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（终稿）SWDM20旋挖钻机液压系统设计（全套完整有CAD）

箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热冷却等措施。动力液压原理图如图所示。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式般有齿轮泵叶片泵和柱塞泵。液压缸选择设计图动力液压原理.分析液压缸所受外负载包括三种类型式中工作负载运动部件速度变化时的惯性负载摩擦阻力负载，启动时为静摩檫阻力，启动后动摩擦阻力，由下式求取执行部件重力，设其为活塞与活塞缸有过盈配合产生的弹性变形后的弹力，与活塞缸作用。取其为。输送缸壁摩擦系数，这里取静摩擦系数为．，动摩擦系数为．。可求上式中为静摩擦阻力，为动摩擦阻力。式中重力加速度时间内的速度变化量。加速或减速时间，般，取．，其中当泵车在低压大排量泵送时，换向次数为次。即油缸在.完成次吸料和送料过程，个循环。由公司参数算出活塞的平均速度液压缸主要尺寸的确定油缸采用活塞式液压缸。油缸内径的确定计算液压缸内径和活塞杆直径。最大负载为.已求出，由于设计的高压系统为，按照液压工具手册可取为，为。考虑到快进快退速度相等，取为.。将上述数据代入公式根据液压工具手册，将液压缸内径圆整为标准系列直径活塞杆直径，按及活塞杆直径系列取。行元件的运动速度。双泵液压系统中就常常采用合流的方式来提高发动机的功率利用率。操纵性要求旋挖机对调速操纵控制性能的要求很高，如何按照驾驶员的操纵意图方便地实现调速操纵控制，对各个执行元件的调速操纵是否稳定可靠，成为旋挖机液压系统设计十分重要的方面。旋挖机在工作过程中作业阻力变化大，各种不同的作业工况要求功率变化大，因此要求对各个执行元件的调速性要好。旋挖机在作业过程中需要各个执行元件单独动作，但是在更多情况下要求各个执行元件能够相互配合实现复杂的复合动作，因此如何实现多执行元件的复合动作也是旋挖机液压系统操纵性要求的方面。当多执行元件共同动作时，要求其相互间不干涉，能够合理分配共同动作时各个执行元件的流盘，实现理想的复合动作。尤其对行走机构来说，左右行走马达的复合动作问题，即直线行驶性也是设计中需要考虑的重要方面。如果旋挖机在行使过程中由于液压泵的油分流供应，导致侧行走马达速度降低，形成旋挖机意外跑偏，很容易发生事故。另外，当多执行元件同时动作时，各个操纵阀都在大开度下工作，往往会出现系统总流量需求超过油泵的最大供油流量，这样高压执行元件就会因压力油优先供给低压执行元件而出现动作速度降低，甚至不动的现象。因此，如何协调多执行元件复合动作时的流量供应问题也是挖掘机液压系统设计中需要考虑的。节能性要求旋挖机工作时间长，能量消耗大，要求液压系统的效率高，就要降低各个执行元件和管路的能耗，因此在旋挖机液压系统中要充分考虑各种节能措施。当对各个执行元件进行调速控制时，系统所需流量大于油泵的输出流量，此时必然会导致部分流量损失掉。系统要求此部分的能量损失尽量小当旋挖机处于空载不工作的状态下，如何降低泵的输出流量，降低空载回油的压力，也是降低能耗的关键。安全性要求旋挖机的工作条件恶劣，载荷变化和冲击振动大，对于其液压系统要求有良好的过载保护措施，防止油泵过载和因外负载冲击对各个液压作用元件的损伤。回转机构和行走装置有可靠的制动和限速防止动力头因自重而快速下降和整机超速溜坡。其它性能要求实现零部件的标准化组件化和通用化，降低旋挖机的制造成本液压旋挖机作业条件恶劣，各功能部件要求有很高的工作可靠性和耐久性由于旋挖机在城市建设施工中应用越来越多，因此要不断提高旋挖机的作业性能，降低振动和噪声，重视其作业中的环保性。