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工业设计论文JUS120螺杆桩机10吨卷扬机的设计分析

发布时间:2014-05-08 14:14所属分类:工业设计论文浏览:1加入收藏 查看PDF文件后下载PDF文件

JUS120螺杆桩机具有不排土、无振动、低噪音、无环境污染、环保性能突出的特点。动力头的输出转矩为250kNm,可以在黏性土、粉土、砂土和强风化土等岩层中钻进,又能在许多岩层下形成抗拔和抗压性能良好的螺杆桩。 摘要:主要介绍JUS120螺杆桩机中使用的双卷筒

  JUS120螺杆桩机具有不排土、无振动、低噪音、无环境污染、环保性能突出的特点。动力头的输出转矩为250kN·m,可以在黏性土、粉土、砂土和强风化土等岩层中钻进,又能在许多岩层下形成抗拔和抗压性能良好的螺杆桩。

  摘要:主要介绍JUS120螺杆桩机中使用的双卷筒卷扬机的主要结构、性能参数、操作过程及工作原理。该卷扬机具有自动变频调速,出绳速度恒定不变,提供较大的提升和加压力,能实现自动控制、操作方便、低噪音、安全可靠、省时省力等特点。

  关键词:卷扬机,数据处理,绳速,卷筒

  1概述

  形成螺杆桩需要很强的回转力矩(250kN·m动力头提供),又需要很大的向下压力和向上提升力(10T卷扬机提供),还需要保证动力头每回转一圈,钻具向下或向上移动一个螺距,使其形成螺纹牙型孔。同时,在挤土桩、大孔径CFG桩等领域中,钻机可以提供很大的向下加压力,恒定的出绳速度和较大的出绳拉力,它们直接影响着成桩质量,是该钻机不可缺少的一部分。

  2卷扬机结构、特点及性能参数

  2.1卷扬机结构

  该卷扬机结构如图1所示,它主要由①37kW直流电机;②电液制动器;③减速器;④提升卷筒部装;⑤离合器部装;⑥油缸;⑦加压卷筒部装;⑧加压卷筒缠绳部装;⑨底架组成。

  图1卷扬机结构图

  2.2特点

  该卷扬机具有10吨出绳拉力,是一种具有自动变频调速双卷筒双出绳的卷扬机。通过变频器调节直流电机速度,由PLC控制变频器间接控制卷扬机出绳速度,卷筒出绳端具有速度反馈信号,并经过PLC数据处理,从而自动调节卷扬机的出绳速度。手动控制离合器,分别控制两个卷筒的出绳和收绳,当提升卷筒工作时,加压卷筒自由;当加压卷筒工作时,提升卷筒自由。该卷扬机具有出绳速度恒定不变,提供较大的提升和加压力,能实现自动控制,操作方便,低噪音,安全可靠,省时省力等特点。

  2.3性能参数

  1)出绳拉力10t。

  2)主电机采用Z4-180-31型直流电机37kW,转速1000r/min。

  3)总减速比i=112。

  4)提升卷筒直径φ500,容绳量为325m。

  5)加压卷筒直径φ500,容绳量为160m。

  6)牙嵌式电磁离合器型号:DLY5(EZE)-16A。

  3操作过程和工作原理

  1)如图1所示,序号1电机通过联轴器与序号2减速器输入端相连,序号2减速器输出端联接一小齿轮,与序号5中的大齿轮啮合,并通过序号6油缸的伸缩,将序号5中的大齿轮向上下分别移动至两个极限位置,在此过程中序号2输出端小齿轮与序号5中大齿轮始终处于啮合状态,当力传递至序号4时为图1中状态,图中力的传递是通过牙嵌式离合器将序号5中的大齿轮和序号4中提升卷筒联接在一起的,加压卷筒处于自由状态,直接将力传递至提升卷筒上;当力传递至序号7时,图中牙嵌式离合器完全分开,使提升卷筒处于自由状态,序号7中的一大齿轮与序号5中大齿轮完全啮合,从而将力传递至加压卷筒上。

  2)钻机在向下钻进前应保证序号7中大齿轮与序号5中大齿轮完全啮合状态,使加压卷筒处于工作状态,手动调节提升卷筒上的电液制动器,使提升卷筒处于半抱紧状态,然后启动形成螺杆桩的向下钻进程序,此过程中,卷扬机在输出钢丝绳中间某处装有一测量绳速装置,通过编码器将信号反馈到PLC系统中,经过计算调节电机转速,从而使加压绳速恒定。这样才可以形成螺纹桩。当钻进至指定孔深时,停止钻进,启动序号6油缸使其变成图1所示状态,使提升卷筒处于工作状态,同时启动混凝土泵,使混凝土经过钻具中空管进入孔底,同时启动形成螺杆桩的向上提升程序,此过程中,提升速度始终恒定,并与下降时速度一致,混凝土会随着钻具提升,逐渐上升至桩顶,然后将钢筋笼下入孔内,完成一次钻孔成桩作业。

  3)在落塔前序号7卷筒中钢丝绳并未完全缠在上面,可以启动序号8中小电机,同时启动序号8中的电磁离合器,使序号8中电机带动减速器输入端,输出端联接电磁离合器和其上的小齿轮,从而使序号8中的小齿轮带动序号7中的大齿轮旋转,进而带动加压卷筒将剩余钢丝绳缠绕在其上,序号8中牙嵌式电磁离合器在正常钻进工作时是分离的,不影响正常钻进。

  4)在起落塔前,启动序号6油缸使其变成图1所示状态,使提升卷筒处于工作状态,并将钢丝绳按要求穿好,然后把起落塔的准备工作准备完毕,启动起落塔程序,使主塔平稳的立直(落下)。

  4结束语

  大量的现场实据证明,该卷扬机在实际工作过程中,操作方便灵活,故障率低,而且降低了生产成本和维修成本。是JUS120螺杆桩机在建筑施工中使用性能明显改善,提高了施工效率和成桩质量,拥有很好的发展前景和应用空间,是基础施工的理想设备,同时也得到了用户的好评。

  参考文献

  [1]孙志礼,冷兴聚,魏延刚,曾海泉主编.机械设计[M].北京:科学出版社,2008.

  [2]刘鸿文主编.材料力学(第三版)上册[M].北京:高等教育出版社,2002.

  [3]成大先.机械设计手册(第五版)第4卷[M].北京:化学工业出版社,2007.

  [4]成大先.机械设计手册(第五版)第5卷[M].北京:化学工业出版社,2007.

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