CJF—20型冲击反循环钻机

6.8×2.8×3.2
2 工作原理及结构
图 1 为 CJF20 型钻机总体示意图。其工作原理是：用两根钢丝绳对称地提升冲击钻头，
通过差动双简单制动式同步卷扬机，能始终保持双绳提升回平衡。主电机通过传动机构使冲
击曲柄连杆机构与主卷扬机配合使钻头作上下往复冲击运动，形成极大的瞬间冲击力破碎地
层。在两根钢丝绳之间放置排渣管，排渣管的下端插人钻头中心管中，在钻头作上下冲击运
钻孔施工效率，使冲击钻进技术得到发展。
1 主要技术性能参数
钻孔直径 m
0．8－2．0
钻孔深度 m
80
额定钻头质量 kg
4000
连杆冲击冲程 m
0．65、1、1．35
连杆冲击频率 Hz
0．77、0．6
卷筒冲击冲程 m
1．5－3．0
卷筒冲击频率 Hz
0．17－0.33
钻塔额定负荷 kN
240
钻塔有效高度 m
8．2
主电机功率 kW
75
排渣方式
正、反循环，以 6BS 砂石泵泵吸反循环为主
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排渣管规格 mm
φ159×6 快速插接式
排渣块度 mm
100 以下
排渣效率 m3/h（反循环）
200
适用地层
复杂地层、硬岩
主机质量 kg
24000
整机运输尺寸 m（长×宽×高）
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2．2 剧卷扬机 副卷扬机用于提升排渣管。通过钢丝绳端的吊环与机上排渣管的吊环联接，完成吊挂、 提升、下降动作。其传动由分动箱卷扬输出轴将动力输人传动轴带动副卷扬机的大齿轮，经 大齿轮内的涨间离合器带动卷筒转动，完成提升、下降动作。 2．3 主卷扬机 主卷扬机为差动双简单制动式同步卷扬机。分别通过两个卷筒上的两根钢丝绳端与钻头 联结完成提升、下降钻头动作。其传动由副卷扬大齿轮带动主卷扬大齿轮，经主卷扬内的涨 闸离合器带动卷筒转动，完’成提升、下降动作。双筒卷扬为差动联接，能始终保持双绳提 升、下降平衡。 2．4 冲击机构 该冲击钻机具有两种形式的冲击机构：卷筒式和连杆式。正常钻进时采用连杆冲击，遇 特殊情况连杆冲击不能进尺时，可转换为卷扬冲击。连杆机构的结构简单耐用，钢丝绳磨损 小，易于实现自动冲击，用大齿轮兼作曲柄，改善了大齿轮轴的受力状态，利用四杆机构的 “急回”作用，实现了“慢提快放”动作，节省能源。 2．5 钻塔 钻塔由塔身、塔座、塔撑、天车、起落油缸等组成，结构轻便，承受负荷大。油缸完成 起落动作，液控前倾角度，调整对位快，操作平稳。 2．6 底盘 底盘采用液压步履式行走机构。现场连接液压动力源后，可自行行走，纵横向移位，、 对孔口位方便。 2.7 排灌系统 排渣系统由排渣管、砂石泵、三通道止阀、泥浆泵、胶管等组成。使用时，先开泥浆泵 进行正循环，排除管内空气，停泥浆泵，起动砂石泵，实现反循环。
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动时，排渣管保持相对静止，并保持距孔底 Zbo 一左右的距离，通过外接 6BS 砂石泵连续排
出破碎下来的岩石渣块，实现冲击反循环钻进。该钻机和传统冲击钻机的区别就在于能在钻
进的同时及时排出孔内岩渣块，孔底清洁，重复破碎少，故能大幅度提高钻进效率。
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2．8 钻头 钻头为阶梯式。钻头体由铸钢或钢板与专用合金刃口焊接而成。 2．9 液压系统 液压系统主要由电动机、齿轮泵、多路模向阀、单向顺序阀、一油箱、管路等元件组成。 其系统原理如图 3 所示。
[关键字]：钻机 冲击 反循环 [中图分类号]：TU69
CJF-20 型冲击反循环钻机是一种将传统钢丝绳冲击钻进方法与反循环连续排渣技术相
结合的新型大口径钻孔桩基施工设备，这种钻机既保留了传统冲击式钻机施工成本低、适应
地层广的优点，又克服了其不能连续排渣。重复破碎多。、钻进效率低等不足。改为液压步
