CN108798511B - 一种履带式吊钻一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式吊钻一体机，包括：履带式自行机构、支撑及稳定机构、钻孔机构、动力及传动机构和吊装机构，集钢筋笼吊装与钻孔的双重功效，同时本发明一体机自身具有履带和支撑设备，能够适应不同场地的施工要求。

Description

一种履带式吊钻一体机

技术领域

本发明涉及工程机械及施工设备技术领域，具体涉及一种履带式吊钻一体机。

背景技术

近年来，伴随着我国经济社会高速发展，电网建设规模持续加大，输电线路工程机械化施工技术得到了深化发展，在现阶段架空输电线路基础施工中，钻孔灌注桩基础得到了广泛地应用，灌注桩基础为原状土基础，较阶梯基础而言，其具有环保效益好，人工用量少，桩基承载力高等优势，同时，钻孔灌注桩基础易于实现大型机械的流水化作业，在机械化施工技术深化推进的今天，广泛的被建设方采纳使用。

目前，常用的灌注桩钻孔机械有回转钻机、潜水钻机、旋挖钻机等。本申请发明人在研究中发现：回转钻机具有占地面积小、轻便易运输以及泥浆护壁效果好的特点，但钻进速度慢，机械化水平低，成孔质量一般；潜水钻机成孔质量较好，但钻进速度较慢，同时需要搭设、拆除平台转场，转场速度较慢，针对水稻田等软弱地基，采用轻型卡车运输的传统钻机不具备进场条件；旋挖钻机作为线路桩基新型施工装备，具有钻进速度快，成孔质量好，机械化程度高等优势，但其自重较大，同时受限于机械长度、宽度及转弯半径，对道路要求较高，对于南方地区，河网地形分布较多，旋挖钻机进场受限于乡村道路地基承载力以及桥梁限重，机械转场不便，需要大量的临时道路修建(钢板铺路)的前期工作，塔位间转场较慢。而对于钢筋笼吊装工序而言，回转钻机和潜水钻机利用自身的钻机平台(三脚架、龙门架)进行吊装，其吊装效率低而且安全性较差；采用旋挖钻机钻孔时，通常现场需配备一台吊车进行钢筋笼吊放，增加了有限施工场地内的机械台班，使得施工管理具备一定难度，同时也提高了基础施工整体机械费成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种履带式吊钻一体机，具有钢筋笼吊装与钻孔的双重功效，且本发明一体机自身具有履带和支撑设备，对场地条件要求低。

本发明所采用的技术方案是：

一种履带式吊钻一体机，包括：履带式自行机构、支撑及稳定机构、钻孔机构、动力及传动机构和吊装机构；

所述履带式自行机构包括发动机和履带式底盘，履带式底盘包括机架、行走装置和悬架；

所述支撑及稳定机构包括蛙式支腿及液压缸，蛙式支腿包括活动支腿和固定支腿，活动支腿铰接在固定支腿上，蛙式支腿的展开动作由液压缸驱动；

所述钻孔机构包括驱动器、钻杆和钻头，所述驱动器采用液压作为动力输入，所述驱动器通过减速机或者齿轮箱、联轴器等进行减速增扭后将预设扭矩和转速输出至动力头，动力头与钻杆之间通过驱动链条进行扭矩传递，并将扭矩最终传递至设置在钻杆最下端的钻头上，所述钻头上布置有硬度较高材料制成的齿用于破碎岩石、较硬土层等，从而实现成孔；

传动机构采用液压传动，传动机构包括两个变量液压马达，液压马达高速旋转并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，齿轮轴的小齿轮与大齿圈啮合，小齿轮与大齿圈均为渐开线变位圆柱直齿轮，大齿圈与轮毂固定在一起，在回转支承的支撑下大齿圈与轮毂被驱动，轮毂上的驱动键驱动钻杆旋转，实现钻机的旋转运动，同时，钻杆中间留有通道，所述通道的出口连接泥浆管并与泥浆泵相通，所述通道内的钻渣及泥浆混合物通过泥浆泵的泵送作用返出地面进入泥浆池进行循环处理；

所述吊装机构包括起重臂、起升机构、回转机构、起重臂和变幅油缸，所述起重臂由多节臂段组成，各臂段的伸缩由油压控制，吊装系统的起升机构、回转机构、起重臂、变幅油缸布置在转台上，回转机构由马达驱动，回转机构的输出齿轮与回转支承齿轮啮合，实现转台沿回转中心的回转作业。

