JUS120螺桿樁機10噸卷揚機的設計分析

摘 要 主要介紹JUS120螺桿樁機中使用的雙卷筒卷揚機的主要結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、操作過程及工作原理。該卷揚機具有自動變頻調(diào)速，出繩速度恒定不變，提供較大的提升和加壓力，能實現(xiàn)自動控制、操作方便、低噪音、安全可靠、省時省力等特點。

關鍵詞 卷揚機；數(shù)據(jù)處理；繩速；卷筒

中圖分類號：TH237 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0033-01

1 概述

JUS120螺桿樁機具有不排土、無振動、低噪音、無環(huán)境污染、環(huán)保性能突出的特點。動力頭的輸出轉(zhuǎn)矩為250 kN·m，可以在黏性土、粉土、砂土和強風化土等巖層中鉆進，又能在許多巖層下形成抗拔和抗壓性能良好的螺桿樁。形成螺桿樁需要很強的回轉(zhuǎn)力矩（250 kN·m動力頭提供），又需要很大的向下壓力和向上提升力（10T卷揚機提供），還需要保證動力頭每回轉(zhuǎn)一圈，鉆具向下或向上移動一個螺距，使其形成螺紋牙型孔。同時，在擠土樁、大孔徑CFG樁等領域中，鉆機可以提供很大的向下加壓力，恒定的出繩速度和較大的出繩拉力，它們直接影響著成樁質(zhì)量，是該鉆機不可缺少的一部分。

2 卷揚機結(jié)構(gòu)、特點及性能參數(shù)

2.1 卷揚機結(jié)構(gòu)

該卷揚機結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由①37 kW直流電機；②電液制動器；③減速器；④提升卷筒部裝；⑤離合器部裝；⑥油缸；⑦加壓卷筒部裝；⑧加壓卷筒纏繩部裝；⑨底架組成。

圖1 卷揚機結(jié)構(gòu)圖

2.2 特點

該卷揚機具有10噸出繩拉力，是一種具有自動變頻調(diào)速雙卷筒雙出繩的卷揚機。通過變頻器調(diào)節(jié)直流電機速度，由PLC控制變頻器間接控制卷揚機出繩速度，卷筒出繩端具有速度反饋信號，并經(jīng)過PLC數(shù)據(jù)處理，從而自動調(diào)節(jié)卷揚機的出繩速度。手動控制離合器，分別控制兩個卷筒的出繩和收繩，當提升卷筒工作時，加壓卷筒自由；當加壓卷筒工作時，提升卷筒自由。該卷揚機具有出繩速度恒定不變，提供較大的提升和加壓力，能實現(xiàn)自動控制，操作方便，低噪音，安全可靠，省時省力等特點。

2.3 性能參數(shù)

1）出繩拉力10 t。

2）主電機采用Z4-180-31型直流電機37 kW，轉(zhuǎn)速1000 r/min。

3）總減速比i=112。

4）提升卷筒直徑φ500，容繩量為325 m。

5）加壓卷筒直徑φ500，容繩量為160 m。

6）牙嵌式電磁離合器型號：DLY5（EZE）-16 A。

3 操作過程和工作原理

1）如圖1所示，序號1電機通過聯(lián)軸器與序號2減速器輸入端相連，序號2減速器輸出端聯(lián)接一小齒輪，與序號5中的大齒輪嚙合，并通過序號6油缸的伸縮，將序號5中的大齒輪向上下分別移動至兩個極限位置，在此過程中序號2輸出端小齒輪與序號5中大齒輪始終處于嚙合狀態(tài)，當力傳遞至序號4時為圖1中狀態(tài)，圖中力的傳遞是通過牙嵌式離合器將序號5中的大齒輪和序號4中提升卷筒聯(lián)接在一起的，加壓卷筒處于自由狀態(tài)，直接將力傳遞至提升卷筒上；當力傳遞至序號7時，圖中牙嵌式離合器完全分開，使提升卷筒處于自由狀態(tài)，序號7中的一大齒輪與序號5中大齒輪完全嚙合，從而將力傳遞至加壓卷筒上。

