一种电驱式双轮搅钻机的制作方法

文档序号:32756271发布日期:2022-12-31 03:47阅读:56来源:国知局
一种电驱式双轮搅钻机的制作方法

1.本发明属于基础施工技术领域,特别涉及一种电驱式双轮搅钻机。


背景技术:

2.随着城市高层建筑、桥梁建造、轨道交通和水利建设的快速发展,双轮铣深搅工艺水泥土搅拌墙技术作为一种新型、高效、环保的施工技术,通过施工设备配备的固装于多节矩形钻杆底部、由两个防水齿轮箱驱动的铣削盘对周围原位土铣削切割、促使原位土体与水泥浆搅拌混合,可切削卵砾石底层、岩层等坚硬土层,在建筑地基加固、止水围护结构、水利及地下工程防渗等领域中得到广泛运用。现有技术的双轮搅钻机,采用液压驱动的铣削头,其动力传动路径相对复杂,需要配置包括液压泵、液压油、多路超长液压管路、液压马达。控制阀组等多个液压元件的液压系统,由于铣削头上方固装多节单元矩形钻杆,过多数量的液压管路在矩形钻杆内腔的布置、固定和管路对接存在较多的带来麻烦,从而造成双轮搅钻机安装拆卸、维修保养的诸多困难,配置液压系统也增加设备的制造成本。


技术实现要素:

3.本发明的主要目的在于克服现有技术存在的缺点,提供一种电驱式双轮搅钻机,通过循环冷却系统保证驱动电机工作稳定可靠,有效降低传动过程中能量损耗,较大的电机过载能力保证铣削盘的持续铣削能力,并大幅降低设备的制造成本;用于动力驱动的管路/线缆的减少,更有利于铣削头内部各个部件的合理布置,钻杆内腔给设备安装拆卸、维护保养带来便利。
4.本发明通过以下技术方案来实现:一种电驱式双轮搅钻机,包括主机单元、含顶部钻杆、多节单元钻杆的钻杆组合、铣削头、夹持架、加压架、含二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进出管、二组气保压管、一组润滑管的管路总成、含二组电缆、一组控制线缆的电缆控制线束、含水泵、进液管路、散热器、出液管路、蓄水箱的电机冷却单元、变频驱动控制系统、监控系统、气保压系统、强制润滑系统、注浆系统、高压注气系统,其中:主机单元包括主平台、含上桅杆组、具有导轨的下桅杆组、天车的桅杆总成、二个斜撑、卷扬机构;钻杆组合的顶部钻杆包括含杆架端盖的顶杆架体、含弯箱连接块、多个挂架的弯管箱体、软管束的顶杆架体;单元钻杆包括含第一腔体、第二腔体、钻杆上端盖、钻杆下端盖、单元硬管束、多组钻杆凹槽;软管束包括软管对接板、二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一组润滑管、二组备用管;单元硬管束包括二个硬管对接板、二组注浆硬管、一组注气硬管、一组冷却液进硬管、一组冷却液出硬管、二组气保压硬管、一组润滑硬管、二组备用硬管;铣削头包括含具有二个空腔的上箱体、上箱体盖板的铣头上箱、二个具有环型冷却舱的电机、二个分别具有一组铣削轮、气保压通道、润滑通道的减速箱、二个喷浆管、一个
喷气管、二个气保压管、一个润滑管、与电机的环型冷却舱分别连通的二个冷却液管路、具有二个分油路的润滑通道;夹持架包括二个提升滑轮架、二个导向外套、二个第一导向轮、第二导向轮的架体、含第三导向轮的前支架、二个滑动架、二个夹紧油缸;加压架包括加压油缸、二个压架导向外套、二个第一压架导向轮、第二压架导向轮的压架体、含第三压架导向轮的压架前支架、二个压架滑动架、二个压架夹紧油缸;其特征在于:所述主机单元的桅杆总成固装于主平台的前方,该桅杆总成的下桅杆组的正面设有导轨;所述天车固装于下桅杆组的顶部,该天车设有顶部滑轮组和位于伸出端的钻杆通孔;所述上部桅杆固装于天车的顶部;所述二个斜撑在桅杆总成的背面斜向设置,其上端铰接安装于桅杆总成的下桅杆组的上部、其下端分别铰接安装于主平台的左右二侧;所述主机单元的卷扬机构引出的钢丝绳通过穿过桅杆总成的天车的顶部滑轮组后连接于夹持架的提升滑轮架上;所述主平台的下方设置二组含顶升机构的横向步履、二组纵向步履;所述夹持架安装于主机单元的桅杆总成的正面,其通过架体的后部设有的导向板置于桅杆总成的导轨上;所述架体的正面设有二个具有节叉座的伸出端;所述提升滑轮架以左右对称方式设置于架体的上端面的二侧;所述导向外套以分别穿过架体的二个伸出端侧边的方式设置,其向外的一端设有盖板、向内的一端与架体的二个伸出端的内侧边齐平;所述第一导向轮分别设置于架体的二个伸出端的下端面;所述第二导向轮设置于架体的下端面后方;所述滑动架分别套装于左右二个导向外套的内腔;所述夹紧油缸分别设置于左右二个滑动架的内腔,其缸筒端、活塞杆端分别与导向外套、滑动架枢轴连接;所述前支架通过其端部设置的节叉置于架体的二个伸出端的节叉座后通过销轴锁定;所述第三导向轮固装于前支架的下端面;所述架体的二个伸出端与前支架之间构成第一矩形通孔;所述主机单元的卷扬机构引出的钢丝绳通过穿过桅杆总成的天车的顶部滑轮组后连接于夹持架的提升滑轮架上;所述加压架安装于主机单元的桅杆总成的正面、且位于夹持架的下方,其通过压架体的后部设有的导向板置于桅杆总成的导轨上;所述压架体的正面设有二个具有节叉座的伸出端;所述压架导向外套以分别穿过压架体的二个伸出端侧边的方式设置,其向外的一端设有盖板、向内的一端与压架体的二个伸出端的内侧边齐平;所述第一压架导向轮分别设置于