桅杆上依次装有滑轮架加压油缸及动力头。桅杆采用液压缸进行起降，方便快捷，运输时不用拆卸。变幅机构变幅机构常用形式有两种，分别为平行四边形和三脚架的两级变幅机构如图和大三角形变幅机构如图。图平行四边形变幅机构图大三角形变幅机构平行四边形两级变幅机构由动臂三角形联结体支撑杆变幅缸桅杆缸部件组成。动臂下端支撑杆下端变幅缸下端分别铰接于回转平台前端，上端分别铰接于三角形联接体的两个角端。三角形联接体另角通过转盘和中桅杆下端铰接在起。通过其上大臂油缸的作用，可使桅杆远离机体或靠近机体。通过桅杆角度的调整，可实现对桅杆工作幅度运输状态桅杆高度以及桅杆相对地面角度的调节，使其动作机动灵活，提高工作效率。钻架采用的这种“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。大三角形变幅机构可以加大变幅油缸安装距离，增大钻桅的稳定性。但也使转台的设计变得复杂，且升高了运输时的整车高度。国外车型中也仅有宝峨公司家使用此结构。主副卷扬主卷扬用以提升和下放钻杆，卷扬驱动方式为液压驱动。主卷扬是在钻进过程当中完成钻杆和钻头下放和提升等功能的机构，而副卷扬的主要功能是完成工地上所需的焊机钻头等附属物品的起吊。卷扬机构主要由液压马达内藏式卷扬减速器卷扬筒钢丝绳压绳器等组成。卷扬减速器内部自带片式摩擦片液压制动器，主要功能是停车制动液压马达上带有液压制动阀。动力头动力头如图主要包括托架和驱动器，托架用以支承驱动器使之在导轨上运行，并传递油缸压力，驱动器主要包括液压马达减速机齿轮牙嵌式套管等，工作原理为泵提供压力油给马达，经减速机和齿轮两级减速后，以低速大扭矩的形式通过牙嵌式套管传递给钻杆。动力头级齿轮箱采用循环油润滑，级齿轮箱采用油浴润滑。动力头下部有冲撞体，作用是用回钻斗时，打开钻斗底门卸土。该部件控制系统采用了变量泵变量马达系统，可根据土壤地质不同自动改变其扭矩和钻进。动力头是旋挖钻机的关键工作部件，其性能好坏直接影响钻机整机性能的发挥。动力头是图动力头钻机工作的动力源，它驱动钻杆钻头回转，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两种工况。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，主要由回转机构动力驱动机构及支撑机构等组成。回转机构主要由齿轮与钻杆互锁的套管回转支承密封件等组成。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，并应有润滑油高度显示。钻杆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。摩擦式钻杆如图般用于较软底层的钻孔施工，可钻进淤泥层泥土泥砂层卵石层强风化岩层等。摩擦式钻杆般制成节，节杆每节钢管长米。钻孔深度可达米左右。图摩擦式钻杆机锁式钻杆如图不但可用于软底层，也可用于较硬底层施工。比如，可钻进强风化岩层中风化岩层和弱风化岩层等。机锁式钻杆般制成节，节杆每节钢管长米。钻孔深度可达米左右。图机锁式钻杆组合式钻杆如图是近年来出现的种机锁杆如节杆和摩擦杆如节杆组合在起的钻杆。该钻杆在孔深米范围可钻较硬底层，在孔深米范围可用于软地层钻孔施工。该钻杆特别适用于上硬下软较深桩孔的钻孔施工。图组合式钻杆钻头目前国内外旋挖钻机的钻头有种常用的结构短螺旋钻头如图回转斗钻头如图岩心钻钻头如图。如旋挖钻机的钻头有短螺旋钻头单层底旋挖钻斗双层底旋挖钻斗共个。目前国内外旋挖钻机的钻头的种常用的进土结构如下。短螺旋钻头旋挖钻头以短螺旋钻头为主，它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，使用它也可达到好的效果，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，甚至不能成孔。单层底旋挖钻斗在地下水位较高或含砂砾较多的地层，多数旋挖钻机采用钻斗钻进，用静压泥浆护壁，这种钻孔土艺明显优十短螺旋钻头钻孔。最早的旋挖钻斗是单层底，在底下方有对称的扇仅可向斗内方向打开的合页门。当钻斗钻进时，孔底切削下来的土砂经合页门压入斗内在提钻时，在斗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。由十这种重力作用不是十分可靠，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，影响孔底清洁度。双层底旋挖钻斗自年代以来，国外的些公司在原单层底钻斗的基础上，开发出双层底的旋挖钻斗。