馬肖麗，蔣順東，徐 建，賈大偉，趙鵬翔

（北京建筑機(jī)械化研究院有限公司，北京 100007）

履帶式起重機(jī)是一種多功能的工程機(jī)械，具有重心低、接地比壓小、起重量大等特點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛，除適用于工業(yè)與民用建筑施工的起重作業(yè)外，只需改換或加接工作裝置，便能成為用于土方、基礎(chǔ)工程的鉆孔機(jī)、打樁機(jī)、鉆打雙重作業(yè)等施工機(jī)械。此類改裝產(chǎn)品，國外的BERMINGHAM、ENTECO等品牌研發(fā)比較成熟，而國內(nèi)幾乎沒有。針對這種情況，我院設(shè)計(jì)了懸掛式鉆孔裝置，與履帶式起重機(jī)共同構(gòu)成立柱移動(dòng)式履帶樁架，能夠在履帶式起重機(jī)不移位的情況下獲得盡量大的鉆孔區(qū)域，并能快速調(diào)整鉆孔位置和鉆進(jìn)方向，在保證安全的基礎(chǔ)上加速工程進(jìn)度，提高工作效率。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

如圖1所示，履帶式起重機(jī)懸掛式鉆孔裝置主要包括頂部機(jī)構(gòu)、立柱組件、頂部滑輪組、動(dòng)力頭小車組件、底部保持架、底部機(jī)構(gòu)、底部機(jī)構(gòu)擺動(dòng)定位系統(tǒng)、立柱滑動(dòng)定位系統(tǒng)、導(dǎo)引滑輪。該裝置直接利用履帶式起重機(jī)起重臂作為支撐，通過頂部機(jī)構(gòu)與起重機(jī)起重臂頂端連接，通過底部機(jī)構(gòu)與起重機(jī)平臺連接。其中起重機(jī)主卷揚(yáng)提拉動(dòng)力頭小車組件，其鋼絲繩通過頂部滑輪組與動(dòng)力頭提拉滑輪連接。2套定位系統(tǒng)分別用于底部機(jī)構(gòu)和立柱組件的定位。

圖1 履帶吊懸掛式鉆孔裝置整機(jī)圖

履帶式起重機(jī)懸掛式鉆孔裝置主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 履帶式起重機(jī)懸掛式鉆孔裝置主要技術(shù)參數(shù)

2 主要部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由圖1所示，本裝置主要由以下部件組成：

（1）頂部機(jī)構(gòu)。

頂部機(jī)構(gòu)是此產(chǎn)品重要核心部件之一，用于連接履帶式起重機(jī)吊臂與工作裝置立柱。其自由度多，與底部機(jī)構(gòu)相配合，可實(shí)現(xiàn)立柱前后傾斜、左右偏擺等復(fù)雜動(dòng)作。

（2）立柱組件。

（3）頂部滑輪組。

頂部滑輪組安裝于立柱的頂端，工作時(shí)用螺栓與立柱連接；頂部滑輪組上的滑輪用來改變卷揚(yáng)鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)方向，是提升或下降動(dòng)力頭、鉆桿鉆具和物件起吊的重要支撐部件。

（4）動(dòng)力頭小車組件。

動(dòng)力頭是鉆孔作業(yè)的最主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該機(jī)型選用MP-100K-RC/RAB動(dòng)力頭，該動(dòng)力頭同時(shí)配備逆循環(huán)和旋轉(zhuǎn)空氣沖擊鉆孔裝置，可提供大輸出扭矩；動(dòng)力頭小車可搭載動(dòng)力頭在立柱上進(jìn)給、回退；擋塵罩提拉裝置固定在動(dòng)力頭小車上，通過左右提拉絞車提拉罩棚，此裝置可使施工作業(yè)時(shí)的粉層大大降低，達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

（5）底部保持架。

底部保持架一方面可以保證動(dòng)力頭鉆孔的垂直度，保證成孔質(zhì)量，提高成孔效率；另一方面當(dāng)動(dòng)力頭帶有鉆桿，立柱調(diào)整姿態(tài)時(shí)，對動(dòng)力頭的輸出軸有一定的保護(hù)作用。