压架体的二个伸出端的上端面;所述第二压架导向轮设置于压架体的上端面后方;所述压架滑动架分别套装于左右二个压架导向外套的内腔;所述压架夹紧油缸分别设置于左右二个压架滑动架的内腔,其缸筒端、活塞杆端分别与压架导向外套、压架滑动架枢轴连接;所述压架前支架通过其端部设置的节叉置于压架体的二个伸出端的节叉座后通过销轴锁定;所述第三压架导向轮固装于压架前支架的上端面;所述压架体的二个伸出端与压架前支架之间构成第二矩形通孔;所述加压油缸固装于压架体的后侧,该加压油缸的缸筒穿过加压架通过缸筒法兰固装于加压油缸的下端面,其活塞杆端铰接安装于主机单元的桅杆总成下部;所述钻杆组合的顶杆架体为设有上部锥顶、下部矩形腔体的焊接结构体;所述弯管箱体为弧形内空箱体,其一端固装于顶杆架体的侧面、且其内腔与顶杆架体相通;所述多个挂架固装于弯管箱体的下方;所述弯管箱体的伸出端处固装弯箱连接块;所述软管束通
过软管对接板固装于顶部钻杆的下部矩形腔体的杆架端盖处,该软管束的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一组润滑管、二组备用管穿越弯管箱体的内腔后固装于弯箱连接块背面的各个对应接头座上;所述每节单元钻杆为矩形截面的腔体构件,其第一腔体、第二腔体的上下端分别焊接于钻杆上端盖、钻杆下端盖之间;所述单元硬管束通过二个硬管对接板固装于单元钻杆的第一腔体的内腔,其二组注浆硬管、一组注气硬管、一组冷却液进硬管、一组冷却液出硬管、二组气保压硬管、一组润滑硬管、二组备用硬管沿单元钻杆的垂直方向、互相平行地设置在二个硬管对接板之间;所述硬管对接板的外侧面上分别设有与单元硬管束的各个硬管相通的接头座;所述单元钻杆的每组钻杆凹槽沿其轴向方向间隔设置在左右二侧面;所述顶部钻杆的下方固装多节单元钻杆,其中位于最上方一节单元钻杆的钻杆上端盖处的硬管对接板的各个接头座均设置快速对接头,该快速对接头的露出端分别进入顶部钻杆的杆架端盖处的软管对接板的各个接头座内,单元钻杆内的单元硬管束与软管束分别互为贯通,通过紧固钻杆上端盖与杆架端盖之间的销轴和连接螺栓,完成单元钻杆与顶部钻杆的对接;所述单元钻杆对接时,所述下方的一节钻杆上端盖处的单元硬管束的硬管对接板的各个接头座孔内均设置快速对接头,该快速对接头的露出端分别进入上方的一节单元钻杆的钻杆下端盖处的硬管对接板的各个接头座内,上下二节单元钻杆内的单元硬管束分别互为贯通,通过紧固钻杆上端盖、钻杆下端盖之间的销轴和连接螺栓,完成单元钻杆之间的对接;所述钻杆组合通过其上部、中部、下部的单元钻杆分别置于桅杆总成的天车的钻杆通孔、夹持架的第一矩形通孔、加压架的第二矩形通孔内予以导向和支承;所述铣削头固装于钻杆组合的下方,其通过铣头上箱固装于钻杆组合的最底部一节单元钻杆的下方,其下端部以左右对称方式安装二个减速箱;所述铣头上箱的上箱体是由上箱体背板、上箱体外轮廓板焊接而成的腔体构件,该上箱体外轮廓板具有一个箱体上端盖、二个侧斜边、二个下斜底边、一个下底边;所述上箱体的二个空腔以左右对称、互相独立方式设置;所述上箱体的二个侧斜边分别设有与左右二个空腔贯通的通孔;所述上箱体盖板固装于上箱体的正面;所述电机分别固装于铣头上箱的左右二个空腔内,该电机的环型冷却舱以覆盖其外壳的方式设置、且二个环型冷却舱之间设有冷却舱连通管;所述左侧电机的环型冷却舱通过管路与其上方的钻杆组合内的冷却液进管连接,所述右侧电机的环型冷却舱通过管路与其上方的钻杆组合内的冷却液出管连接;所述减速箱的输入端分别穿过上箱体的下端面的通孔后与电机的输出轴连接,其上端面与上箱体的下端面固装;所述减速箱在其前后端设置二个输出端,所述每组铣削轮具有二个铣削轮,分别固装于各个减速箱的二个输出端上;所述减速箱的气保压通道经过减速箱的内部气道与其内腔连通,其入口端连接气保压管,该气保压管的上端安装来自钻杆组合内腔的气保压管;所述减速箱的润滑通道经过减速箱的内部油道到达该减速箱的二个输出端与铣削轮组有相对运动的各个润滑部位,该润滑通道入口端通过管路连接到润滑管下端设置的分流块,该润滑管的上端连接来自强制润滑系统、且经过钻杆组合内腔的润滑管;所述二个喷浆管、喷气管以一字排列方式穿越铣头上箱的上箱体、且其喷口设置于上箱体的下端面中部;所述喷浆管、喷气管的上端分别与钻杆组合内腔的供浆管、供气管连接贯通;所述电机冷却单元与二个电机的环型冷却舱形成串联回路,该电机冷却单元的水泵启动后从蓄水箱吸入冷却水通过进液管路、钻杆组合的进水管后送入二个电机的环型冷
却舱,二个电机运行产生的热水从其环型冷却舱、出液管路、钻杆组合的出水管回到电机冷却单元的散热器予以冷却后流回蓄水箱;所述管路总成的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进出管、二组气保压管、一组润滑管分别从注浆系统、高压注气系统、电机冷却单元、气保压系统、强制润滑系统引出,其在向上经过主机单元的桅杆总成时设置夹紧块固定、且穿过钻杆组合的弯管箱体下方的多个挂架后分别连接到弯箱连接块正面的各个对应接头座上;所述电缆控制线束的二组电缆、一组控制线缆分别从变频驱动控制系统的二台变频器、监控系统引出,其在向上经过主机单元的桅杆总成时设置夹紧块固定、且在穿过钻杆组合的弯管箱体下方的多个挂架后进入钻杆组合内腔,经过多节单元钻杆的第二腔体后最终到达铣削头,其中二组电缆连接在二个电机的接线端上;所述一组监控线缆为多芯线束,其与铣削头上设置的压力传感器、转速传感器、温度传感器连接。
