工程机械设计实习报告地大样本.doc

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工程机械设计实习报告

班 级: 072134
学 号: 1000668
姓 名:
专 业: 机械设计制造及其自动化
指导教师: 刘银

12月

目 录

1 第一次实习……………………………………………………1
1.1实习概况………………………………………………………1
1.2 设备简介………………………………………………………1
1.3实习操作………………………………………………………3
1.4实习心得………………………………………………………4
2 第二次实习……………………………………………………6
1)
2)
2.1实习概况………………………………………………………6
2.2旋挖钻机简介…………………………………………………6
2.3国内现状………………………………………………………6
2.4实习设备简介…………………………………………………7
2.5实习内容………………………………………………………10
2.6实习心得………………………………………………………12
2.7课程建议………………………………………………………12
1 第一次实习
1.1实习概况
第一次实习是在工程实验楼1楼, 设备是XY-4型钻机。实习内容分为三部分: 第一部分是钻具的提升与下降的操作, 第二部分是液压系统的学习与操作, 第三部分是观看学习老师实际操作钻探取芯的完整过程。
1.2 设备简介
XY-4型钻机为中国第一代立轴式金刚石钻机。它设计先进、 布局合理、 结构紧凑、 操作灵活、 坚固耐用、 可拆性好、 便于搬迁、 修理方便。实习中使用的设备就是XY-4型钻机。该钻机是钻进深度为1000m的机械传动液压操作式岩心钻机, 主要用于地表及坑道对固体矿床的金刚石、 硬质合金钻探, 亦使用于工程地质勘探, 浅层石油、 天然气及地下水钻探, 并可用于堤坝注浆和坑道通风、 排水等工程钻探。XY-4型钻机可用于固体矿床勘探、 工程地质及地下水勘探, 浅层石油、 天然气勘探, 堤坝灌注、 坑道通风、 排水钻探。下图为该钻机。

图1- 1 XY-4钻机

该钻机具有以下几个特点:
1. 立轴转速高, 最高转速达1588r/min。
2. 调速范围大, 最高转速与最低转速之比为11.76。有正转8级, 反转2级;
3. 钻机重量轻, 可拆性好, 便于搬迁;
4. 卷扬机提升能力大, 单绳一速时提升能力为33000N;
5. 操纵手柄集中, 灵活可靠;
6. 动力机可配电动机或柴油机。实验室所使用的动力机是电动机。

如图1-2所示, XY-4型钻机传动系统主要由离合器、 变速箱、 万向轴等部件组成。传动系统负责传递与切断动力, 变速变矩、 换向、 分配动力、 改变运动形式、 实现柔性传动与过载保护。图1-3是该钻机详细的传动系统图。

图1- 2 XY-4传动系统简图

图1- 3 XY-4型钻机传动系统图
1.3实习操作
1) 提升、 制动、 下降钻具
11月12日上午8时开始本次工程机械实习, 上午的内容为操作卷扬机。老师首先介绍了XY-4型钻机的结构、 功能和特点, 讲解了该款钻机与其它钻机的不同之处, 随后演示了卷扬机提升、 制动、 下降钻机的实际操作流程, 记录如下:
1. 提升钻具时, 将下降手把上抬,下降抱闸放松卷筒;而提升手把下压, 抱闸制动提升制圈。由于提升制圈被制动, 行星轮不能公转, 轮系变成定轴轮系, 中心轮的顺时针转动带动行星轮逆时针自转。行星轮的转动驱动内齿圈和卷筒逆时针转动, 缠绕钢丝绳, 提升钻具。
2.制动钻具时, 将提升手把上抬, 提升抱闸松开提升制圈; 而将下降手把向下搬, 下降抱闸制动卷筒, 卷筒从而停止转动, 钻具被停留在孔内某一位置。
3.下降钻具时, 提升手把上抬, 放松提升制圈; 下降手把处于控制状态,在钻具重力的作用下, 卷筒顺时针转动而放绳, 钻具下落。此时由于内齿圈及中心轮都为顺时针转动, 故行星轮也顺时针公转。
卷扬机工作过程中, 行星轮的自转可能有三种情况, 即顺时针转动、 没有自转、 逆时针转动。行星轮的自转状态不但与中心齿轮和内齿圈的转速有关, 同时与各齿轮的齿数有关。
老师演示完毕后, 每位同学独立操作3-4次, 熟悉工作流程。

2) 操作钻机液压控制阀
下午的实习内容为操作XY-4型钻机的液压控制阀, 以实现松紧液压卡盘、 让开孔口等功能。老师首先讲解了该钻机的液压操作系统, 如图1-4所示, 该系统由多个换向阀、 节流阀、 限压阀组成, 经过操作固连在换向阀上的操纵杆即可实现加压钻进、 减压钻进、 立轴上升( 倒杆) 、 立轴下降、 称重钻具、 悬吊钻具以及钻机的前后移动。随后老师对相关流程进行了演示, 每位同学同样独立操作3-4次。最后也学习了钻机取心的整个过程。