确定液压系统基本方案按照液流循环方式的不同，静液压传动系统可以分为开式循环系统和闭式循环系统两种。对于开式循环系统，油泵自油箱吸油，供入油马达后，低压油直接返回油箱。油马达通过换向阀改变运动方向。开式循环系统的优缺点为系统比较简单系统散热条件好由于油泵直接从油箱吸油，因此油箱需要较大的容积因为油箱较大，空气和油液及管路接触的机会较多，容易渗入管路，造成管路振动当系统采用不可自吸的油泵时，需要个较大的辅助供油泵。对于闭式循环系统，油泵的进油管直接与油马达的排油管连通，形成个闭合回路。为了补偿系统中的泄漏损失，还需要专设个辅助供油泵。此外当发动机意外熄火后，操纵系统短时间内仍能继续工作，以便工作装置收回，系统额定压力.。旋挖钻机液压系统如图般采用斜轴式变量双泵附加个辅助泵作为液压源，控制主要由阀和阀组成，执行元件包括马达等元件。工作时，液压泵分别供油给主阀和辅助阀伺服阀及油冷却系统。主阀分别控制变幅油缸主卷扬马达左右行走马达动力头马达副卷扬马达履带伸缩油缸立柱支腿油缸和左右斜撑油缸。主阀和辅助阀分别安装在司机室内座椅两侧的先导阀控制。多路换向阀和主泵作为液压挖掘机双回路液压系统的标准配置被广泛应用，而将图液压系统示意图.阀作为旋挖钻机主阀，配以阀为辅助阀，也完全能满足旋挖钻机的工作及使用要求。阀为联整体多路阀，控制原理为三位六通，比例控制。从主泵输出的液压油经口进入该阀，当所有阀杆处于中位时，液压油通过阀内常通油道返回油箱。主阀可以单独控制个执行元件，也可以同时控制多个执行元件，完成多项复合动作，并可实现动力主卷扬阀内合流等功能。图所示为动力头阀内合流原理图，图示位置为不合流状态，来油通过二位二通液控换向阀直接返回油箱。当需要动力头马达合流时，在动力头主阀或口接通控制油的同时，控制油也接通口使二位二通换向阀换向。来油通过单向阀进入动力头主阀与来油合流后，通过或口进入动力头马达，在系统压力不变的情况下，动力头马达流量成倍增加，使马达高速旋转。除主阀进油口设有安全阀外，各联还可以根据执行元件的不同要求，配备过载阀和补油阀。阀主要油口都在阀体的正反面，总体安装和管路布置简便。阀采用联多路换向阀，功能与阀基本相同。该阀的最大特点是与泵配合，按照负荷传感的原理进行比例控制，执行元件或液压泵的压力变化由各自的压力补偿阀进行调节，即使负载不同，流向执行元件的流量仍保持不变。动力头工作原理动力头液压原理如图工作步骤如下先将旋挖钻机钻斗下降到钻孔位置，控制阀换向将加压油缸活塞杆推出压至动力头上再控制阀换向，从主泵来的高压油进入液压马达，通过减速机与回转套带动钻杆转动，钻头在钻杆自重及加压油缸推力下切削土壤。钻进时，为防止钻头钻进过程中因土壤从硬土层变为软土层，马达发生超速旋转而产生吸空，在马达进回油口处装有补油阀。图动力头阀内合流.主卷扬工作原理主卷扬用以提升和下放钻杆，由液压马达驱动，可实现双速控制如图，控制方式为液压先导控制，主副卷扬配有压绳器。工作时，操纵先导阀控制主卷扬换向，当马达腔进油腔回油时，主卷扬正常上升反之腔进油腔回油时，主卷扬下降。为了防止主卷扬失速下降，间装有平衡阀。主卷扬下降时，只有当腔进油压力达到定的数值时，才能打开平衡阀使回油返回油箱该机转台与专用底盘结构相适应，可内置安装大直径主副卷扬，并确保主副卷扬足够的安装空间。既确保了整机结构及重心布置合理，整个钻机重心向后下方偏移,其布局方式更为合理，在施工现场移机时不会发生倾翻工作稳定性好。主副卷扬滚筒采用大直径结构，以减少钢丝绳在滚筒上的缠绕层数，从结构设计上减少钢丝绳的相互挤压摩擦提高钢丝绳的使用寿命。