5.优选地,所述钻杆组合与铣削头之间固装转换钻杆,该转换钻杆包括转换杆上框架、转换杆下框架、转换杆中部、过渡硬管束;所述转换钻杆为空腔型构件,所述转换杆上框架与转换杆下框架在其投影方向上互为90
°
夹角;所述过渡硬管束设置二个过渡硬管对接板、以及位于二个过渡硬管对接板之间的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一组润滑管、二组备用管,所述二个过渡硬管对接板在其投影方向上互为90
°
夹角;所述过渡硬管束置于转换钻杆的腔体内,二个过渡硬管对接板分别在转换杆上框架、转换杆下框架处予以固定;所述位于上方的过渡硬管对接板的各个接头座内均设置快速对接头,该快速对接头的露出端分别进入上方的最底部一节单元钻杆的钻杆下端盖处的硬管对接板的各个接头座,所述转换钻杆的过渡硬管束与最底部一节单元钻杆内的单元硬管束互为贯通,通过单元钻杆的钻杆下端盖与转换钻杆的转换杆上框架之间的销轴和连接螺栓完成最底部一节单元钻杆与转换钻杆对接;所述转换钻杆的转换杆下框架处安装铣削头,该铣削头内设置的二个喷浆管道、一个喷气管道、二个冷却液管道、二个气保压管道、一个润滑通道端部安装快速对接头后分别与转换钻杆的过渡硬管束的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一个润滑管对接贯通;所述电缆控制线束从顶部钻杆的顶杆架体的侧面窗口进入弯管箱体的内腔、经过多节单元钻杆的第二腔体和转换钻杆的内腔、最后到达铣削头,该电缆控制线束的二组电机电缆分别与铣削头的电机的接线端连接、传感器控制线与位于减速箱底部的传感器连接。
6.与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:1、驱动系统采用永磁同步电机与变频器相结合方式,实现电机直驱传递方式,动力传输路径、控制方式更为简单方便,较大的电机过载能力保证铣削盘的持续铣削能力,并大幅降低设备的制造成本;有效降低采购成本,减少动力传动过程中能量损耗,最大降幅超过50%;同时,驱动电机冷却单元采用循环冷却方式,通过冷却系统管路与设置于二个电机外壳的环型冷却舱串联在一起,对二个驱动电机进行循环冷却,保证驱动电机始终处于正常工作温度;此外,由于采用电机直驱铣削头方式,减少驱动电缆和控制线缆数量,便于钻杆组合内腔管路的设置和固定,方便铣削头部件相关部件的布置和连接,给双轮搅钻机的安装拆卸、维护保养带来更大的便利;2、采用双油缸驱动夹紧钻杆,由外部液压系统通过并联油路方式控制,实现夹紧油缸活塞杆同时伸出推动滑动套进入钻杆二个侧边的凹槽钻杆夹持钻杆,有效避免钻杆单
边偏斜和产生弯矩,提高钻杆及其前端连接的铣削盘的安全性能;当一侧滑动架在夹紧油缸推动下进入钻杆凹槽接触钻杆时,此侧阻力大,夹紧油缸会停止运动,另一侧夹紧油缸所受阻力小会继续运动推动滑动架对另一侧钻杆夹紧,可自适应钻杆位置,不会对钻杆产生侧弯矩;3、夹持架、加压架均采用前开式支架,通过拆卸前支架一端与架体伸出端连接的锁定销轴,向外转动前支架后打开夹持通孔,这样,吊装钻杆组合时可直接从其二个伸出端前部进入夹持通孔,大大方便钻杆组合的安装和拆卸;另外,夹持架、加压架的矩形通孔四条侧边处均设置导向轮,其在钻杆组合通过时紧贴单元钻杆的各个侧边,可以对单元钻杆进行有效导向和支撑,从而减少单元钻杆各个侧边的磨损情况,进一步延长钻杆、夹持架和加压架部件的使用寿命;4、钻杆组合的各个内置管道和电缆控制线束布置合适、易于辨识和连通方便,保证钻杆之间、钻杆组合与铣削头对接时各个管路的快速准确的贯通,有效提高钻杆对接、铣削头对接时的作业效率;5、由于转换钻杆设置的转换杆上框架与转换杆下框架是旋转90
°
的偏差设置,在转换钻杆下方固装的铣削头切割土层成槽方向与双轮搅钻机纵向步履平行,使铣削头沿着主机单元的纵向方向进行地下连续墙成槽作业,满足城市中心狭窄区域的地下连续墙施工、贴近现有建筑的地基改良、江河堤坝防渗加固等特殊场合的施工作业,进一步拓展步履式双轮搅钻机的使用范围。
附图说明
7.图1是本发明电驱式双轮搅钻机的结构示意图;图2是本发明中夹持架的立体结构示意图;图3是图2的主视图;图4是图3中a-a向剖视图;图5是图4的俯视图;图6是图4的仰视图;图7是本发明中加压架的立体结构示意图;图8是图7的主视图;图9是图7中b-b向剖视图;图10是图8的俯视图;图11是本发明中铣削头的结构示意图;图12是图11的仰视图;图13是图11的左视图;图14是图11中拆去上箱体盖板后的结构示意图;图15是本发明双轮搅钻机中钻杆组合的结构示意图;图16是图15的左视图;图17是图15的俯视图;图18是图16中c-c向剖视图局部;图19是本发明双轮搅钻机中钻杆组合的单元钻杆的结构示意图;
图20是图19的d-d向剖视图;图21是图20俯视图;图22是本发明双轮搅钻机中转换钻杆的结构示意图;图23是图22的俯视图;图24是图22的仰视图;图25是本发明电驱式双轮搅钻机的组合钻杆与铣削头之间设置转换钻杆的结构示意图。