进一步地，所述机架采用半架式机架，所述半架式机架由左右纵梁与驱动桥壳焊接而成。

进一步地，所述钻孔机构上安装有GPS接收终端以及工控机，用于接收卫星信号并进行处理从而实现钻头位置精确定位。

进一步地，为提高定位精度，消除定位误差，在所述一体机10km-100km范围内安装GPS基准站来校正定位误差。

进一步地，所述钻杆上间隔设置有扶正器。

与现有技术相比，本发明的一体机集钢筋笼吊装与钻孔的双重功效，同时本发明一体机自身具有履带和支撑设备，能够适应不同场地的施工要求。

附图说明

图1是一种履带式吊钻一体机。

图1中：1—发动机；2—机架；3—行走装置；4—悬架；5—活动支腿；6—固定支腿；7—液压缸；8—驱动器；9—减速机；10—联轴器；11—动力头；12—钻杆；13—钻头；14—泥浆管；15—起重臂；16—起升机构；17—回转机构；18—GPS接收终端；19—工控机；20—扶正器；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。本申请实施例的一种履带式吊钻一体机，包括：履带式自行机构(1、2、3、4)、支撑及稳定机构(5、6、7)、钻孔机构(8、12、13、14、18、19、20)、动力及传动机构(9、10、11)和吊装机构(15、16、17)；

所述履带式自行机构包括发动机和履带式底盘，履带式底盘包括机架、行走装置和悬架；发动机用于提供动力；底盘用于作为整机的支承并使机械能以所需的速度和牵引力沿规定的方向行驶。因此，底盘的性能直接影响自行式工程机械的使用性能。

本申请的履带式底盘行走系包括机架、行走装置和悬架三大部分。机架作为全机的骨架，用来安装所有的总成和部件，使全机成为一个整体。行走装置用来支持机体，把发动机传到驱动轮上的驱动扭矩和旋转运动转变为履带车辆工作与行驶所需的驱动力和前、后运动。悬架是机架和行走装置之间互相传力的连接装置。

机架是用来安装发动机及所有总成与部件的。本申请采用半架式机架，这种机架有左右纵梁与驱动桥壳焊接而成。行走装置的作用是支持整机重量，并通过履带将履带驱动轮的旋转运动转变为机器在地面上的行驶运动。悬架的作用是用来将机架与支重轮连接起来，并传递机器的重力。

所述支撑及稳定机构包括蛙式支腿及液压缸，蛙式支腿包括活动支腿和固定支腿，活动支腿铰接在固定支腿上，蛙式支腿的展开动作由液压缸驱动；蛙式支腿的特点是结构简单、重量较轻，但支腿跨度不大。根据需要，本申请一体机的支撑及稳定机构还可选用：H型支腿、X型支腿或摆动支腿。

H型支腿的支腿有两个液压缸，因活动支腿伸出后，工作时垂直支腿撑地，形如H而得名。特点是支腿跨距较大，对场地适应性较好。X型支腿的支腿工作时，支腿呈X型，离地间隙小，在撑脚着地的过程中有水平位移发生，当其为小幅度时，重物活动的空间比H型支腿的要大。辐射式支腿以回转支撑的回转中心为中心，从车架的盆型架向下呈辐射状向外伸出四个支腿。特点是稳定性好，在作业时，全部载荷不经过车架而是直接作用在支腿上。

摆动支腿也叫铰接式支腿，这种支腿在作业时，支腿在液压缸的作用下能摆动到与车架纵向轴线相垂直的位置上，非工作状态时，可平行地固定在车架的两侧。特点是重量轻，但由于受空间大小的限制，支腿不能太长，所以横向支撑的距离较小。

所述钻孔机构包括驱动器、钻杆和钻头，所述驱动器采用液压作为动力输入，所述驱动器通过减速机或者齿轮箱进行减速增扭后将预设扭矩和转速输出至动力头，动力头与钻杆之间通过驱动链条进行扭矩传递，并将扭矩最终传递至设置在钻杆最下端的钻头上，所述钻头上布置有硬度较高材料制成的齿用于破碎岩石、较硬土层等，从而实现成孔；钻杆为不可伸缩式的钻杆，在其两端带有螺纹或者法兰等机构，在施工中通过接杆来增加钻孔深度。

在钻孔施工过程中，由于钻进及岩石的破碎需要有一定的正压力来加快施工效率，因此在上述钻孔系统的基础上需要增加一定重量的配重块，来保证钻进时的进尺和入岩效果。

成孔质量方面，由于钻孔深度较大，成孔过程中需要防止偏孔斜孔等问题的发生，需要在钻杆上按一定距离安装扶正器，通过孔壁有效支撑找正钻杆中心，防止成孔垂直度不足。另外，为防止由于地层松软自稳性差出现的塌孔现象，在开钻时通常需要在孔口下放护筒护壁，预防塌孔。

