钻孔立杆机

高淑蓉，赵宏强，2，何清华，2

(1.湖南山河智能机械股份有限公司技术中心，湖南长沙410100；2.中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)

1 概述

钻孔立杆机广泛应用于立电杆、路牌、广告牌和植树等土壤的钻孔和起重吊物作业。为了到达施工地点，需要运输钻孔立杆机。在钻孔立杆机钻孔和起重吊物的施工过程中，需要钻孔定位，移动钻机。为了达到钻孔所需要的直径大小和深度的要求，需要更换合适的钻具。正常顺利钻孔，需要把粘在钻杆上的泥土清除下来，而这些工序非常繁杂。以前有些钻机安装在推土机底盘上，整机高度比较高，运输时超高，过限高的桥洞或隧道时，需要把钻机开下运输车辆，自行行走通过限高区域，然后再开上运输车辆，为了避免钢制履带损坏路面，需要在路面铺垫木板，这样很麻烦、费时。推土机底盘重，行走速度慢，灵活机动性不足。有些钻机只能钻孔，没有配置起重机，需要起吊电杆、路牌、广告牌和树木时，必须配备另外的汽车起重机，它价格高，而且还需另外配备专门的操作人员。有些钻机钻孔旋转装置采用机械传动，螺旋钻杆采用键和键槽与马达连接，调速不方便，磨损大、噪声大，使用寿命短，大大降低了钻机的工作效率和施工的安全性。

钻孔立杆机是一种既能钻孔又能起吊重物的施工机械。

钻孔立杆机采用挖掘机底盘，液压马达驱动钻机行走，速度快，机动灵活，钻孔定位准确快速；随车起重机直接安装在机架上，控制整机的高度，采用平板拖车运输时不会超高，转运方便、快捷；采用液压马达与减速机驱动的钻具回转装置，驱动扭矩大、回转速度可无级调节；采用液压马达与减速机驱动链轮链条实现钻具推进和提升，推进力可调，提升速度快；可更换大小适度的钻杆和导向器，钻孔大小可根据具体情况选择，导向性好，成孔规则；采用液压驱动的刷土装置，能自动清除粘在螺旋钻杆上的泥土，减少了辅助作业时间、降低操作人员的劳动强度，提高工作效率和施工安全性。

机器标准配置的额定参数

整机参数

发动机型号功率东风康明斯6BT5.9 97 kW

发动机转速800～2200 r/min

整机质量16500 kg

液压系统油泵日本KPM（川崎精机）双联柱塞泵

液压系统压力25MPa

接地比压0.36bar

运输状态尺寸6500×2800×3500 mm

行走马达GM18VL

行走速度0～4.5 km/h

爬坡能力30°

钻孔部分性能参数

钻孔直径300～600mm

钻孔深度3500mm

单孔成孔时间3～6min

工作状态尺寸6350×2800×13500mm

螺旋最高转速40 r/min

动力头扭矩18000Nm

推进提升力75000N

推进提升速度25m/min

起重部分性能参数

最大起升质量5000 kg

最大起重力矩1.25×104N·m

工作臂节数4

变幅角度0-75°

最大工作半径11m

最大起吊高度12.5m

回转角度360°

回转速度0～3 r/min

空载起升速度10m/min

额定载荷起升速度5m/min

空载下落速度10m/min

额定载荷下落速度8m/min

全程伸臂时间14 s

全程缩臂时间13 s

全程起臂变幅时间8 s

全程落臂变幅时间8 s

2 技术特点

（1）钻机、起重机、柴油机液压泵组三位一体。做到机动性好，作业方便，节能高效。

（2）钻机所有的操纵、姿态调整、钻孔位置选定都由先导操纵手柄集中控制，带冷暖空调的人机工程设计司机室，大大改善了劳动条件，所有的指示灯、报警灯、安装于同一面板，司机对作业情况一目了然。

（3）采用高可靠性履带行走机构，钻架起落采用液压缸支撑。最大限度地提高了工作效率及钻机的工作面适应能力。

（4）底盘采用通用挖掘机底盘，加宽履带板，接地比压小，可靠性高，特别设计的机架控制了钻机的高度，不需要拆机就能运输，转场方便。

（5）钻具回转采用液压马达，回转扭矩大，转速可调，控制方便。

（6）推进与提升采用液压马达驱动链轮链条，速度可控，操作方便。

（7）装有自动刷土装置，工作效率高，降低操作人员劳动强度。

（8）根据需要可更换合适大小的螺旋钻杆和导向器，钻不同直径大小的孔，一机多用。

（9）配有截齿、斗齿钻头，以适应不同的地层钻进。钻杆与钻头做成分体式，用六方接头连接，当钻头磨损时只需更换钻头即可，降低成本。

机器可选制的额定参数

机器出厂时配置直径580 mm，长4000 mm的螺旋钻杆，可钻直径600 mm，深度3500mm的孔。根据需要可选配不同直径的螺旋钻杆，可钻直径范围为300～600 mm，最大深度为3500mm的孔。