（6）底部機(jī)構(gòu)。

底部機(jī)構(gòu)是連接履帶式起重機(jī)回轉(zhuǎn)平臺與立柱的重要裝置。底部機(jī)構(gòu)自由度頗多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是保持立柱工作狀態(tài)的重要保證；其主體結(jié)構(gòu)為伸縮梁，為二級伸縮結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有二級伸縮油缸，是控制立柱前后擺動(dòng)的核心部件。

（7）底部機(jī)構(gòu)擺動(dòng)定位系統(tǒng)。

淺談道路橋梁施工的常見問題及質(zhì)量檢測技術(shù)的應(yīng)用…………………………………………………… 田文澤（11-100）

如圖2所示，底部機(jī)構(gòu)擺動(dòng)定位系統(tǒng)由上部滑輪繩組、導(dǎo)向滑輪組、液壓絞車構(gòu)成；該擺動(dòng)定位系統(tǒng)用于底部機(jī)構(gòu)在豎直方向的定位，由底部液壓絞車驅(qū)動(dòng)，鋼絲繩纏繞方式如圖2所示。

圖2 底部機(jī)構(gòu)擺動(dòng)定位系統(tǒng)

（8）立柱滑動(dòng)定位系統(tǒng)。

如圖3所示，立柱滑動(dòng)定位系統(tǒng)由上導(dǎo)向滑輪組、下導(dǎo)向滑輪組、液壓絞車構(gòu)成。立柱滑動(dòng)定位系統(tǒng)用于立柱豎直方向的定位，由液壓絞車驅(qū)動(dòng)，鋼絲繩纏繞方式如圖3所示。

圖3 立柱滑動(dòng)定位系統(tǒng)

（9）導(dǎo)引滑輪。

導(dǎo)引滑輪用于改變和引導(dǎo)卷揚(yáng)鋼絲繩的方向；與頂部機(jī)構(gòu)小滑輪、頂部滑輪組共同作用，使主卷揚(yáng)鋼絲繩連接動(dòng)力頭提拉滑輪，進(jìn)而完成提升或下放動(dòng)力頭、鉆具的動(dòng)作。

3 施工應(yīng)用與問題

如圖4所示，該裝置在馬來西亞工地已投入使用，鉆孔深度最大可達(dá)到21m，速度比旋挖鉆機(jī)快很多，大大提高了工作效率，但仍然有一些缺點(diǎn)，比如動(dòng)力頭導(dǎo)向板沒有安裝襯套，磨損較快，更換頻繁，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，如圖5所示。改進(jìn)之后，導(dǎo)向板的整體結(jié)構(gòu)變?yōu)榻M合結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)向板、沉頭螺釘、襯套。為了盡可能減輕立柱導(dǎo)桿的磨損，襯套可以選用表面較軟的材質(zhì)鑄鋼ZG25或者較硬的尼龍。當(dāng)導(dǎo)向組合結(jié)構(gòu)在使用過程中，一旦發(fā)現(xiàn)襯套磨損量過大，立柱導(dǎo)桿與導(dǎo)向板的間隙大于7mm時(shí)，只需更換襯套即可，大大降低了成本。

4 結(jié)論

圖4 履帶式起重機(jī)懸掛式鉆孔裝置現(xiàn)場施工圖

圖5 導(dǎo)向板示意圖

立柱移動(dòng)式履帶樁架是在起重機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)，加裝懸掛式鉆孔裝置，使用垂直行程立柱，能夠在履帶式起重機(jī)不移位的情況下獲得盡量寬闊的鉆孔區(qū)域，快速確定鉆進(jìn)位置，在保證安全的基礎(chǔ)上加速工程進(jìn)度，提高工作效率；履帶式起重機(jī)懸掛式鉆孔裝置可以根據(jù)客戶需求特殊定制，結(jié)構(gòu)形式較靈活，主要難點(diǎn)在于立柱與起重機(jī)本身連接部分的處理，以及自由度多導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是一機(jī)多用，應(yīng)用廣泛，有非常好的市場前景。

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