适量油脂张紧油 缸的注油口位置如图“A”处底架用于安装和支承履带行走机构，内部装有液压油缸、液压 系统的“中心回转接头”。

上车的液压系统的工作压力油液通 过“中心回转接头”传输到履带行走机构和履带伸缩机构通 过液压油缸的伸缩运动实现了履带行走机构的展宽和缩回这 一功能使钻机在工作时展宽两履带的外边距，提高了整机工作 的稳定性；在车载运输时缩回履带，减小整机宽度，适应了公 路交通法规的要求回转台是工作装置部分的安装基础，发动机、液压系统、驾驶 室、变幅机构、回转机构、配重等部件直接安装在其上图2 SR系列旋挖钻机底盘1、 SR130/150型旋挖钻机底盘型号为SY230R,采用的是三一集 团 SY230 成熟的挖掘机底盘改制而成动力系统 （发动机） 采 用的是目前国际上先进的动力装置之一的康明斯6BTA5.9C型涡 轮增压柴油发动机，它能够自感应负载变化，并相应调整功率 的大小2、 SR200型旋挖钻机底盘型号为SY310R，采用三一集团SY310 成熟的挖掘机底盘改制而成动力系统 （发动机） 采用的是康 明斯的超强力、大扭矩、电控、直喷、涡轮增压、中冷型 QSB5.9240型柴油机，可在髙海拔地区工作3、 SR220C型和SR250型旋挖钻机底盘型号为CAT330C采用CAT C—9 电喷涡轮增压中冷柴油发动机，也是目前国际上最先进的 动力装置之一。

能够感应负载变化，并相应调整输出功率的大小该发动机噪音低，振动小，环保高效，性能稳定可靠SR420三、工作装置工作装置包括变幅机构、桅杆总成、随动架、动力头、主卷扬、辅卷扬、加压装置、钻杆、钻具等1、 变幅机构 变幅机构是桅杆的安装部件由动臂、三角架、支撑杆、变幅 油缸、桅杆油缸等组成，见图 3通过变幅油缸、桅杆油缸的 作用，可以使桅杆远离或靠近机体和改变桅杆前后倾角，调节 桅杆的工作幅度或运输状态的整机高度图3 SR系列旋挖钻机变幅机构回转台—动臂—支撑杆—三角架通过销轴铰接，组成一个平行 四边形机构当变幅油缸伸缩而改变工作幅度时，桅杆和三角 架只作上下平行移动满足了桅杆平移，升降的工况要求2、 桅杆总成桅杆总成由桅杆和滑轮架组成，见图4桅杆是钻机的重要机构，是钻杆、动力头的安装支承部件及其 工作进尺的导向部件其上装有加压油缸，动力头通过加压油 缸支承在桅杆上，桅杆左右两侧有矩形导轨，对这两个工作机 构（动力头、随动架）的工作进尺起导向作用图4 SR系列旋挖钻机桅杆桅杆为三段可折叠式，分为上段、中段、下段，运输状态时， 将上段、下段折叠安装，以减小运输状态时整机长度 滑轮架结构如图 5，安装于桅杆的顶端，工作时用螺栓与桅杆 联接。

滑轮架上的主卷扬滑轮和辅卷扬滑轮用以改变卷扬钢丝 绳运动方向，是提升、下降钻杆和物件起吊的重要支撑部件 滑轮架为折叠式，运输时与桅杆铰接联接，以降低运输状态时 整机的高度图5 SR系列旋挖钻机滑轮架3、 随动架 随动架是钻杆工作的辅助装置，结构如图 6，一端装有轴承并 与钻杆螺栓联接，对钻杆起回旋支承作用；另一端设有导槽与 桅杆两侧导轨滑动联接，运行于桅杆全长，是钻杆工作的导向 部件，扶持钻杆正常工作图6 SR系列旋挖钻机随动架4、 动力头动力头是钻机最重要的工作部件，结构如图 7，它由液压 马达、减速机、动力箱、缓冲装置、滑移架、联接板、压盘组 成动力箱内有一组与回转支承固定在一起的齿圈，齿圈与轮 毂固定，轮毂内壁有三组驱动键图 7 SR 系列旋挖钻机动力头液压马达的高速旋转通过减速机减速以后，减速机的动力输 入给动力箱中的齿轮轴，齿轮轴小齿轮与齿圈啮合，形成最后 一级减速与轮毂固定在一起的齿圈，在回转支承的支撑下被 驱动旋转，轮毂上的键驱动钻杆旋转，实现钻机钻孔工作的旋 转运动缓冲装置 的作用：当钻 孔深度超过第 一层钻杆的长度时，下钻杆时会冲击动力头，特别是卡钻时的意外情况，冲 击力更大，此时缓解对动力头的冲击，保护动力头不受到损 坏。

