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用于多支盘桩桩孔成形的旋挖钻机挤扩装置
来源:工程机械与维修  作者:佚名  2016-04-24 09:11:52

    1.多支盘桩
    多支盘桩是一种新型灌注桩,其施工方法如下:首先,用普通旋挖钻机钻斗根据设计图纸要求在土体上旋挖出圆柱桩桩孔;其次,在旋挖钻机上安装挤扩装置,在圆柱桩桩孔的基础上挤扩出多节盘形空腔;最后,置入钢筋笼、灌注混凝土,形成多支盘桩。多支盘桩将圆柱桩对土体的侧面摩擦阻力,改变为侧面摩擦阻力加多支盘承载力的受力结构,增强了承载能力。圆柱桩与多支盘桩对比如图1所示。理论研究和实践表明,多支盘桩具有受力机理明确、受载荷后沉降小、抗振性能好、地层适应性强等特点。

    2.挤扩装置结构和工作原理
    (1)结构
    JVDX28型旋挖钻机挤扩装置主要由机械传动机构和液压系统组成。其机械传动机构由挤扩臂1、挤扩缸2,卷管轮盘3、小回转接头4,过渡接盘5、中央回转接头6等组成,如图2所示。挤扩装置液压系统由挤扩缸、中央回转接头、双向平衡阀、切换阀、手柄先导阀、负载敏感阀组加压阀等组成,如图3所示。



    (2)工作原理
    JVDX28型旋挖钻机使用钻斗钻孔时,其轴向杜塞泵通过负载敏感阀组加压阀向加压缸供油。安装挤扩装置后,将原有加压油路进行改进,通过增设二位六通切换阀实现挤扩缸和加压缸互相切换。
    当旋挖钻机需向动力头及钻杆加压时,按动二位六通切换阀电控按钮,使二位六通切换阀切断挤扩缸油路、接通加压缸油路,操纵手柄先导阀使加压缸向动力头及其钻杆加压。
    当旋挖钻机需进行挤扩孔作业时,按动二位六通切换阀电控按钮,使二位六通切换阀切断加压缸油路、接通挤扩缸油路,操纵手柄先导阀使挤扩缸驱动挤扩臂伸缩。与此同时,操纵动力头驱动钻杆旋转,带动挤扩缸和挤扩臂一同旋转,从而完成挤扩孔作业。
    为防止挤扩装置旋转时,挤扩缸白动下落,液压系统在动力头连接架上安装了双向平衡阀。由于动力头连接架是静止的,而挤扩缸挤扩作业时作旋转运动,因此配置了中央回转接头。中央回转接头上端连接动力头压板,下端连接过渡接盘。
    挤扩作业深度有时达50m,因此2个卷管轮盘所卷的2条液压胶管长度须大于50m,以便连接桩孔下面的挤扩缸油口。下放液压胶管依靠作业人员推动卷管轮盘来完成,因此在2个卷管轮盘与过渡接盘之间各增加1个小回转接头。
    JVDX28型旋挖钻机轴向柱塞泵最大流量为90L/min,负载敏感阀组加压阀流量可达到100L/min,液压系统额定压力为28MPa;切换阀最大流量为100L/min,额定压力为35MPa,由24V直流电控制,安装在旋挖钻机桅杆上。
    挤扩缸是挤扩装置的核心受力元件,其根部采用法兰连接,并采用双级活塞加双级导向套结构,如图4所示。其第1级油腔(无杆腔)直径D为220mm,第2级油腔(有杆腔)内径d为180mm。若挤扩缸最快运动速度V为0.03m/s,则最大流量Q为68L/min,其计算公式如下:

      Q=1/4πD2V=68.4 L/min(1)式中:Q----挤扩缸最大流量,L/min;
      D----挤扩缸第1级活塞(缸筒)直径,220mm;
      V----挤扩缸最快运动速度,0.03m/s,即18dm /min。
    当压力油从油口A进入第1级油腔(无杆腔)推动第1级活塞向右运动时,压力油同时通过活塞杆内部小孔。和b进入第2级油腔(有杆腔),从而推动第2级活塞向左运动,这样可保持挤扩臂节点相对地面保持不变;反之,当压力油从油口B进油时,同时推动第1级活塞向左、第2级活塞向右运动,这样在第1,2级活塞动作过程中,也可保证挤扩臂伸缩时,其中心高度相对位置保持不变,从而使多支盘桩盘形空腔成型后,达到规定的截面要求。

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