其特点是层底可以相对回转个角度，以实现斗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，当钻完个回次后，将钻斗逆时针旋转个角度，致使进土口强行关闭，从而使切削物完整地保存在斗内。实践表明，在复杂地层中，双层底钻斗的钻进效率及孔底清洁度明显优于单层底钻斗。图短螺旋钻头图回转斗钻头岩心钻钻头确定设计方案根据国内外旋挖钻机的不同结构及优缺点，确定本次设计方案为底盘采用汽车底盘改造，底盘经过选择，决定采用中国重汽型改装车底盘。轨道行驶机构根据底盘空间，决定布置成弧形收缩式，支腿采用蛙形支腿又因钻孔深度较浅，为减少准备时间，提高运输效率，钻桅不采用折叠式，并且采用平行四边形和三脚架的两级变幅机构支撑主副卷扬安装在上车上钻杆采用摩擦式钻杆配有短螺旋回转斗岩心钻三种钻头。.铁路公路两用旋挖钻机的总体设计铁路公路两用旋挖钻机设计参数此次设计的铁路公路两用旋挖钻机的设计参数如表表铁路公路两用旋挖钻机设计参数表项目单位数值最大钻孔直径最大钻孔深度最大名义扭矩最大钻孔速度甩土速度主卷扬最大提升力副卷扬最大提升力卡车底盘载重铁路公路两用旋挖钻机总体布置根据设计参数和确定的方案，通过用平面布局分析，确定了铁路公路两用旋挖钻机的总体布置。铁路公路两用旋挖钻机布置方案如图所示，其由钻杆动力头钻具主卷扬副卷扬钻桅变幅机构上车部分汽车底盘液压支腿轨道行驶机构等组成。钻杆动力头钻具钻桅变幅机构上车部分汽车底盘液压支腿轨道行驶机构图铁路公路两用旋挖钻机布置总图.本章小结本章主要介绍对比了旋挖钻机各个部分的各种形式，确定各种形式的优缺点，最终确定了铁路公路两用旋挖钻机的方案，并对其进行了总体设计，合理布置了各部分的位置。第章铁路公路两用旋挖钻机主要部分的计算与分析.轨道行驶机构的设计计算轨道行驶机构的初步设计轨道行驶机构主要由液压缸火车轮火车轮支撑杆固定支座组成。其中，火车轮液压缸为外购件，所以主要设计的是火车轮支撑杆。车载钻机在火车轨道上行驶时，动力靠牵引，本身不提供动力行驶。此次设计的轨道行驶机构采用弧形收缩式，主要优点是节省空间，液压缸受力小，能采用较小缸径的液压缸，而且与汽车底盘配合也更紧密，不会引起长度和宽度方向上的增加。火车两轨之间距离是，支撑杆与火车轴为整体，是铸钢件。设计完后底盘模型如图收缩状态和图伸出状态。图轨道行驶机构收缩状态图轨道行驶机构伸出状态火车轮支撑杆的有限元分析火车支撑杆的有限元分析如图图火车轮支撑杆有限元分析云图所用铸钢的钢号为，其屈服强度为，由图可以看出，最大应力为，取安全系数为，则此件满足设计要求。.主卷扬部分设计计算钢丝绳钢丝绳是挠性件，具有强度高自重轻柔性好运动平稳无噪音极少骤然断裂等优点，而成为旋挖钻机的重要零件之。主卷扬钢丝绳在旋挖钻机工作时起承受钻杆钻具泥土和粘滞阻力作用，副卷扬钢丝绳在钻孔时起辅助作用，例如安装动力头或吊钢丝笼。钢丝绳经常是与滑轮和卷筒配套使用，所以钢丝绳在工作时总是要进出滑轮槽和卷筒槽。这时，钢丝上的受力是相当复杂的，拉力弯曲挤压和扭转同时存在。实践表明，钢丝绳的破坏，首先表现在外层钢丝的断裂，主要原因是由于反复弯曲和反复磨损造成的金属疲劳所致。随着断丝数的增多，破坏的速度加快，达到定限度后，若再继续使用，将会引起整根钢丝绳完全断裂。钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长，当载荷超过弹性极限时，钢丝绳可能断裂。通常把钢丝绳承受的静载荷控制在断裂载荷的，此为安全负荷。安全负荷表示的是钢丝绳允许承受的额定静载荷。但钢丝绳实际上往往处于运动状态，钢丝绳在工作时除了要承受货物吊具自重等静载荷外，还要受到因加速度和冲击引起的动载荷，因弯曲引起的附加载荷，因摩擦引起的阻力载荷等等，由此可见，当静载荷以外的其它载荷增多时，实际的安全系数就降低了，钢丝绳往往由此而引起过载。过载的钢丝绳即使不发生断裂事故，也会大大地缩短其使用寿命。在这里我们选取安全系数。在设计参数中主卷扬的最大提升拉力为，则可知主卷扬钢丝绳最大拉力按安全系数确定钢丝绳直径式中选取钢丝绳的整绳的破断拉力安全系数，机构工作级别取。代入数据得由计算得到的钢丝绳直径查钢丝绳产品性能表确定应选取的钢丝绳最小直径。确定选用的钢丝绳为绳.Ⅰ光右交钢丝绳的固定方式采用绳卡固定。卷筒的设计计算.卷筒的类型卷筒是起升机构和牵引机构中卷绕钢丝绳的部件，它用来收放和储存钢丝绳，把驱动装置提供的驱动力传递给钢丝绳，并将驱动装置的回转运动转换成直线运动。根据钢丝绳在卷筒上卷绕的层数分单层绕卷筒和多层绕卷筒。根据钢丝绳卷入卷筒的情况分单联卷筒根钢丝绳分支绕入卷筒和双联卷筒两根钢丝绳分支同时绕入卷筒。单联卷筒可以单层绕或多层绕，双联卷筒般为单层绕。多层绕卷筒可以减小卷筒长度，使机构常凑，但钢丝绳磨损加快。