DGZ-180多功能鉆機的研制

石清榮 高保娟 徐新綠

(河北省地礦局第一地質大隊 河北邯鄲 056001)

1 概況

DGZ-180多功能鉆機是我隊應客戶要求,為適應復雜地層,一機可實現回轉和沖擊兩種鉆進工藝而研發的的工程鉆孔設備。客戶如果購買兩種鉆機實現兩種工況,不但資金浪費,而且兩種鉆進工況轉換費時費力。經過與客戶溝通和探討,確定一機實現回轉和沖擊兩種鉆進工藝方案,增強鉆機對復雜地層的適應性。

DGZ-180多功能鉆機

2 主要技術參數

(1)最大鉆孔直徑(m) 1.8

(2)最大鉆孔深度(m) 50

(3)轉盤

輸出扭矩(N·m) 20000

轉盤轉速(r/min) 正反:14、25、45

(4)卷揚機

主卷揚提升力(kN) 30

副卷揚提升力(kN) 20

(5)沖擊卷揚拉力(kN) 80

(6)鉆塔

型式 “門”型

垂直高度(m) 9

額定載荷(kN) 240

(7)鉆桿

主動鉆桿(mm) 178×1788×3750

孔內鉆桿(mm) 168×10×3000

(8)鉆機動力

回轉電動機型號 Y225S-4

功率(kW) 37

轉速(r/min) 1470

沖擊電動機型號 Y250M-6

功率(kW) 37

轉速(r/min) 980

(9)鉆機質量(kg) 14800

(10)外形尺寸(m) 8.8×2.2×9.5

(11)運輸尺寸(m) 9.75×2.2×2.35

3 結構、性能及工況轉換

DGZ-180多功能鉆機主機部分包括底座、鉆塔、離合器、變速箱、沖擊卷揚、主副卷揚機、轉盤、電動機、液壓站、電控箱等。附屬工具包括鉆桿、水龍頭、游動滑車、上下墊叉、提引器、孔口裝置等。鉆機動力為沖擊和回轉分別配備,以滿足沖擊鉆進和回轉鉆進需要。沖擊系統主要由沖擊卷揚、地輪、沖擊用天車輪組成;回轉系統由變速箱、回轉卷揚、轉盤組成。該鉆機成功解決一機實現兩種鉆進工藝帶來的結構布置難題,如塔架沖擊輪和回轉天車輪的布置問題;沖擊卷揚與回轉卷揚的布置問題等。該鉆機機械傳動布局合理,機械液壓操縱方便可靠。轉盤結構新穎,輸出扭矩大,運轉平穩,維修方便。鉆塔設計新穎,回轉輪、沖擊輪布置獨巨匠心,一機垂直實現回轉、沖擊兩種鉆進。液壓操縱鉆塔起落,方便、安全、迅速、可靠。

該鉆機可實現回轉與沖擊兩種工況的相互轉換:

(1)回轉工況轉換為沖擊工況

鉆機正常配置為回轉配置,當鉆機由回轉鉆進轉換成沖擊鉆進時,卸下主動鉆桿、水籠頭及滑車,松開萬向軸及轉盤固定螺栓,松開鉆塔固定V形塊,提起轉盤,卸下轉盤及連接架(二者整體拆卸);運行起塔油缸,放倒鉆塔,卸掉天車回轉輪組,起塔、就位,起塔油缸換向閥處于起塔狀態,運行起塔油缸,鉆塔垂直,用螺栓固定鉆塔固定V形塊,裝上斜撐后,沖擊卷揚繩通過地輪、沖擊輪與沖出鉆頭固定,即可進行沖擊鉆進。

嚴禁鉆塔垂直時裝卸掉天車回轉輪組。

(2)沖擊工況轉換為回轉工況

當鉆機由沖擊鉆進轉換成回轉鉆進時,松開鉆塔固定V形塊,打開斜撐,斜撐固定在某位置或有人幫扶斜撐,起塔油缸換向閥處于落塔狀態,運行起塔油缸,放倒鉆塔,裝上天車回轉輪組對準中心;起塔油缸換向閥處于起塔狀態,運行起塔油缸,鉆塔垂直,裝上斜撐。裝上轉盤及連接架(二者整體拆卸),用螺栓固定轉盤,連接萬向軸,裝上滑車、水籠頭及主動鉆桿,固定鉆塔固定V形塊,即可進行回轉鉆進。

4 生產試驗情況

2009年12月推出DGZ-180多功能鉆機,并進行了廠內生產性試驗,各項技術指標均達到設計要求,得到客戶認可。

5 結語

DGZ-180多功能鉆機是一種技術先進、性能可靠、價格適中的產品,可適應復雜地層工程施工需要,廣泛用于橋梁、港口、高層建筑、水壩、礦山、基礎工程等大口徑灌注樁施工,亦可用于工程鉆孔及大口徑水井鉆鑿。其試制成功為廣大的施工隊伍提供了新的選擇,并在未來的巖土施工中發揮重要作用。

1 姚愛國等.巖土工程鉆進原理.北京:中國地質大學出版社,2000

2 劉古岷等.樁工機械.北京:機械工業出版社,2001

3 馮德強.鉆機設計.北京:中國地質大學出版社,1993

4 王希民等.GCF-20型沖擊-回轉反循環工程鉆機.探礦工程(巖土鉆掘工程),2001(5)

5 唐海雄等.鉆機基本設計方法與需求分析.機電工程技術,2009(8)