2）鉆機在向下鉆進前應保證序號7中大齒輪與序號5中大齒輪完全嚙合狀態(tài)，使加壓卷筒處于工作狀態(tài)，手動調(diào)節(jié)提升卷筒上的電液制動器，使提升卷筒處于半抱緊狀態(tài)，然后啟動形成螺桿樁的向下鉆進程序，此過程中，卷揚機在輸出鋼絲繩中間某處裝有一測量繩速裝置，通過編碼器將信號反饋到PLC系統(tǒng)中，經(jīng)過計算調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，從而使加壓繩速恒定。這樣才可以形成螺紋樁。當鉆進至指定孔深時，停止鉆進，啟動序號6油缸使其變成圖1所示狀態(tài)，使提升卷筒處于工作狀態(tài)，同時啟動混凝土泵，使混凝土經(jīng)過鉆具中空管進入孔底，同時啟動形成螺桿樁的向上提升程序，此過程中，提升速度始終恒定，并與下降時速度一致，混凝土會隨著鉆具提升，逐漸上升至樁頂，然后將鋼筋籠下入孔內(nèi)，完成一次鉆孔成樁作業(yè)。

3）在落塔前序號7卷筒中鋼絲繩并未完全纏在上面，可以啟動序號8中小電機，同時啟動序號8中的電磁離合器，使序號8中電機帶動減速器輸入端，輸出端聯(lián)接電磁離合器和其上的小齒輪，從而使序號8中的小齒輪帶動序號7中的大齒輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動加壓卷筒將剩余鋼絲繩纏繞在其上，序號8中牙嵌式電磁離合器在正常鉆進工作時是分離的，不影響正常鉆進。

4）在起落塔前，啟動序號6油缸使其變成圖1所示狀態(tài)，使提升卷筒處于工作狀態(tài)，并將鋼絲繩按要求穿好，然后把起落塔的準備工作準備完畢，啟動起落塔程序，使主塔平穩(wěn)的立直（落下）。

4 結(jié)束語

大量的現(xiàn)場實據(jù)證明，該卷揚機在實際工作過程中，操作方便靈活，故障率低，而且降低了生產(chǎn)成本和維修成本。是JUS120螺桿樁機在建筑施工中使用性能明顯改善，提高了施工效率和成樁質(zhì)量，擁有很好的發(fā)展前景和應用空間，是基礎施工的理想設備，同時也得到了用戶的好評。

參考文獻

[1]孫志禮，冷興聚，魏延剛，曾海泉主編.機械設計[M].北京：科學出版社，2008.

[2]劉鴻文主編.材料力學（第三版）上冊[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]成大先.機械設計手冊（第五版）第4卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[4]成大先.機械設計手冊（第五版）第5卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

作者簡介

鄭宏俊（1986-），滿族，男，遼寧本溪人，助理工程師，本科，研究方向：機械設計和制造。endprint

摘 要 主要介紹JUS120螺桿樁機中使用的雙卷筒卷揚機的主要結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、操作過程及工作原理。該卷揚機具有自動變頻調(diào)速，出繩速度恒定不變，提供較大的提升和加壓力，能實現(xiàn)自動控制、操作方便、低噪音、安全可靠、省時省力等特點。

關鍵詞 卷揚機；數(shù)據(jù)處理；繩速；卷筒

中圖分類號：TH237 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0033-01

1 概述

JUS120螺桿樁機具有不排土、無振動、低噪音、無環(huán)境污染、環(huán)保性能突出的特點。動力頭的輸出轉(zhuǎn)矩為250 kN·m，可以在黏性土、粉土、砂土和強風化土等巖層中鉆進，又能在許多巖層下形成抗拔和抗壓性能良好的螺桿樁。形成螺桿樁需要很強的回轉(zhuǎn)力矩（250 kN·m動力頭提供），又需要很大的向下壓力和向上提升力（10T卷揚機提供），還需要保證動力頭每回轉(zhuǎn)一圈，鉆具向下或向上移動一個螺距，使其形成螺紋牙型孔。同時，在擠土樁、大孔徑CFG樁等領域中，鉆機可以提供很大的向下加壓力，恒定的出繩速度和較大的出繩拉力，它們直接影響著成樁質(zhì)量，是該鉆機不可缺少的一部分。

2 卷揚機結(jié)構(gòu)、特點及性能參數(shù)

2.1 卷揚機結(jié)構(gòu)