具体实施方式
8.以下通过具体实施例进一步说明本本发明。
9.如图1所示,一种电驱式铣削搅拌机,包括主机单元70、含顶部钻杆10、多节单元钻杆20的钻杆组合、铣削头40、夹持架60、加压架80、含二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进出管、二组气保压管、一组润滑管的管路总成、含二组电缆、一组控制线缆的电缆控制线束、含水泵、进液管路、散热器、出液管路、蓄水箱的电机冷却单元、变频驱动控制系统、监控系统、气保压系统、强制润滑系统、注浆系统、高压注气系统。
10.主机单元70包括主平台701、含上桅杆组7021、具有导轨的下桅杆组7020、天车7022的桅杆总成702、二个斜撑703、卷扬机构;所述主机单元70的桅杆总成702固装于主平台701的前方,该桅杆总成的下桅杆组7020的正面设有导轨;所述天车7022固装于下桅杆组7020的顶部,该天车设有顶部滑轮组和位于伸出端的钻杆通孔;所述上部桅杆7021固装于天车7022的顶部;所述二个斜撑703在桅杆总成702的背面斜向设置,其上端铰接安装于桅杆总成702的下桅杆组7020的上部、其下端分别铰接安装于主平台701的左右二侧;所述主机单元70的卷扬机构引出的钢丝绳通过穿过桅杆总成702的天车7022的顶部滑轮组后连接于夹持架60的提升滑轮架604上;所述主平台701的下方设置二组含顶升机构的横向步履、二组纵向步履;如图15-21所示,钻杆组合的顶部钻杆10包括含杆架端盖1011的顶杆架体101、含弯箱连接块1021、多个挂架1022的弯管箱体102、软管束105的顶杆架体101;单元钻杆20包括含第一腔体201、第二腔体202、钻杆上端盖203、钻杆下端盖203’、单元硬管束205、多组钻杆凹槽206;软管束105包括软管对接板1051、二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一组润滑管、二组备用管;单元硬管束205包括二个硬管对接板2051、二组注浆硬管、一组注气硬管、一组冷却液进硬管、一组冷却液出硬管、二组气保压硬管、一组润滑硬管、二组备用硬管;所述钻杆组合的顶杆架体101为设有上部锥顶、下部矩形腔体的焊接结构体;所述弯管箱体102为弧形内空箱体,其一端固装于顶杆架体101的侧面、且其内腔与顶杆架体101相通;所述多个挂架1022固装于弯管箱体102的下方;所述弯管箱体102的伸出端处固装弯箱连接块1021;所述软管束105通过软管对接板1051固装于顶部钻杆10的下部矩形腔体的杆架端盖1011处,该软管束的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一组润滑管、二组备用管穿越弯管箱体102的内腔后固装于弯箱连接块1021背面的各个对应接头座上;软管对接板1051、弯箱连接块1021上的各个接头座的编号方式均为,1.1、1.2-注浆,2-注气,3.1、3.2-冷却液进、出,4.1、4.2-气保压,5-润滑、6.1、6.2-备
用,这样,方便各个管路对号连接、易于辨别;所述每节单元钻杆20为矩形截面的腔体构件,其第一腔体201、第二腔体202的上下端分别焊接于钻杆上端盖203、钻杆下端盖203’之间;所述单元硬管束205通过二个硬管对接板2051固装于单元钻杆20的第一腔体201的内腔,其二组注浆硬管、一组注气硬管、一组冷却液进硬管、一组冷却液出硬管、二组气保压硬管、一组润滑硬管、二组备用硬管沿单元钻杆20的垂直方向、互相平行地设置在二个硬管对接板2051之间,在各个管路之间设置间隔一定距离的支撑板2052,对管路进行有效支撑和加固;所述硬管对接板2051的外侧面上分别设有与单元硬管束205的各个硬管相通的接头座;所述硬管对接板2051的外侧面上分别设有与单元硬管束205的各个硬管相通的接头座;硬管对接板2051上的各个接头座编号方式为,1.1、1.2-注浆,2-注气,3.1、3.2-冷却液进、出,4.1、4.2-气保压,5-润滑、6.1、6.2-备用,这样,方便各个管路对号连接、易于辨别;所述单元钻杆20的多组钻杆凹槽206沿其轴向方向间隔设置在左右二侧面,通过单元钻杆20的其左右二侧面等距离间隔焊接多块钢板实现,这样,钢板之间的轴向间隙就形成钻杆凹槽206;所述顶部钻杆10的下方固装多节单元钻杆20,其中位于最上方一节单元钻杆20的钻杆上端盖203处的硬管对接板2051的各个接头座均设置快速对接头88,该快速对接头的露出端分别进入顶部钻杆10的杆架端盖1011处的软管对接板1051的各个接头座内,单元钻杆20内的单元硬管束205与软管束105分别互为贯通,通过紧固钻杆上端盖203与杆架端盖1011之间的销轴和连接螺栓,完成单元钻杆20与顶部钻杆10的对接;所述单元钻杆20对接时,所述下方的一节钻杆上端盖203处的单元硬管束205的硬管对接板2051各个接头座孔内均设置快速对接头88,该快速对接头的露出端分别进入上方的一节单元钻杆20的钻杆下端盖203’处的硬管对接板2051的各个接头座内,上下二节单元钻杆20内的单元硬管束205分别