一、绪 论

1.1 课题布景及含义

跟着全球经济的高速开展，根本建设规模的继续拓展，以人为本和保护环境的理念及至相关法津法规施行的不断强化，使桩根底特别是现浇混凝土灌注桩根底简直替代了其他根底，得到了广泛的运用空间。螺旋钻机因其功率高、污染少、功用多的特征，习气上述归纳开展的需求，在国内外的现浇混凝土灌注桩施工中得到了广泛运用。

人工钻孔，劳动强度大，耗时长，功率低，而且所成孔直径、深度都有约束，所以需求螺旋钻机。跟着社会的行进，施工中对孔要求越来越高，所以对螺旋钻机要求也越来越高，螺旋钻机就得到了必定而且短时刻飞速开展。

立柱和起落架是螺旋钻机的要害部件，高质量的立柱和起落架能有用进步螺旋钻产品的质量，下降出产成本，进步运用寿数。

作为大学生，经过对ZKL600螺旋钻机起落架和立柱的规划开发，能够了解工程机械的作业原理、立柱的结构、起落架的结构及其强度和稳定性的校核。

一起，经过本课题的研讨，能够培育咱们获取信息、归纳运用理论常识、应对和处理问题的才干。是咱们对四年所学常识和技能进行体系化、归纳化运用、总结和深化的进程。经过调查、立题、搜集资料、规划方案、工艺制作等进程，培育咱们的发明才干、实践才干。促进咱们养成杰出的作业习气，进步办事功率，为将来走向社会岗位奠定杰出的根底。

1.2 ZKL600螺旋钻简介

ZKL600步履式长螺旋钻机适用于灌注桩、挤扩桩、软地基处理等各种根底工程，广泛运用于城建、动力、交通等中高层及桥梁根底施工办法。该机选用步履行走，360度反转。其动力头抗疲劳、过载才干强，各种钻具耐用性好。

ZKL600步履式长螺旋钻机是一种液压步履行走，电控操作升降，三环驱动，长螺旋钻进，机械起吊塔75度角后液压辅佐完结起塔的新式桩根底施工机械。

本钻机的根本结构由桩架和动力头钻进体系组成。桩架底盘选用液压步履式，主动化程度高，稳定性好，可自行行进、撤退及行走油缸全缩回可360度反转；并规划有拖挂设备，可完成推移及转场，敏捷便利，现场拼装便利快捷。

本钻机选用后置式操作室，视界开阔，便于操作操控。选用两个电控卷扬机，除可进行钻孔作业外，还能够用于起吊钢筋笼进行灌溉砼桩作业。钻机动力头的输出轴与螺旋钻杆为中空式，除可进行一般长螺旋施工外，设备反转接头，还能够进行注浆法和超流态砼桩施工等多种钻进施工工艺。

运用本钻机进行钻灌注桩孔作业成孔功率高、质量好、无轰动、无噪音、无污染、低能耗、机械化程度高，关于穿透砂层比锤击法、沉桩法功用更好，一起还有用地避免了锤击击轰动沉桩对地基揉捏而危及附近修建物等不良影响。

因而，ZKL600系列步履式长螺旋钻机是一种特别适用于城市建设，城市改造工程，中高层修建及交通建设中文明施工的抱负设备。

1.3螺旋钻机的开展前史

螺旋钻机是在反转斗钻机和全套管钻机的根底上开展起来的,第二次世界大战前，美国CALWELD首要研发出反转斗，短螺旋钻机。二十世纪五十年代，法国BENOTO将全套管钻机运用于桩根底施工，而后由欧洲各国将其组合并不断完善，开展成为今日的多功用组合方式。

意大利土力公司首要从美国将设备在载重汽车上和附着在履带起重机上的钻机引入欧洲，动力头为固定式，不能自行设备套管，难以习气硬质土层施工，1960年德国维尔特和盖尔茨盖特公司一起开发了可动式动力头。1975年德国宝峨公司研发了配有弹性钻杆的BG7型钻机，该钻机直接从底盘供给动力，装备可锁式钻杆完成加压钻孔，钻孔扭矩增大，可完成在严密砂砾和岩层的钻孔。

日本于1960年从美国引入CALWELD螺旋钻机，一起加藤制作所开发了15-H型钻机,今后开发了可配套摇管设备和抓斗的钻机;1965年日立建机研发了运用挖掘机底盘装有液压加压设备的钻机;1974年开发了运用液压履带起重机底盘由液压马达驱动的钻机;1980年日立建机与土力公司合作开发了为进步单桩承载力和扩底灌注桩的施工范畴;德国宝峨的参加和日立建机与住友建机的联盟进一步促进了螺旋钻机技能在日本的开展。日本的螺旋钻机扭矩比欧洲的同类产品小。

1.4螺旋钻机的国内外研讨开展现状

现在国外的螺旋钻机首要出产厂家为：德国：BAUER、LIEBHERR、Delmag、WIRTH、MGF;意大利SoilMec、MAIT、CMV、CASAGRANDE、IMT、ENTEGO；西班牙：LLAMADA。日本： HITACHI、住友、加藤；芬兰：JUNTTAN、TAMROCK；美国：APE、Ingersoll-Rand；英国：BSP等。