滑移架是动力头的导向部件，通过联接板和销轴与动力箱固 定，在对钻孔加压和对动力头起拔工况时，沿桅杆导轨导向压盘的作用是钻斗上提时与钻斗上的碰块相撞，打开钻斗卸渣SR220C 旋挖钻机动力头匹配两种输出转速：一种是低速大 扭矩，用于正常成孔作业；另一种是高速小扭矩，用于空载卸 土两种转速通过液压系统进行切换，切换时有 3 秒滞后延 时其它钻机没有高速甩土功能5、主卷扬卷扬由液压减速机构、卷筒、卷扬支座、钢丝绳、绳套等 组成，结构如图 8主卷扬的功能是提升或下放钻杆，是钻机 完成钻孔工作的重要组成部分，其提升和下放钻杆的工作由液 压系统驱动和控制在钻机进行成孔工作时，须打开主卷扬制 动器；使系统中主卷扬马达进、回油通道互相导通，卷扬机系 统处于浮动状态，这样才能操作加压油缸对钻杆进行加压，以 便钻杆顺利进行钻进图 8 SR 系列旋挖钻机主卷扬6、辅卷扬辅卷扬由液压减速机构、卷筒、卷扬支座、钢丝绳、绳套 等组成辅卷扬置于三角架内，其功能是吊装钻具以及其他不 大于额定起重量的重物，是钻机进行正常工作的辅助起重设 备7、加压装置加压装置由加压油缸和动力头总成组成加压油缸固定于桅杆上，加压油缸活塞杆连接于动力头滑移 架上。

8、钻杆部分：一、钻杆的类型根据钻孔时采用的钻进加压方式不同，钻杆分为三种类型: 摩擦加压式钻杆（简称：摩擦杆）、机锁加压式钻杆（简称 机锁杆，又称：凯式钻杆）和组合加压式钻杆（简称：组合 杆）摩擦式钻杆（见图 1）一般用于较软地层的钻孔施工，可钻进 淤泥层、泥土、（泥）砂层、卵（漂）石层摩擦式钻杆一般制成5节，1〜4节杆每节钢管长13米钻孔 深度可达60米左右I、 扁头2、一杆挡环3、第一节钻杆4、第二节钻杆5、第三节钻杆 6、第四节钻杆7、第五节钻杆 8、减振器总成 9、一杆外键 10、一杆内键II、 弹簧座（托盘）12、钻杆弹簧13、方头14、销轴图1 摩擦式钻杆机锁式钻杆（见图 2 和图 3）不但可用于软地层，也可用于较硬地层施工机锁式钻杆可钻进淤泥层、泥土、（泥）砂层、卵（漂）石层和强风化岩层机锁式钻杆一般制成4节，1〜3节杆每节钢管长13米钻孔深度可达50米左右I、 扁头2、一杆挡环3、第一节钻杆4、第二节钻杆5、第三节 钻杆6、第四节钻杆7、减振器总成8、一杆外键9、一杆内键10、弹簧座（托盘）II、 钻杆弹簧12、方头13、销轴图2固定点分段加压式机锁式钻杆二、钻杆结构1、结构名词解释“钻杆节杆号”：旋挖钻机钻杆是由数节直径大小不等的钢管 和内外键制成的杆套装而成，其各节杆的名称从外向里分别定 义为：第1节杆；第2节杆；第3节杆…。

钻杆结构如图5（摩擦杆）旋挖钻机钻杆通常为直径大小不等的多节无缝圆钢管套装构120°均布焊有通长外键；除最里边成，每节杆钢管的外圆按一节杆外，每节杆下管（长度500〜1000 mm）钢管内圆弧面上都焊接（或安装）了内键（内键长度 500〜900 mm）,形成120°均布的三个内键槽，与其相邻内杆的外键配装，留有足够 的间隙，使外键能在内键槽内全长自由伸缩滑动；除 1 杆外每节杆的上端部都焊接（或安装）有挡环；（a）钻杆收缩状态 （b）钻杆断面结构 （c）钻杆伸出状态图 5 摩擦杆结构图 外键的作用：传递旋挖扭矩和加压力； 内键的作用：（ 1）传递旋挖扭矩和加压力， （ 2）与相邻内杆 钢管的径向定位；挡环的作用：（ 1）与相邻外杆钢管的径向定位，（ 2）该杆完 全从其外杆向下伸出时，挡环被其外杆内键上端面挡住，阻止 该杆从其外杆下管滑落脱出摩擦杆各节杆上的外键是焊在钢管上圆周 120°均布的 3 条 （或 6 条）通长钢条，无台阶（无加压点）机锁杆各节杆上的外。