互为贯通,通过紧固钻杆上端盖203、钻杆下端盖203’之间的销轴和连接螺栓,完成单元钻杆20之间的对接;如图11-14所示,铣削头40包括含具有二个空腔4011、4011’的上箱体4010、上箱体盖板4018的铣头上箱401、二个具有环型冷却舱的电机408、二个分别具有一组铣削轮4092、气保压通道、润滑通道的减速箱409、二个喷浆管402、一个喷气管403、二个气保压管、一个润滑管、与电机的环型冷却舱分别连通的二个冷却液管路、具有二个分油路的润滑通道;所述铣削头40固装于钻杆组合的下方,其通过铣头上箱401固装于钻杆组合的最底部一节单元钻杆20的下方,其下端部以左右对称方式安装二个减速箱409;所述铣头上箱401的上箱体4010是由上箱体背板4016、上箱体外轮廓板焊接而成的腔体构件,该上箱体外轮廓板具有一个箱体上端盖4012、二个侧斜边4013、二个下斜底边4014、一个下底边4015;该上箱体外轮廓板板采用钢板切割后折弯成型焊接封口,其底边与上箱体背板4016焊接后成为铣头上箱401,上箱体外轮廓板端面上设置多个几何对称的紧固螺孔;所述上箱体4010的内腔设有左右对称、互相独立的二个空腔4011、4011’在上箱体4010内腔通过设置隔离板实现;所述左右二个空腔4011、4011’内设置二个电机408的安装座、且安装座呈外八字形式布置于上箱体背板4016上;所述上箱体4010的二个侧斜边4013分别设有与左右二个空腔4011、4011’贯通的通孔;所述上箱体盖板4018固装于上箱体4010的正面。所述上箱体盖板4018按上箱体外轮廓板板的外形切割成形,其边缘处设置与上箱体4010的紧固螺孔对应的
通孔,在其结合面架设密封垫后将上箱体盖板4018盖装于上箱体4010的上箱体外轮廓板上后通过螺钉紧固成为铣头上箱401;所述电机408采用永磁同步电机,其分别固装于铣头上箱401的左右二个空腔4011、4011’内,该电机的环型冷却舱以覆盖其外壳的方式设置、且二个环型冷却舱之间设有冷却舱连通管;左右二个电机408的环型冷却舱均设置一个进口端、一个出口端,所述冷却舱连通管的一端连接左侧电机408的环型冷却舱的出口端、另一端穿过二个空腔4011、4011’之间的隔板后连接在右侧电机408的环型冷却舱的进口端;所述左侧电机408的环型冷却舱4082的进口端通过管路与其上方的钻杆组合内的冷却液进管连接,所述右侧电机408的环型冷却舱4082的出口端通过管路与其上方的钻杆组合内的冷却液出管连接,实现二个电机408的环型冷却舱之间的串联连接;这样,来自于电机冷却系统的冷却水从左侧电机408的环型冷却舱4082进入、经冷却舱连通管进入右侧电机408的环型冷却舱、最后回到电机冷却系统的散热器,将电机运行过程中产生的高温水带走;所述减速箱409的输入端分别穿过上箱体4010的下端面的通孔后与电机408的输出轴连接,其上端面与上箱体4010的下端面固装;所述减速箱409在其前后端设置二个输出端,所述每组铣削轮4092具有二个铣削轮,分别固装于各个减速箱409的二个输出端上;安装于每个减速箱409输出轴处的各组铣削轮4092同向或反向旋转,同时对原位土实现低速大扭矩的铣削切割。所述减速箱409的气保压通道经过减速箱409的内部气道与其内腔连通,其入口端连接气保压管,该气保压管的上端安装来自气保压系统、且经过钻杆组合内腔的气保压管;这样,气保压系统通过气管向二个减速箱内腔注入高压气体,保证其内腔与外部压力的平衡,避免外部泥浆侵入。所述减速箱409的润滑通道经过减速箱409的内部油道到达该减速箱的二个输出端与铣削轮组4092有相对运动的各个润滑部位,该润滑通道入口端通过管路连接到润滑管下端设置的分流块,该润滑管的上端连接来自强制润滑系统、且经过钻杆组合内腔的润滑管;这样,外部润滑泵可通过润滑管路定期打入润滑油脂,确保二个减速箱的各个运动副之间得到有效的强制润滑,延长零部件的使用寿命;所述二个喷浆管402、喷气管403以一字排列方式穿越铣头上箱401的上箱体4010、且其喷口设置于上箱体4010的下端面中部;所述二个喷浆管402、喷气管403的上端分别与单元钻杆20内腔的二组注浆硬管、一组注气硬管连接贯通;双轮搅钻机施工过程中,铣削头深入地下持续切削土体;在二组铣削轮反向旋转破坏土壤的同时,注浆系统通过注浆管路泵送水泥浆液至铣削头底部,与掘松的周围土壤充分搅拌。在铣削轮向下搅拌的同时,高压注气系统通过注气管路送入压缩空气,以达到提高破碎和搅拌的效果,使原来已拌合的土体更加均匀,加固效果更优化。
11.如图2-6所示,夹持架60包括二个提升滑轮架604、二个导向外套603、二个第一导向轮606、第二导向608的架体600、含第三导向轮638的前支架630、二个滑动架640、二个夹紧油缸650;所述夹持架60安装于主机单元70的桅杆总成702的正面,其通过架体600的后部设有的导向板置于桅杆总成702的导轨上;所述架体600的正面设有二个具有节叉座的伸出端;所述提升滑轮架604以左右对称方式设置于架体600的上端面的二侧;所述导向外套603以分别穿过架体600的二个伸出端侧边的方式设置,其向外的一端设有盖板、向内的一端与架体600的二个伸出端的内侧边齐平;所述第一导向轮606分别设置于架体600的二个伸出