依据螺旋钻机的首要技能参数，如扭矩、钻孔直径、钻深、发动机功率、整机质量等，可分为以下3种类型。

现在国外的螺旋钻机首要分为以欧洲为代表的方形立柱加平行四边形连杆组织的独立式，以日本为代表的履带起重机附着式。

欧洲的独立式螺旋钻机具有以下特征：

（1）动力头由一个或多个液压马达驱动。一类为宝峨、永腾为代表，转速较低、没有高速反转。另一类以土力、迈特、卡萨为代表，动力头运转由一至两个大排量变量马达驱动，高速反转由别的一个小马达驱动。还有一类满意马，直接经过行星减速机的换档来完成高速反转甩土。前面两种结构简略，液压配管便利，成本低。后边一种液压管布管杂乱，减速机结构杂乱，易出毛病，造价高。

（2）钻杆分为摩阻式与机锁式（接连式和齿条式两种）。阻式钻杆用于一般地层钻进，机锁式用于坚固地层钻进。螺旋钻机作业时，钻杆一起接受拉压、剪切、改变、曲折等复合应力。欧阳螺旋钻机所要的弹性钻杆均选用高强度特别合金无缝管制作。规划制作都有一些特别的要求。这样才干到达质量轻，传扭大、耐磨损、寿数长。

（3）立柱选用箱形结构，刚性好，分量轻。滑道多选用耐磨方形无缝管，便于传递大扭矩。立柱支撑组织有三种方式：一种为平行四边形小三角结构，其特征是变幅规模大，可整机放倒，折叠，下降运送高度和长度。缺陷是前面分量侧重，稳定性稍差，不能接受超大扭矩。另一种为大三角结构，以宝峨为代表，其特征是结构简略，稳定性好，能接受大扭矩。缺陷是运送时要拆开，费时，需求辅佐起重设备。第三种以西班牙拉马达公司、意大利安特高为代表，尽管也是大三角支承结构，因为装有辅佐起架油缸，整机也能放倒折叠，具有以上两种结构的长处，结构新颖，经济有用。

（4）主卷扬是螺旋钻机的要害部件，依据螺旋钻机的施工特征，在钻机每个作业循环（对孔下钻-钻进-提钻-反转-卸土），主卷场的结构和功用都非常重要，钻孔功率的凹凸、钻孔事端发作的几率，钢丝绳寿数的长短都与主卷场有亲近的联系。欧洲的螺旋钻机都有钻杆触地自停和动力头随动设备以避免乱绳损坏钢丝绳。特别是意大利迈特公司的螺旋钻机，主卷扬的卷筒容量大，钢丝绳为单层环绕摆放，提升力稳定，钢丝绳不堆叠碾压，然后削减钢丝绳之间的磨损，延长了钢丝绳的运用寿数。国外螺旋钻机主卷扬都选用柔性较好的非旋转钢丝绳，进步运用寿数。

（5）底盘分为专业桩架底盘（可横向弹性，带有后支腿，立柱三点式支承，如BAUER、BSP等）；螺旋钻机专业底盘（横向弹性式底盘，如SOILMEC、CASAGRANDE、LLAMADA等）；起重机履带底盘（如LIEBHERR等）；挖掘机履带底盘（上车后部加长，立柱下加支腿，作业设备独立，如IMT、WIRTH、MGF等）；汽车底盘（为了进步机动性，首要在城区或要求快速施工的场合运用的，如MAIT、CMV、SOILMEC等。）

可变履带距离的底盘，低重心及配重的可调整规划安置，既确保了整机的稳定性，又满意运送的要求,选用宽履带，下降接地比压及优胜爬坡才干，确保了钻机现场转位所要求的机械功用。

（6）机电一体化功用的规划

A、发动机与负载相匹配（下降油耗、削减噪音）的电子操控体系；

B、手动和主动切换，监控立柱笔直度（确保柱孔笔直度）的主动羁绊体系；

C、高精度钻孔倒土反转定位（避免桩孔变形）操控技能；

D、钻孔深度（避免过放钢绳和承认孔深）丈量及显现体系；

E、毛病（带负载起动，卷扬过卷）检测、报警及信息显现体系；

F、整机作业状况（发动前先主动预检）动画及虚拟外表显现体系；

G、GPS定位与移动电话数据（快速联络、及时到位）传输体系；

H、成柱进程（进步成桩质量）的反应显现、记载、打印体系；

（7）习气施工的多种机具装备

螺旋钻机一般用于大口径短螺旋和旋挖斗钻孔施工，除此之外，钻机选用的是多用途模块式规划，还装备如下机具施工：

长螺旋（CFA）钻具、全套管与冲抓斗、液压抓斗地下接连墙、液压锤、振荡锤等。

日本出产的螺旋钻机首要以附着式为主。实际上它的底盘并不是朴实的起重机，仅仅外观像起重机，它的渠道、吊臂、液压体系都是依据螺旋钻机的特征规划的。附着式螺旋钻机的最大特征是一机多用（即可作钻机用，也能够做起重机用）作业规模大，而且能够定装扩底设备，缺陷是动力头扭矩偏小，不能长距离加压，成孔的笔直度没有独立式钻机好。

现在，国内的螺旋钻机首要出产厂家为：湖南山河智能、湖南三一、徐工、中联重科、徐州东明、北京巨力、天津宝峨、石家庄煤机、连云港黄海、哈尔滨四海、内蒙古北方重汽、宇通重工、南车年代、山东鑫国、郑州勘测等。

国内近年来运用各种方式和途径为消化吸收国外先进技能的根底上，不断创新，相继开发了多种型式的螺旋钻机。如湖面山河、徐工集团等开发的专用底盘螺旋钻机；三一重机、石家庄煤机等开发的挖掘机底盘螺旋钻机。国产螺旋钻机全体水平尽管与国外产品还有必定距离，但首要功用已挨近国外先进水平，价格便宜显着，所以从2003年下半年开端，国内螺旋钻机商场现已从进口机为主变为已国产机为主。