旋挖钻机变幅机构的种类

旋挖钻机变幅结构对于保证整机的正常运行和工程质量起着至关重要的作用。如保证钻孔垂直度、对中孔位等。旋挖钻机变幅机构归纳为三类。

第一类是平行四边形加三角形结构。

其显著特点是变幅范围大，可使整个桅杆放倒，折叠可降低运输高度和长度（钻桅有三节，即上部鹅头、下钻桅与主钻桅，后两节为折叠式结构）。由于钻桅变幅油缸下铰座与动臂上铰轴同轴，结构简化，拆装方便。钻机运输或转场组装时，利用自身的动力和结构而不需要吊车辅助即可在主钻桅小于90度倾角（钻桅处于后倾状态）时实现下钻桅与主钻桅的自装自卸功能，提高了装卸时的稳定性，降低了使用成本。又通过钻桅、动臂、三角架、各变幅油缸及连杆各铰接点的优化设计，增大了钻桅的驱动力，确保了动力头处于任意钻桅位置都能实现钻桅的平举和变幅，并确保了其工作半径。这类支撑机构不足之处是钻机前面重量偏重稳定性稍差，不能承受超大扭矩。

第二类是以宝峨旋挖钻机厂家产品为代表的大三角结构。

其结构简单，稳定性好，能承受大扭矩，但运输时要拆开，需辅助起重设备，费时，工作时对施工半径方向的调整不如变幅机构方便。

第三类是以西班牙拉马达公司、意大利安特高公司旋挖钻机为代表的大三角结构。

该类也采用大三角支承结构，由于装有辅助起架油缸，使整机也能放倒折叠。其具有前两种结构的优点，结构新颖，且经济实用。

但从满足施工工艺这点考虑，我们认为平行四边形加三角形的变幅机构能较好地满足施工工艺对设备的要求。

平行四边形加三角形变幅机构组成部件及功能如上图所示，该变幅机构的主要组成部件有动臂、三角架、连杆、动臂变幅油缸、钻桅变幅油缸等。桅架起竖的平行四边形机构是典型的双曲柄四连杆机构的移植，重形桅架变力点组合油缸起竖系统是典型的连杆滑块的移植。由于这些机构的应用，大大改善了机构的受力状态，也改善了旋挖钻机使用性能，还改善了操作者的工作环境，减轻了劳动强度。

该机构的功能有：

①保证桅架起竖后支承的稳定性。它既能满足钻进、升降、作业下大负载（压、扭、弯矩）的要求，又能保证在竖立状态下整机在工地位移时的稳定性要求。

②桅架竖起后能方便地调整动力头中轴线的位置，即通过油缸的作用，当履带底盘定位后，可使桅架前伸（远离机体）或后缩（靠近机体），也就是施工半径范围的调整；还可调整中轴线的方向（角度），以适应不同桩孔直径、桩孔方向、施工方法、施工要求及套管扭摆装置使用等的需要。

③为满足旋挖钻机整体运输以及在运输条件下的高度限制，多数钻机桅架采用后倾式放倒，可用旋挖钻机变幅机构本身来完成，并能保持呈水平状态。为降低放倒时高度，将动力头部件与底段、桅顶滑轮组部件顶段折放。

平行四边形加三角形变幅机构的受力分析：

此类变幅机构运行时，能在任何瞬间确保连杆AB与动臂CD平行,使杆BC在平面内作平行移动。因此，桅架可在水平及垂直方向移动，便于改变工作半径和工作高度。由于能改变工作半径，钻机的重心可以向孔口中心后移，这对于松散、松软地层保护孔壁不因为钻机的重量所产生的孔壁侧压力过大而局部坍塌。

根据地压力理论，孔口附近受集中载荷影响传递的深度约10m，压力递减是很迅速的。

前述起竖放倒机构有两个好处：

①桅架起竖之初有较长起竖力臂，可减少对起竖力的要求。

②因起竖力是由起竖油缸和辅助油缸联合提供的，因此可明显减少桅架支点所承受的支反力R，改善了桅架铰支点的受力状况。