端的下端面;所述第二导向轮608设置于架体600的下端面后方;所述第一导向轮606、第二导向轮608均通过其中心轴穿过前支架630的下端面上设置的二个耳座后予以锁定;所述滑动架640分别套装于左右二个导向外套603的内腔;在夹紧油缸650的作用下,二个滑动架640分别沿导向外套603的内腔移动,向钻杆组合的垂直中心移动时可夹紧钻杆组合,向外侧移动时离开钻杆组合后解锁;所述夹紧油缸650分别设置于左右二个滑动架640的内腔,其缸筒端、活塞杆端分别与导向外套603、滑动架640枢轴连接;所述左右二个夹紧油缸650由液压系统通过并联油路方式控制;当一侧滑动架640在夹紧油缸650推动下接触到钻杆组合时,该滑动架受到的钻杆组合阻力较大,此侧夹紧油缸650会停止运动;另一侧夹紧油缸650受到的钻杆组合阻力相对较小,活塞杆继续运动推动滑动架640向钻杆组合的另一侧移动、进入该钻杆组合的钻杆凹槽206后夹紧钻杆组合,并自行适应钻杆组合的位置。这样,夹紧油缸650就对钻杆组合不产生侧弯矩,确保铣削头掘削土体时强劲有力、稳定可靠;所述前支架630通过其端部设置的节叉置于架体600的二个伸出端的节叉座后通过销轴锁定;所述第三导向轮638固装于前支架630的下端面,其通过中心轴分别穿过前支架630的下端面上设置的二个耳座后予以锁定;所述架体600的二个伸出端与前支架630之间构成第一矩形通孔6030;拆除前支架630一端的端部节叉与架体600伸出端的节叉座之间的销轴,向外拉动前支架630,以方便钻杆组合吊装进入该矩形通孔;将前支架630向钻杆组合推动,在其端部节叉进入架体600的一个伸出端的节叉座时插入销轴予以锁定;由于矩形通孔63处设置的二个第一导向轮606、第二导向轮608、第三导向轮638紧贴钻杆组合的单元钻杆20的四个侧边,其在钻杆组合上提或下放时边自转边对其导向,使单元钻杆20在矩形通孔6030内顺利上提或下放;这样,有效减少单元钻杆运动过程中的摩擦力,从而提高单元钻杆的使用寿命。
12.如图7-10所示,加压架80包括加压油缸801、二个压架导向外套803、二个第一压架导向轮806、第二压架导向轮808的压架体800、含第三压架导向轮838的压架前支架830、二个压架滑动架840、二个压架夹紧油缸850;所述加压架80安装于主机单元70的桅杆总成702的正面、且位于夹持架60的下方,其通过压架体800的后部设有的导向板置于桅杆总成702的导轨上;所述压架体800的正面设有二个具有节叉座的伸出端;所述压架导向外套803以分别穿过压架体800的二个伸出端侧边的方式设置,其向外的一端设有盖板、向内的一端与压架体800的二个伸出端的内侧边齐平;所述第一压架导向轮806分别设置于压架体800的二个伸出端的上端面;所述第二压架导向轮808设置于压架体800的上端面后方;所述第一压架导向轮806、第二压架导向轮808均通过其中心轴穿过压架前支架830的下端面上设置的二个耳座予以锁定;所述压架滑动架840分别套装于左右二个压架导向外套803的内腔;在压架夹紧油缸850的作用下,二个压架滑动架840分别沿压架导向外套803的内腔移动,向钻杆组合的垂直中心移动时可夹紧钻杆组合,向外侧移动时离开钻杆组合后解锁;所述压架夹紧油缸850分别设置于左右二个压架滑动架840的内腔,其缸筒端、活塞杆端分别与压架导向外套803、压架滑动架840枢轴连接;所述左右二个压架夹紧油缸850由液压系统通过并联油路方式控制;当一侧压架滑动架840在压架夹紧油缸推动下接触到
钻杆组合时,该压架滑动架受到的钻杆组合阻力较大,此侧压架夹紧油缸850会停止运动;另一侧压架夹紧油缸850受到的钻杆组合阻力相对较小,活塞杆继续运动推动压架滑动架840向钻杆组合的另一侧移动、进入该钻杆组合的钻杆凹槽206后夹紧钻杆组合,并自行适应钻杆组合的位置。这样,压架夹紧油缸850就对钻杆组合不产生侧弯矩,确保铣削头掘削土体时强劲有力、稳定可靠;所述压架前支架830通过其端部设置的节叉置于压架体800的二个伸出端的节叉座后通过销轴锁定,其通过中心轴分别穿过压架前支架830的上端面上设置的二个耳座后予以锁定;所述第三压架导向轮838固装于压架前支架830的上端面;所述压架体800的二个伸出端与压架前支架830之间构成第二矩形通孔8030;拆除压架前支架830一端的端部节叉与压架体800伸出端的节叉座之间的销轴,向外拉动压架前支架830,以方便钻杆组合吊装进入该矩形通孔;将压架前支架830向钻杆组合推动,在其端部节叉进入压架体800的一个伸出端的节叉座时插入销轴予以锁定;由于第二矩形通孔8030处设置的二个第一压架导向轮806、第二压架导向轮808、第三压架导向轮838紧贴钻杆组合的单元钻杆20的四个侧边,其在钻杆组合上提或下放时边自转边对其导向,使单元钻杆20在第二矩形通孔8030内顺利上提或下放;这样,有效减少单元钻杆运动过程中的摩擦力,从而提高单元钻杆的使用寿命;所述加压油缸801固装于压架体800的后侧,该加压油缸的缸筒穿过加压架80通过缸筒法兰固装于加压油缸801的下端面,其活塞杆端铰接安装于主机单元70的桅杆总成702下部;在夹持架60、加压架80同时夹持钻杆组合的单元钻杆20随铣削头40下行进入地层铣削土体时,操纵液压系统,向加压油缸801的有杆腔泵送液压油,这时,加压油缸801的活塞杆上行、缸筒向下顶推压架体800,给钻杆组合及其铣削头40一个向下的推力,便于铣削头40顺利进入土层铣削。