传动机构采用液压传动，传动机构包括两个变量液压马达，液压马达高速旋转并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，齿轮轴的小齿轮与大齿圈啮合，小齿轮与大齿圈均为渐开线变位圆柱直齿轮，大齿圈与轮毂固定在一起，在回转支承的支撑下大齿圈与轮毂被驱动，轮毂上的驱动键驱动钻杆旋转，实现钻机的旋转运动，同时，钻杆中间留有通道，所述通道的出口连接泥浆管并与泥浆泵相通，所述通道内的钻渣及泥浆混合物通过泥浆泵的泵送作用返出地面进入泥浆池进行循环处理。

所述吊装机构包括起重臂、起升机构、回转机构、起重臂和变幅油缸。本发明实施例的起重臂由多节臂段组成，可以根据对起升高度的不同要求设计，各臂段的伸缩由油压控制，需保证伸缩自如。吊装系统用于吊装“钢筋笼”，吊装系统的起升机构、回转机构、起重臂、变幅油缸布置在转台上，回转机构由马达驱动，回转机构的输出齿轮与回转支承齿轮啮合，实现转台沿回转中心的回转作业。起重臂的变幅，由单只或双只液压油缸通过液压油控制完成。起重机构由液压控制变量或定量马达通过减速机驱动卷筒。为了防止过卷，设有钢丝绳三圈保护装置及报警装置。卷筒和滑轮均设有防钢丝绳跳槽的装置。

在本发明的实施例中，考虑到输电线路总里程长、塔杆跨度大、布置分散、地形复杂等特点往往给线路测绘及塔基桩点放位工作带来较大困难。本发明采用GPS智能桩位放点技术克服上述问题，通过在钻孔设备上安装GPS接收终端以及工控机接收卫星信号并进行处理从而实现钻机位置精确定位的技术。为提高定位精度，消除定位误差，现场需要安装一个基准站用来校正定位误差。一个基站可覆盖10km-100km范围内的放点作业。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种履带式吊钻一体机，其特征在于，包括：履带式自行机构、支撑及稳定机构、钻孔机构、动力及传动机构和吊装机构；

所述履带式自行机构包括发动机和履带式底盘，履带式底盘包括机架、行走装置和悬架；

所述支撑及稳定机构包括蛙式支腿及液压缸，蛙式支腿包括活动支腿和固定支腿，活动支腿铰接在固定支腿上，蛙式支腿的展开动作由液压缸驱动；

所述钻孔机构包括驱动器、钻杆和钻头，所述驱动器采用液压作为动力输入，所述驱动器通过减速机或者齿轮箱、联轴器进行减速增扭后将预设扭矩和转速输出至动力头，动力头与钻杆之间通过驱动链条进行扭矩传递，并将扭矩最终传递至设置在钻杆最下端的钻头上，所述钻头上布置有硬度较高材料制成的齿用于破碎岩石、较硬土层，从而实现成孔；

传动机构采用液压传动，传动机构包括两个变量液压马达，液压马达高速旋转并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，齿轮轴的小齿轮与大齿圈啮合，小齿轮与大齿圈均为渐开线变位圆柱直齿轮，大齿圈与轮毂固定在一起，在回转支承的支撑下大齿圈与轮毂被驱动，轮毂上的驱动键驱动钻杆旋转，实现钻机的旋转运动，同时，钻杆中间留有通道，所述通道的出口连接泥浆管并与泥浆泵相通，所述通道内的钻渣及泥浆混合物通过泥浆泵的泵送作用返出地面进入泥浆池进行循环处理；

所述吊装机构包括起重臂、起升机构、回转机构、起重臂和变幅油缸，所述起重臂由多节臂段组成，各臂段的伸缩由油压控制，吊装系统的起升机构、回转机构、起重臂、变幅油缸布置在转台上，回转机构由马达驱动，回转机构的输出齿轮与回转支承齿轮啮合，实现转台沿回转中心的回转作业。

2.根据权利要求1所述的履带式吊钻一体机，其特征在于：所述机架采用半架式机架，所述半架式机架由左右纵梁与驱动桥壳焊接而成。

3.根据权利要求1或2所述的履带式吊钻一体机，其特征在于：所述钻孔机构上安装有GPS接收终端以及工控机，用于接收卫星信号并进行处理从而实现钻头位置精确定位。

4.根据权利要求3所述的履带式吊钻一体机，其特征在于：为提高定位精度，消除定位误差，在所述一体机10km-100km范围内安装GPS基准站来校正定位误差。

5.根据权利要求1-4之一所述的履带式吊钻一体机，其特征在于：所述钻杆上间隔设置有扶正器。