图1- 4 XY-4型钻机液压系统

1.4实习心得
这次实习是头一次操作这类设备, 虽然大二学过张晓西老师的《钻探工程概论》, 但因为这个课程比较偏重理解和对钻探学科基本常识的认知, 并没有实际操作的机会, 也没有亲眼看过钻探用的设备。这次是第一次进入工程实验楼, 近距离亲眼看到钻探设备, 而且亲自动手进行最简单的操作。虽然这些操作非常的基础和简单, 看似没有多少实际用途, 但确确实实加深了对所学内容的理解, 也对这类设备操作有了一个最直观的体验。
这门课与《钻探工程概论》有一定的相似之处, 首先都是以钻探设备为主要学习对象, 再者都是偏重工程实际的学科, 应用型很强, 理论性相比于其它必修课较弱, 没有繁琐的公式需要记忆, 也没有复杂的定理需要理解。可是这门课设有这样的实践环节, 这是非常难能可贵的。尽管实习所教的都是一些基础操作, 但我认为这些很必要, 因为讲课本的知识转化为实际并不容易, 我们也不可能在一两次实习之中就掌握一门新的技能。可是看书看幻灯片所学的知识, 和实习操作所理解的东西, 是完全不同的, 实习经历是难能可贵的。
这次实习虽然人多, 可是保证了每位同学都有足够的操作机会和操作时间, 同时经验丰富的老师在一旁也对我们耐心教导, 消除了我们的顾虑, 在这里谢谢几位老师的辛勤付出。

2 第二次实习
3)
4)
2.1实习概况
这次实习是一次外出实习, 地点选在湖北省图书馆旁的一处工地上, 老师和工地上的工程师们带我们观看了旋挖钻机的工作过程, 并向我们讲解了旋挖钻机的相关知识。
2.2旋挖钻机简介
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。主要适于砂土、 粘性土、 粉质土等土层施工, 在灌注桩、 连续墙、 基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用, 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, 整机操纵一般采用液压先导控制、 负荷传感, 具有操作轻便、 舒适等特点。
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, 整机操纵一般采用液压先导控制、 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, 主要用于市政建设、 公路桥梁、 工业和民用建筑、 地下连续墙、 水利、 防渗护坡等基础施工。国内的专家认为: 旋挖钻机在国内今后几年仍有很大的市场。
2.3国内现状
旋挖钻机在二战以前首先在美国卡尔维尔特公司问世, 二战之后在欧洲得到发展, 1948年意大利迈特公司首先开始研制, 接着意大利、 德国开始发展, 到了70～80年代在日本得到快速发展, 当时日本称之为回转斗成桩, 也叫阿司特利工法( EarthDriII) , 在德国、 日本这类工法相当普遍。中国在80年代初从日本引进过工作装置, 配装在KH-125型履带起重机上。1984年, 天津探矿机械厂引进美国RDI公司的旋挖钻机并进行消化吸收。1987年在北京展览馆首次展出了意大利土力公司( SOILMEC) 产品, 1988年北京城建机械厂根据土力公司的样机开发了1.5m直径的履带起重机附着式旋挖钻机。
1994年郑州勘察机械厂引进英国BSP公司附着式旋挖钻孔机的生产技术, 但都没有形成批量生产。1992年宝峨公司在中国北京设立了代表处, 开始了对华业务．并于1995年在天津成立了独资子公司宝峨天津机械工程有限公司, 组装适合中国市场的宝峨BG20型旋挖钻机。
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, 最近几年中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, 国内外生产旋挖钻孔机厂商有近二十家。
旋挖钻机行业由于 青藏铁路工程以及北京奥运工程等的带动, 市场认知度迅速提高, 市场容量急剧扩大。市场需求的高涨吸引了国内大型工程机械企业的进入, 三一、 徐工、 中联重科和山河智能等纷纷涉足, 并迅速扩大了市场份额。 后, 国内品牌旋挖钻机已基本替代了国外品牌。 以来, 旋挖钻销量连年呈跨越式增长。特别是 , 国内旋挖钻机制造企业多达30家, 推出近200个型号产品, 市场保有量达到近4000台, 市场竞争空前激烈。
2.4实习设备简介
实习中主要用的设备为TR280D型旋挖钻机。该钻机外形如图2-1。

图2- 1 TR280D旋挖钻机
实习时所见到的TR280D旋挖钻机的整体构成是在原有TR250D的基础上进行优化升级, 并采用部分已批量生产产品的结构模块, 充分考虑自身的特点, 进行重新整合设计后, 研发的系列化产品型号, 经济成本和使用风险得到大幅度降低。
该钻机主要结构如图2-2所示, 主要由履带式行走装置 、 回转平台、 变幅装置、 卷扬机构、 工作装置、 桅杆等几个部分组成。具有可靠度高、 刚性好、 承载力大、 稳定性好等特点。
旋挖钻机是一种适合于建筑基础工程中成孔作业的施工机械, 具有噪声低、 振动小、 转矩大、 多功能、 成孔速度快、 施工效率高、 多种速度调节、 电子自动监控等特点。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, 整机操纵一般采用液压先导控制、 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, 主要用于市政建设、 公路桥梁、 工业和民用建筑、 地下连续墙、 水利、 防渗护坡等基础施工。国内的专家认为: 旋挖钻机在国内今后几年仍有很大的市场。