13.所述电机冷却单元与二个电机408的环型冷却舱形成串联回路,该电机冷却单元的水泵启动后从蓄水箱吸入冷却水通过进液管路、钻杆组合的冷却液进管后送入二个电机408的环型冷却舱,二个电机408运行产生的热水从其环型冷却舱、钻杆组合的冷却液出管、出液管路流回到电机冷却单元的散热器予以冷却后进入蓄水箱;当电机408的环型冷却舱内水温≥90℃时,温度传感器通过控制线缆传输、在监控系统的控制面板上提示水温过高的警告。此时,可通过操纵水量调节阀加大冷却水的流量,这样,电机冷却单元的水泵经过进液管路、钻杆组合内的冷却液进管送入二个电机408的环型冷却舱的冷却水加大,二个电机408运行产生的热量通过流动的水进过钻杆组合的冷却液出管、出液管路快速过回流到散热器冷却,有效保证电机运行正常,确保铣削头顺利切削土层,进一步提高双轮搅钻机的使用寿命。
14.所述管路总成的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进出管、二组气保压管、一组润滑管分别从注浆系统、高压注气系统、电机冷却单元、气保压系统、强制润滑系统引出,其在向上经过主机单元70的桅杆总成702时设置夹紧块固定、且穿过钻杆组合的弯管箱体102下方的多个挂架1022后分别连接到弯箱连接块1021正面的各个对应接头座上;根据弯箱连接块1021上的各个接头座的编号连接各个管路,编号1.1、1.2的接头座连接二组注浆管,编号2的接头座连接一组注气管,编号3.1、3.2的接头座连接冷却液进出管,编号4.1、
4.2接头座连接二组气保压管,编号5的接头座连接润滑管。
15.所述电缆控制线束的二组电缆、一组控制线缆分别从变频驱动控制系统的二台变频器、监控系统引出,其在向上经过主机单元70的桅杆总成702时设置夹紧块固定、且在穿过钻杆组合的弯管箱体102下方的多个挂架1022后进入钻杆组合内腔,经过多节单元钻杆20的第二腔体202后最终到达铣削头40,其中二组电缆连接在二个电机408的接线端上;通过变频驱动控制系统的操纵,可以实现二个电机的同向旋转、或者一个电机单独旋转,从而使铣削轮达到同向旋转切割土层、反向旋转切割土层、或者一个铣削轮单独旋转切割土层,适应不同的地层。以应对不同地层的作业需求;所述一组监控线缆为多芯线束,其与铣削头40上设置的压力传感器、转速传感器、温度传感器连接;其中,温度传感器传输电机温度、齿轮箱温度,压力传感器传递齿轮箱的内腔压力,转速传感器传输电机转速。在监控系统的控制面板上显示各个传感器传输的数值,便于操纵者及时注意,并采取相应的操纵方法和调整手段。
16.如图22-24所示,所述转换钻杆30包括转换杆上框架303、转换杆下框架303’、转换杆中部301、过渡硬管束305;所述转换钻杆30为空腔型构件,所述转换杆上框架303与转换杆下框架303’在其投影方向上互为90
°
夹角;所述过渡硬管束305设置二个过渡硬管对接板3051、以及位于二个过渡硬管对接板3051之间的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、一组润滑管、二组备用管,二个过渡硬管对接板3051在其投影方向上互为90
°
夹角,所述过渡硬管束305置于转换钻杆30的腔体内,二个过渡硬管对接板3051分别在转换杆上框架303、转换杆下框架303’处予以固定;过渡硬管束305的二个过渡硬管对接板3051上的各个接头座的编号方式是,1.1、1.2-注浆,2-注气,3.1、3.2-冷却液进、出,4.1、4.2-气保压,5-润滑、6.1、6.2-备用,这样,方便各个管路对号连接、易于辨别。
17.实施例1:如图1所示,所述钻杆组合的最底部一节单元钻杆20与铣削头40对接后构成电驱式双轮搅钻机的钻具,通过起重设备将该钻具安装于主机单元70的桅杆总成702的前方;所述夹持架60通过其背部导向板置于桅杆总成702的下桅杆组7020的导轨上,从卷扬机构引出的钢丝绳经过向上穿过天车7022的顶部滑轮组后沿桅杆总成702向下与夹持架60的提升滑轮架604连接后提升一定高度;所述加压架80通过其背部导向板置于桅杆总成702的下桅杆组7020的导轨上,将加压油缸801的活塞杆端的端部节叉与主机单元70的桅杆总成702下部的安装座铰接固定;利用起重设备吊起钻杆组合,其上部单元钻杆分别穿过上桅杆组7021的导向座、天车7022的钻杆通孔,其中下部的单元钻杆20的钻杆凹槽206置于夹持架60的第一矩形通孔6030后关闭前支架630,其最底部一节单元钻杆20的一组钻杆凹槽206置于加压架80的第二矩形通孔8030后关闭压架前支架830。
18.将管路总成、电缆控制线束、电机冷却单元、变频驱动控制系统、监控系统、气保压系统、强制润滑系统、注浆系统、高压注气系统与电驱式双轮搅钻机的各个部件连接完成,液压系统分别与夹紧油缸650、压架夹紧油缸850、主机单元70的横向、纵向步履连接完成。