同时减轻了回转支承的受力和回转惯性力，避免了采用挖掘机平台所造成的结构布置受限而带来的回转支承受载过大及不利于产品维护等问题，改善了回转支承的受力状况，方便了产品的保养和维护。钻桅及变幅机构钻桅采用箱形大截面，具有良好的刚性和稳定性，共有四节，上部鹅头与钻桅上部节钻桅与主钻桅下部节钻桅与主钻桅之间采用折叠式结构。上部鹅头装有滑轮，主副卷扬钢丝绳从中穿过下面节钻桅装有支腿油缸，当调整轨距时，钻桅转到履带侧方面，支腿油缸伸出，将该侧履带抬起，即可通过控制阀将履带伸缩油缸自由伸出或缩回，从而加大或缩小轨距。同时可用来作为底盘检修维护保养更换履带。每节钻桅都带有滑轨，动力头钻杆依靠滑轨上下滑动。通过桅杆支腿的支撑可实现履带在最小载荷状态下完成履带的拓展与收缩，克服了无支撑而造成的履带拓展力或收缩力过大损坏地基等问题。变幅机构如图所示，由动臂三角架连杆及变幅油缸组成。变幅采用两级油缸，动臂变幅油缸调节动臂的幅度，钻桅倾斜油缸调节钻桅的垂直。钻桅左右可调整角度各为，前后可调整角度分别为。各关节采用自润滑轴承结构，维护保养方便。由于主副卷扬移到回转平台，减轻了钻桅重量，改善了变幅机构的受力，同时使得旋挖钻机在钻大口径桩孔时，不会产生“点头”而造成的桩孔失圆超方现象，以及塌孔缩孔的产生。该钻桅及变幅机构具有如下结构特点钻桅变幅油缸下铰座与动臂的上铰轴同轴，结构简单，拆装方便，便于维修钻机运输或转场组装时，利用自身的动力和结构，不需要吊车辅助即可在主钻桅小于倾角钻桅处于后倾状态时实现下钻桅与主钻桅的自装自卸功能，降低了客户的使用成本，并提高了设备装卸时的稳定性。通过钻桅动臂三角架各变幅油缸及连杆各铰接点的优化设计，增大了钻桅的驱动力，确保了动力头处于任意钻桅位置都能实现钻桅的平举和变幅。该机工作半径大，可沿底盘任意位置钻孔施工，适应能力强。主副卷扬主卷扬有档速度具有可控式自动跟进功能具有防止钢丝绳过卷保护作用。副卷扬有档速度，具有下降速度可控的浮动功能。主卷扬用以提升和下放钻杆，副卷扬用以提升钻具吊放护筒等，卷扬由液压马达驱动，主卷扬可实现快慢两档双速控制，且有自由下放功能，以适应钻进的需要。动力头采用多点强制润滑，工作可靠性高。如图所示，动力头为双马达双速减速传动，既能大扭矩钻进，又能快速抛土。亿元。这些项目中旋挖钻机等设备都将成为铁路建设采购的重点。有关专家预测，未来年旋挖钻机国内市场需求可达台年。.山河智能旋挖发展状况山河智能多功能旋挖钻机是种新型钻孔灌注桩施工设备，融合了现代液压桩工机械新技术和新工艺，发动机等关键配套件国际化采购，采用自己研制的可伸缩式履带专用底盘，稳定性明显优于采用通用底盘的同类钻机自主研发的控制系统集成度高功能强大，反应快精度高可实现钻桅自装自卸变幅机构结构新颖，驱动力大，稳定性好可配多种钻具，适应粘土层沙层卵石层和中风化岩层等复杂地质条件下的施工。随着不断加强国际营销服务网络的建设，国际市场的拓展将成为该公司发展新的增长点，品牌不断走向全球，服务世界。旋挖钻机的分类及施工工艺.国内外旋挖钻机分类按底盘结构可分为轮式履带式和步履式底盘的旋挖钻机。其中履带式底盘又可分为专用底盘结构和选用通用挖掘机或履带吊底盘结构两种结构形式按动力头悬挂装置的结构可分为钻桅式和臂架式旋挖钻机按动力源不同可分为电动和内燃驱动的旋挖钻机按工作装置的结构形式分钻桅加双三角平行四边形连杆变幅机构和钻桅加大三角架支撑两种机型旋挖钻机根据其主要工作参数扭矩发动机转速钻孔直径钻孔深度及整机重量可以分为小型机中型机大型机。.旋挖钻机施工工艺步骤旋挖钻机的就位钻头轻轻着地，旋转，开钻当钻头里装满土砂料，提升出孔外旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体放下钻