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履机构后，、纵横向移位方便自如，钻塔液压控制前倾角度，对孔口位方便，可大幅度提高
2．10 电控系统 电控系统分为主电控操作箱和辅助操作按纽盘两部分。因主电机功率较大（45kw），采 用自耦变压器降压起动。 3 钻机特点和应用 CJF20 型冲击反循环钻机功率大、性能稳定。价格低，是一种适应我国国情、先进实用 的新型大口径钻孔设备，是桥梁桩基、预渗墙等施工的较理想设备。 3．1 钻机特点 该钻机将冲击钻进技术向前发展了一步，成功的把反循环连续排渣技术引人到冲击钻机 中，工作性能大大改善，可以替代现有普通冲击钻机，推动大口径冲击钻进技术向前发展。 （1）该钻机适应性能强，能适应卵砾石、胶结卵砾石、孤石、硬岩等复杂地层桩基施工， 排渣块度大，效率高，功率消耗少，钻头损耗小，施工成本低。
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《CJF-20 型冲击反循环钻机》
（2）整机结构紧凑、行走方便、对道路条件要求低、钻头重、钻进速度快，具有良好的 综合技术经济效果。
（3）钻机为机械传动，液压电器联合控制和手动机械控制，性能稳定可靠。 （4）钻塔液压起落、液压步履行走，能整机运输、搬运安装方便。 （5）该机设有两种冲击功能（连杆冲击、卷扬冲击），在正常钻进时以连杆冲击为主， 遇特殊情况连杆冲击不能进尺时，可转换为卷扬冲击，根据进尺要求调节其冲击高度。故适 应地层范围广。 （6）整机液压步履纵横向移位，钻塔液控前倾角度，故对孔口位方便。 3．2 应用增况 该钻机在山东枣园公路大桥、大连 8 号立交桥、三峡二期围堰防渗墙、青岛环岛公路、 芜湖长江大桥、测阳河大桥等工程，取得了良好的使用效果。钻孔速度：卵砾石，粒径 150mm 以内为 0．5m／h；花岗岩为 2－2．6m／d。在重庆嘉陵江复线桥 P4 主墩钻孔桩施工中，该钻 机解决了大孔径硬岩层等复杂地层钻孔桩的施工难题，在泥岩、砂岩中钻 2．0m 直径的桩基 孔，共计施工 18ld，钻孔 363m，平均 12．ld 钻桩一根（23－26m）。净作业时间，普通土 0． 29m ／h；软石 0． 188m／h；次坚石 0．125m／h。钻孔质量合格率 100％，优良率 100％。 3．3 改进建议 双绳提引冲击钻头，不能如单绳提引时利用钢丝绳受力时的扭转作用使钻头旋转，从而 使钻头的旋转变得十分困难。现国内已有棘轮式可旋转冲击反循环钻头技术，并已在 1．5m 直径冲击反循环钻头上应用，解决了双绳提引冲击钻头在冲击过程中的旋转运动。建议厂方 引进应用该项技术，因冲击钻进中钻头的旋转可以改变冲击刃每次冲击地层的位置，可减少 钻头底面上冲击刃的数量，从而有效提高钻进速度，降低施工成本。该项技术在 1．5m 直径 冲击钻头的应用中，证明对硬质地层效果优为明显。
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CJF-20 型冲击反循环钻机
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《CJF-20 型冲击反循环钻机》
王荣绪
(中铁二集团公司二处机电科)
[摘要]：W－20 型冲击反循环钻机是一种新型大口径钻孔桩基施工设备，该机具有操 作简便、实用、高效、性能稳定可靠、液压起塔及步履移动、对孔 P 位方便等特点。本 文介绍了其技术参数、工作原理、主要结构及使用效果。
钻机主要由以下几部分组成：离合器分动箱、副卷扬机、主卷扬机、冲击机构、钻塔、 底盘、排 渣系统、钻头、液压控制系统、电控系统等组成。
2．1 离合器分动箱 分动箱是将电机经离合器输人动力，分成钻头冲击动力和卷扬提升动力。动力经主轴分 别用齿轮与冲击输出轴和卷扬机输出轴相联。冲击输出轴有快慢两种输出转速，由冲击手柄 杆操纵该轴上的牙嵌离合器完成。卷扬输出轴有正反两种输出转速，由卷扬手柄操纵该轴上 的牙嵌离合器完成。整个传动装置采用机械方式，如图 2 所示。