150米钻机设计【开题报告】

开题报告

机械设计制造及其自动化

150米钻机设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

随着全球经济的高速发展，基本建设范围的持续拓宽，以人为本和保护环境的理念乃至相关法律法规实施的不断强化，使桩基础特别是现浇混凝土灌注机基础几乎取代了其他基础，得到了广泛的应用空间。旋转钻机因其污染少、效率高、功能多的特点，适应上述综合发展的需求，在国内外的施工中得到了广泛的应用。

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。该类钻机一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般用液压先导控制、负荷传感、具有操作轻便、舒适等特点。主、副两个卷扬可适用于工地多种情况的需要。该类钻机配合不同钻具，适用于干式（短螺旋）或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等。实现多种功能，是市政建设、铁路、公路桥梁、地下连续墙、水利、防渗护坡等理想的基础施工设备【1】。

旋挖钻机一般适于粘土粉土砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可以适应微风化岩层的施工。为了满足施工要求。旋挖钻机底盘和工作装里的配置具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、多功能、施工效率高等特点。目前,旋挖钻机的最大钻孔直径为3米,最大钻孔深度达百米。到90年代末,我国旋挖钻机的拥有量仅为100台左右；2002年，我国进口各种旋挖钻机近百台；截止2003年底，我国旋挖钻机的保有盘为 350—400台，截止2004年底，我国旋挖钻机的保有量为450—500台【2】。

国外生产旋挖钻机的公司很多，包括德国、意大利、美国、日本、芬兰等。对这些企业产品的生产情况和技术参数进行综合分析，可以基本上了解旋挖钻机技术在国外的发展动态。从旋挖钻机底盘的使用情况来看，包括以下5 种类型： (1)专业桩架底盘(可横向伸缩，带有后支腿，立柱三点式支承)，如美国APE，英格索兰，德国Bauer，英国BSP等。(2)旋挖钻机专用底盘(横向伸缩式履带底盘)，如意大利SoilMee、Casagrande

等。(3)起重机履带底盘(采用桁架臂和箱形臂，增加钻具调整机构)，如德国利勃海尔，日本住友、加藤、日车、日立建机等。(4)挖掘机履带底盘(上车后部加长，立柱下加支腿，工作装置独立) 如德国Baue r、wirth、MGF，韩国Buma等。(5)汽车底盘(为了提高机动性，主要在城区或要求快速施工的场合使用)，如意大利 MAIT、CMV、SoilMec 等【3】。

国内随着经济的迅速发展，研究开发和推广应用旋挖钻机的条件逐渐成熟。因此可从目前国内桩工机械行业的实际情况出发，在研制旋挖钻机这种产品时．通过不同形式引进国外先进技术，或采取关键件国际配套，开发技术先进的旋挖钻机，与国外同类产品相抗衡，以较高的性能价格比和优质的售后服务满足重点工程的需要。而对于目前不太具备实力的企业，可以探讨开发适合中国国情的经济型旋挖钻机，通过调查研究，国内基础施工水平较低，购买力不高。那些价格昂贵、自动化程度很高的钻机不少施工单位一时难以接受的情况，可以考虑从经济实用的旋挖钻机着手，以满足大量中小型施工单位的需求【4】。

而就国内的发展现状来看的话，1998年在上海又成立了中德合资上海宝峨金泰工程机械股份有限公司，生产组装BG15型、BG24型旋挖钻机。1998年，徐工集团开始自主开发研制RD18旋挖钻机，于99年试制成功并投入批量生产，最近几年我国旋挖钻机取得了快速发展。后来，北京经纬巨力、三一重机等也纷纷涉足旋挖钻机的生产，目前国内外生产旋挖钻孔机厂商有近二十家【4】。这对我国的钻机市场来说，需求无疑是巨大的，而相对国外成熟设计的行情来看，我国的钻机设计具有更大的发展空间，而且还可以在一定程度上借鉴国外的参考资料来满足现有的生产设计模式。

目前日本、欧美近年来工程机械市场一直处于停滞，甚至是倒退的状态，虽然最近国家的宏观调控使得国内工程机械市场出现了一定的下滑，但从长期来看，中国将是世界上几个少有的对包括旋挖钻机在内的工程机械产品保持旺盛需求的地区之一，这从国家的“十五”规划和国家的远景规划上以及国外众多著名工程机械厂商纷纷加大对中国市场投资力度的热情和表现上也可证明。预计今后国外企业在投资形式上将倾向于独资，在生产组织上将倾向于本土化，在产品定位上将倾向于中高档产品【5】。这对于我们优化设计钻机具有相当的市场经济意义和选题依据。

本设计选择了钻机的设计，主要原因是当前我国地质勘探、工程建设和农田水利等事业正在逐渐完善，对各种钻探设备尤其是钻机提出了更多的要求。现在市场上流行的

钻机中以钻探深度为百米左右的液压钻机为主，这些钻机在承担各种生产建设项目中起到了至关重要的作用。通过调查和了解发现，随着生产建设项目的扩大，市场对上钻探深度为几百米的液压钻机的需求量正在逐步上涨，尤其是钻探深度为150左右的钻机，市场前景更加乐观。而通过对钻机的设计改进，了解机设计制造中的关键环节。抓住钻机设计过程中的各个细节有着重要的现实经济意义，同时也能突出设计过程中的创新思路，开拓设计者的眼界。优化钻机设计，从而也可以间接推动了我国国民经济的发展，意义十分重大。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

（1）钻机的总体设计包括个技术指标的确定；

（2）回转器的详细设计包括零件的设计强度较核；

（3）进给油缸的设计计算；

（4）液压卡盘的设计计算。

三、研究步骤、方法及措施：

查找相关文献资料及翻阅相关书籍，利用所学专业知识进行理论分析，解剖钻机的结构及工作原理，创新、改进传统已有的钻机，使其结构组成达到最优化、操作更加便捷、应用更加广泛。

四、参考文献

【1】张忠海,陈以田,吴永成.旋挖钻机行业发展现状及技术特点[J].筑路机械与施工机械化,2005，(01).

【2】郭传新,杨文军.转钻机国内外发展状况及应用前景[J].北京建筑机械化研究院. 【3】赵伟民,胡长胜,郭传新,杨文军.国内外旋挖钻机发展分析[J].建筑机械,2005,(05).

【4】张启君.国内外旋挖钻机发展现状与结构特点分析[J].建设机械技术与管理,2006,(06).

【5】葛恒安,祁隽燕.旋挖钻机行业市场与未来走势分析[J].筑路机械与施工机械化,2005,(01) .