19.操纵主机单元70的二组横向步履、二组纵向步履同时着地支撑,操纵夹紧油缸650、压架夹紧油缸850夹持锁定单元钻杆20;操纵主机单元70的卷扬机构放出钢丝绳使夹持架60夹持钻杆组合及其固装的铣削头40下行,通过变频驱动控制系统启动铣削头40的二
个电机408,分别传递动力给齿轮箱409的每组铣削轮4092进行土层铣削,启动电机冷却单元对二个电机408进行循环冷却;在每组铣削轮4092切割破坏土层时控制注浆系统、高压注气系统进行喷浆和喷气,达到水泥浆液与掘送的土层充分搅拌、提高土层破碎和搅拌的效果,使土体搅拌更加均匀、加固效果更优化;如需要对铣削头40下行铣削加压,操纵加压架80的加压油缸801使压架体800夹持单元钻杆20后助推其下行铣削;如果不需对铣削头40下行铣削加压,操纵加压架80的压架夹紧油缸850放开对钻杆组合的夹持,钻杆组合随铣削头40下行以加压架80的第二矩形通孔8030作为导向;铣削头40下行铣削土层的进尺深度根据单元钻杆20二侧的上下二组钻杆凹槽206之间的间距确定,操纵夹持架60的夹紧油缸850松开、提升滑轮架604上行使夹持架60进入单元钻杆20的另一组钻杆凹槽206,操纵夹持架60的夹紧油缸850夹紧单元钻杆20,进行铣削头40下一个进尺铣削,直至铣削头40达到钻孔深度后完成一幅地下连续墙槽段施工;操纵夹持架60使其夹持钻杆组合及铣削头40提升至地面,操纵主机单元70的顶升机构提起二组纵向步履,操纵主平台701及其桅杆总成702沿二组横向步履向左或向右移动;在钻杆组合及其铣削头40到达下一个工位时,操纵铣削头40完成第二幅地下连续墙施工。依次方法,完成整个地下连续墙的成槽施工。
20.本发明电驱式双轮搅钻机采用永磁同步电机直驱与变频器相结合方式,动力传输路径、控制方式简单方便,较大的电机过载能力能保证铣削盘的持续铣削能力;采用循环冷却方式保证电机工作稳定可靠;钻杆夹紧采用双油缸驱动方式,有效避免钻杆单边偏斜和产生弯矩;采用前开式夹持架、加压架,方便钻杆组合安装和拆卸,导向轮可对单元钻杆有效导向和支撑,减少单元钻杆磨损情况;钻杆组合的各个内置管道和电缆控制线束布置合适、易于辨识和连通方便,保证钻杆之间、钻杆组合与铣削头对接时各个管路的快速准确的贯通,给设备的安装拆卸、维护保养带来更大的便利,制造成本得到有效降低。
21.实施例2:如图25所示,与实施例1不同的是,所述钻杆组合的最底部一节单元钻杆20与铣削头40之间设置转换钻杆30,所述转换钻杆30上端面处的过渡硬管对接板3051的各个接头座孔内均设置快速对接头88,该快速对接头的露出端分别对准进入上方的最底部一节单元钻杆20的钻杆下端盖203’处的硬管对接板2051的各个接头座内,所述转换钻杆30的过渡硬管束305与最底部一节单元钻杆20内的单元硬管束205互为贯通,通过单元钻杆20的钻杆下端盖203’与转换钻杆30的转换杆上框架303之间的销轴和连接螺栓,完成单元钻杆20与转换钻杆30对接;所述转换钻杆30的转换杆下框架303’处安装铣削头40,该铣削头内设置的二个喷浆管道、一个喷气管道、二个冷却液管道、二个气保压管道、润滑通道端部安装快速对接头88,分别与转换钻杆30的过渡硬管束305的二组注浆管、一组注气管、一组冷却液进管、一组冷却液出管、二组气保压管、润滑管对接贯通;铣削头40的各个管路借助位于上方的转换钻杆30的钻杆下端盖203’处的过渡硬管对接板3051的各个接头座设置的编号标记,保证各个管路一一对号、贯通连接,避免出现管路连接差错的情况。
22.由于转换钻杆30的转换杆上框架303与转换杆下框架303’之间在其投影方向旋转90
°
设置,该转换钻杆固装铣削头40后,每组铣削轮4092铣削土层的成槽方向与主机单元70的纵向步履平行,操纵主机单元70的二组横向步履、二组纵向步履同时着地支撑,操纵夹持架60的夹紧油缸850夹紧单元钻杆20;操纵主机单元70的卷扬机构放出钢丝绳使夹持架60夹持钻杆组合及其固装的铣削头40下行完成每一个进尺铣削,通过变频驱动控制系统启动
铣削头40的二个电机408,分别传递动力给齿轮箱409的每组铣削轮4092进行土层铣削,启动电机冷却单元对二个电机408进行循环冷却;在每组铣削轮4092切割破坏土层时控制注浆系统、高压注气系统进行喷浆和喷气,达到水泥浆液与掘送的土层充分搅拌、提高土层破碎和搅拌的效果,使土体搅拌更加均匀、加固效果更优化,当铣削头40达到钻孔深度后完成一幅地下连续墙槽段施工;操纵电驱式双轮搅钻机的液压系统,通过主机单元70的顶升机构提起二组横向步履,操纵控制主平台701及其桅杆总成702沿二组纵向步履向前或向后移动到达下一个工位时,操纵铣削头40完成第二幅地下连续墙槽段施工。依次方法,完成整个地下连续墙的成槽施工。本实施例采用铣削头沿主机单元的纵向方向进行地下连续墙成槽作业,满足城市中心狭窄区域的地下连续墙施工、贴近现有建筑的地基改良、江河堤坝防渗加固等特殊场合的施工作业,进一步拓展步履式双轮搅钻机的使用范围。
23.在不偏离本发明总体构思的情况下,还可以对本发明做各种变换和改进,但是只要与本发明构成相同或等同的话,同样属于本发明的保护范围。
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