图1为钻孔立杆机的外形。

图1 钻孔立杆机的外形

3 机器功能说明

结合图1对机器进行说明。

钻孔立杆机主要由液压马达行走装置1、配重2、液压起重机3、液压油箱4、柴油箱5、柴油机泵组6、底架7、钻架支座8、举升油缸9、钻架10、推进装置11、链轮12、回转装置13、链条14、螺旋钻杆15、刷土装置16、导向器17、驾驶室18、阀组19、机架20等组成。

图2 机器结构图

在机架20上通过钻架支座8安装有钻架10，钻架10上安装有推进装置11、链轮12、回转装置13、链条14、螺旋钻杆15、刷土装置16、导向器17。在机架20上安装有配重2、液压起重机3、液压油箱4、柴油箱5、柴油机泵组6、驾驶室18和阀组19。钻架10与机架20之间安装有举升油缸10，在机架20底部设有底架7、底架7上安装有液压马达行走装置1。

钻孔立杆机行走、钻杆回转和推进、钻架举升、起重、刷土装置摆动等都采用液压驱动。钻孔立杆机采用挖掘机液压马达行走装置1使钻机自行行走，速度快，机动灵活，便于方便准确地钻孔定位和移动机器。采用举升油缸9举升钻架10，举升油缸9活塞杆伸出时可把钻架10由水平位置举升到垂直的工作位置，举升油缸9活塞杆缩回时可把钻架10由垂直的工作位置缩回至水平位置，便于维护和转换工作场地。专门设计的底架7和机架20控制整机的高度，采用1米高平板拖车运输钻机时不会超高，转运方便、快捷。回转装置13采用液压马达与减速机驱动螺旋钻杆15回转，驱动力矩大，转速调节方便，可根据需要调节转速，节省能量，克服了机械式键和键槽驱动，调速不方便，磨损大、噪声大，使用寿命短的缺点。推进装置11采用液压马达与减速机驱动链轮12、链条14使螺旋钻杆15推进和提升，推进力可调，运行速度快。采用可更换的合适大小的螺旋钻杆15和导向器17，钻孔大小可根据具体情况选择，导向性好，成孔规则。采用液压驱动的刷土装置16，通过油缸的伸缩偏摆，可把刷土装置16送到螺旋钻杆15的螺旋槽中，通过回转装置13的正反转，以及推进装置11的提升和推进，可把粘在螺旋钻杆15上的泥土自动清除下来，降低操作人员的劳动强度，提高工作效率和安全性。在机架20上安装有配重2，使用随车液压起重机3时钻机稳定性、平衡性好，可以方便快捷起吊电杆、路牌、广告牌和树木及钻杆等，有效地减少了钻孔立杆机钻孔的辅助作业时间，降低了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。

4 钻孔作业操作步骤

（1）启动液压泵组的柴油机，空载运行3～5分钟。

（2）将先导油源置于“开”位，接通先导系统油压源。

（3）如果钻架处于水平位置，由先导阀操纵手柄将钻架缓慢平稳地升起。如果是仅在作业面变更钻孔位置，则直接到下一步。

（4）将钻机移至钻孔位置，由行走操纵手柄将钻机行走或转弯调平。

（5）由先导阀操纵手柄控制推进马达，使钻具缓慢下降，当钻头接触地面时停止。

（6）将回转马达先导阀操纵控制手柄推到正转位置，即回转马达正转运行。

（7）由先导阀操纵手柄控制推进马达适度加压。

（8）把推进马达先导阀操纵控制手柄推到“钻具推进”位置，钻机便开始正常的钻孔作业。

正常钻孔注意事项：

根据岩土情况利用操作台上的调压旋钮调节轴压（一般情况下可不调节轴压）。

随时观察“回转”压力表（指示回转马达）压力，正转侧不应超过18MPa，反转侧不应超过16MPa，钻杆卡住时应停机检查。

定期调整推进机构链条的松紧程度。

注意钻孔、排渣等情况，如不进尺，钻杆剧烈摆动，有不正常的声响和冲击器不工作等，应立即停机检查原因，排除故障。

（9）停钻

钻孔达到所要求的深度，将推进马达先导阀操纵控制手柄复位，停止推进。操纵推进控制手柄提升螺旋钻杆，提升过程中可缓慢回转钻杆，然后再将钻杆提到地面，停止回转钻杆。

（10）排土

如果螺旋钻杆上粘有泥土，需把粘在上面的泥土清除下来，以利于钻下一个孔。操纵螺旋钻刷的摆动油缸的控制手柄，使油缸活塞杆伸出，把刷子伸入到螺旋钻杆的叶片中，一边回转钻杆，一边推进或提升钻杆，把粘在上面的泥土清除下来。注意刷土时螺旋钻杆顺时针方向回转，有利于往外排土，防止土进入钻架带入链条中。清除完毕后，可操纵螺旋钻刷的摆动油缸的控制手柄，使油缸活塞杆缩回，把刷子抽出螺旋钻杆的叶片。