图2- 2 TR280D钻机结构
TR280D旋挖钻机主要参数如下图所示。

图2- 3 TR280D主要参数
2.5实习内容
这是一次外出实习, 地点选在湖北省图书馆旁的一处工地上, 在老师和现场师傅的讲解下, 我们大致观看了旋挖钻机的工作流程, 记录如下:
旋挖钻机就位→埋设护筒→钻头轻着地后旋转开钻。当钻头内装满土砂料时提升出孔外→旋挖钻机旋回, 将其内的土砂料倾倒在土方车或地上→关上钻头活门, 旋挖钻机旋回到原位, 锁上钻机旋转体→放下钻头→钻孔完成, 清孔并测定深度→放入钢筋笼和导管→进行混凝土灌注→拔出护筒并清理桩头沉淤回填, 成桩。
旋挖钻机钻头十分特殊, 常见的有螺旋钻头、 旋挖斗、 筒式取芯钻头、 扩底钻头、 冲击钻头、 冲抓锥钻头和液压抓斗。
1.螺旋钻头
( 1) 锥形: 双头双螺, 适用于坚硬基岩。双头单螺, 适用于风化基岩、 卵石、 含冰冻土等。以上钻头配装各种截齿, 经过齿型、 螺距、 螺旋升角的变化又可派生出很多类型的钻头。
( 2) 直螺旋钻头:
a、 斗齿直螺: 双头双螺, 适用于砂土, 胶结差的小直径砾石层; 双头单螺, 适用于砂土、 土层; 单头单螺, 适用于胶结差的大直径卵石, 粘性土及硬胶泥。
b、 截齿直螺: 有双螺、 三螺和四螺, 适用于是硬基岩或卵砾石。
2.旋挖钻斗
按所装齿可分为截齿钻斗和斗齿钻斗; 按底板数量可分为双层底斗和单层底斗; 按开门数量可分为双开门斗和单开门斗; 按桶的锥度可分为锥桶钻斗和直桶钻斗; 按低板形状可分为锅底钻斗和平底钻斗。以上结构形式相互组合, 再加上是否带通气孔、 开门机构的变化, 能够组合出几十种旋挖钻斗。一般来说双层底钻斗适用地层范围较宽, 单层底的只适用于粘性较强的土层, 双门钻斗适用地层范围较宽, 单门钻斗只是用于大直径的卵石及硬胶泥。
3.筒式取芯钻头
当前常见的有两种: 截齿筒钻( 适用于中硬基岩和卵砾石) , 牙轮筒钻( 适用于坚硬基岩和大漂石) 。在筒式取芯钻的两大类钻头中, 又带取芯装置和不带取芯装置之分, 主要取决于取芯的难度。因为牙轮取芯钻头主要用于硬岩钻进, 且钻取的环状面积大, 如果有条件的还能够通在在钻头部分加装反循环钻进, 以提高钻进效率。
4.扩底钻头
在桩径不增大桩深不增加的基础上, 为了提高单桩的承载力, 设计部门往往经过扩底桩来实现, 旋挖钻机施工扩底是无需任何改动就可施工, 只需选用扩底钻头即可。扩底钻头常见的以机械式为主, 这种钻头使用和维护都比较简单, 有上开式和下开式的, 张开机构一般为四连杆的, 用于土层、 强风、 中风化地层甚至坚硬基岩。由于旋挖钻进是非循环钻进, 扩底完成后用清渣桶清渣即可。
5.冲击钻头、 冲抓锥钻头
在钻进大直径卵石、 大漂石和坚硬基岩, 使用冲击钻头、 冲抓锥钻头配合旋挖钻进特别有效, 这类钻头的使用是经过旋挖机副钩吊挂来作业, 因为要有冲击作用, 因此要求副钩具有自由放绳功能效果才能更好。
6.液压抓斗
当前连续墙和防渗墙的施工工程日趋见多, 如果对旋挖钻机稍作改动就可作业, 液压抓斗的开闭是经过液压来驱动的, 液压抓斗上只有一根油缸, 因此只需进出两个油管, 一个控制阀即可。

2.6实习心得
校外实习的时间很短, 因为来回车程大约有一小时的时间, 实际实习时间只有两个多小时, 但这是我们第一次去工地上外出实习, 体验到很多没有过的东西, 也实地学习了旋挖钻机的工作流程和方式。
这次实习拓展了视野, 我也逐渐掌握了工程机械的使用环境、 应用条件、 施工方法、 施工工艺、 施工队伍的组织和管理等方面的基本知识, 了解了岩土工程机械施工技术, 学到了课本以外的知识, 收获颇丰。

2.7课程建议
1) 课堂上多一些点名;
2) 实习次数能够增加, 实习报告能够更加简化, 多注重学习过程。