平面逢杆机构茬钻塔设计中的应用
时间：2022-07-27 08:45:37
【摘要】本文介绍了塔桅起放中应用的平面连杆(平形四边形、双摇杆)及其演化(导杆)机构的特点，在设计时选择台适的连杆机构，以满足运输、使用要求，改善起落塔桅时铰点处的受力状态。
随着经济建设的规模不断扩大，交通、城建、能源和环境保护等部门对基础工程钻掘设备的需要也日益增大，目前，基础工程钻机正朝多样化、系列化发展，尤其是浅孔施工钻机，专业化要求高，如水井钻机、注浆钻机、基础桩墙钻机等，由于移位转场频繁，为了减少辅助施工时间，一般采用步履底盘、轮胎底盘或履带底盘；较高的塔桅，采用整体或折叠起落，为了解决钻塔快速起落和对位，并易于搬迁运输，平面连杆机构在钻塔起落装置中得到灵活应用。
一、导杆式起落塔机构
液压缸起落塔机构是一种典型的导杆机构，它是由平面四连杆机构演化而来。钻塔对固定铰点的垂直分力单液压缸起落塔机构的特点是结构简单，在国内外钻机的起落塔机构中得到广泛应用，但也有明显的不足，一些基桩设备钻塔高而起塔静力矩大，在保持相同铰点距，起塔时传动角很小，液压缸伸出端的固定铰点，液压缸受力 大，液压缸伸出量很长，如国内某型号车装水井钻机采用单液压缸起塔，为获得足够的伸出长度，采用多级伸缩液压缸，有时达到系统设定的溢流压力，仍不足以立起钻塔，往往系统工作的最大压力是由水平位置的液压缸起塔力决定的。
二、主、尉液压缸起落塔机构
钻机采用主、副液压缸起落塔机构，采用主液压缸、副缸Ac两组液压缸，两组液压缸铰点A(滑动铰)可沿钻塔上下滑动，主、副液压缸起落机构有什么特点呢?开始起塔时，若副液压缸锁定，主液压缸单独起塔，起塔为摇块机构，此时，主液压缸的推力由。若副液压缸单独起塔，起塔机构的运动简图如图，其变为转动导杆机构。两种情况开始起塔时，副、主液压缸分别单独起塔作用，因此。开始阶段，单独由副液压缸拉力起塔，液压系统负荷小，当副液压缸完全缩回，再顺序控制主液压缸伸出立塔；与单液压缸固定铰点相比较，滑动铰支座处受力大为改善，但两种方式立塔力臂是相同的。当采用主、副液压缸起塔时，即单液压缸起塔的活塞杆伸缩量接近主、副液压缸联合起塔的伸缩量之和，就单液压缸与主、副液压缸联合起落塔方案比较而言，长行程单液压缸起落塔变成两个短行程的主、副液压缸起落塔，从而降低了液压缸加工难度，可降长成本，与受压长行程的单液压缸起塔相比，增加了液压缸的受压稳定性。
因此，主、副液压缸起塔机构，对于高度较大的重型塔，是有其推广应用价值的。为了减少高压旋喷钻具接头，提高施工效率，钻机采用高塔结构，其动力头有效行程达到12M ，同时要控制运输搬迁尺寸，其起落塔机构采用了双摇杆机构，并对高塔进行折叠运输。双摇杆机构铰点，辅塔撑杆为双摇杆，主塔为连杆。起塔时卷扬机收紧钢丝绳，动滑轮向定滑轮移动，双摇杆辅塔、撑杆分别向上转动，直至立起钻塔；开始落塔时，适度放松、钢丝绳调短撑杆或向后牵拉塔顶，使钻塔绕过死点，然后，通过卷扬机控制落塔速度。设计时，按塔高、运输尺寸确定主、辅塔长度，按立塔和运输位置，确定铰点的位置；为可靠起塔，保证适当。长度是必要的；当主塔较长，静力矩较大时，需要计算撑杆的压杆稳定性。
三、平形四边形变幅机构
平行四边形机构是平面四连杆机构中的一个特例---对边相等的双他柄机构，装载机铲斗机构的运动．RPS一15型地热钻机工作平台整体起落等设备，广泛应用平行四边形机构。塔桅起落机构中，桅塔均绕固定铰点转动，立塔后，桅塔紧挨底盘且相对位置不变，限制了孔口作业空间而给施工带来不便。近年，进入我国基础工程市场的钻掘设备，如土力公司R12/15系列履带式车装钻机、CASAGRANDE公司的TRD一100履带式车装钻机，通过应用平行四边形机构，满足了钻机底盘位置不变，随主机转动时，可改变塔桅回转半径和距地面的高度，以适应场地狭窄、地面不平的特殊要求。
地下连续墙钻机，立塔折叠也采用平面连杆机构．在起塔液压缸起落塔桅时，实现主、辅塔折叠和展开，即也是具有一个自由度的四连杆机构，起塔液压缸驱动主塔为主件。立起的塔桅，底盘不动，通过变幅液压缸，改变钻塔水平和垂直位置，以改善孔口作业条件。落钻塔时，动力头下行至辅塔，主塔放至水平位置，同时辅塔完成折叠，可通过变幅机构降低动铰点的位置，使钻机运输时重心下降，尺寸减小，整机结构特别紧凑。
概括地说，平行四边形起落塔机构的优点，一是利用对等边四杆机构平动调整钻塔，以便对准孔位钻孔；二是钻机运输时重心低，尺寸减小，整机稳定性好，上部液压缸可以调整钻塔角度，以适应钻进斜孔的要求等设计钻机时，应合理选择四连杆及其演化、组合机构，使整机结构紧凑，以利于钻塔的起落、运输，有效地改善钻塔的受力状态。
参考文献
[1]黄锡恺,郑文纬主编.机械原理.北京:人民教育出版社．
[2]国外基础施工与地基处理技术和设备的新进展.岩土钻掘工程.1994(2)29号{lO00S3)