該卷揚機結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由①37 kW直流電機；②電液制動器；③減速器；④提升卷筒部裝；⑤離合器部裝；⑥油缸；⑦加壓卷筒部裝；⑧加壓卷筒纏繩部裝；⑨底架組成。

圖1 卷揚機結(jié)構(gòu)圖

2.2 特點

該卷揚機具有10噸出繩拉力，是一種具有自動變頻調(diào)速雙卷筒雙出繩的卷揚機。通過變頻器調(diào)節(jié)直流電機速度，由PLC控制變頻器間接控制卷揚機出繩速度，卷筒出繩端具有速度反饋信號，并經(jīng)過PLC數(shù)據(jù)處理，從而自動調(diào)節(jié)卷揚機的出繩速度。手動控制離合器，分別控制兩個卷筒的出繩和收繩，當提升卷筒工作時，加壓卷筒自由；當加壓卷筒工作時，提升卷筒自由。該卷揚機具有出繩速度恒定不變，提供較大的提升和加壓力，能實現(xiàn)自動控制，操作方便，低噪音，安全可靠，省時省力等特點。

2.3 性能參數(shù)

1）出繩拉力10 t。

2）主電機采用Z4-180-31型直流電機37 kW，轉(zhuǎn)速1000 r/min。

3）總減速比i=112。

4）提升卷筒直徑φ500，容繩量為325 m。

5）加壓卷筒直徑φ500，容繩量為160 m。

6）牙嵌式電磁離合器型號：DLY5（EZE）-16 A。

3 操作過程和工作原理

1）如圖1所示，序號1電機通過聯(lián)軸器與序號2減速器輸入端相連，序號2減速器輸出端聯(lián)接一小齒輪，與序號5中的大齒輪嚙合，并通過序號6油缸的伸縮，將序號5中的大齒輪向上下分別移動至兩個極限位置，在此過程中序號2輸出端小齒輪與序號5中大齒輪始終處于嚙合狀態(tài)，當力傳遞至序號4時為圖1中狀態(tài)，圖中力的傳遞是通過牙嵌式離合器將序號5中的大齒輪和序號4中提升卷筒聯(lián)接在一起的，加壓卷筒處于自由狀態(tài)，直接將力傳遞至提升卷筒上；當力傳遞至序號7時，圖中牙嵌式離合器完全分開，使提升卷筒處于自由狀態(tài)，序號7中的一大齒輪與序號5中大齒輪完全嚙合，從而將力傳遞至加壓卷筒上。

2）鉆機在向下鉆進前應保證序號7中大齒輪與序號5中大齒輪完全嚙合狀態(tài)，使加壓卷筒處于工作狀態(tài)，手動調(diào)節(jié)提升卷筒上的電液制動器，使提升卷筒處于半抱緊狀態(tài)，然后啟動形成螺桿樁的向下鉆進程序，此過程中，卷揚機在輸出鋼絲繩中間某處裝有一測量繩速裝置，通過編碼器將信號反饋到PLC系統(tǒng)中，經(jīng)過計算調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，從而使加壓繩速恒定。這樣才可以形成螺紋樁。當鉆進至指定孔深時，停止鉆進，啟動序號6油缸使其變成圖1所示狀態(tài)，使提升卷筒處于工作狀態(tài)，同時啟動混凝土泵，使混凝土經(jīng)過鉆具中空管進入孔底，同時啟動形成螺桿樁的向上提升程序，此過程中，提升速度始終恒定，并與下降時速度一致，混凝土會隨著鉆具提升，逐漸上升至樁頂，然后將鋼筋籠下入孔內(nèi)，完成一次鉆孔成樁作業(yè)。

3）在落塔前序號7卷筒中鋼絲繩并未完全纏在上面，可以啟動序號8中小電機，同時啟動序號8中的電磁離合器，使序號8中電機帶動減速器輸入端，輸出端聯(lián)接電磁離合器和其上的小齒輪，從而使序號8中的小齒輪帶動序號7中的大齒輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動加壓卷筒將剩余鋼絲繩纏繞在其上，序號8中牙嵌式電磁離合器在正常鉆進工作時是分離的，不影響正常鉆進。

4）在起落塔前，啟動序號6油缸使其變成圖1所示狀態(tài)，使提升卷筒處于工作狀態(tài)，并將鋼絲繩按要求穿好，然后把起落塔的準備工作準備完畢，啟動起落塔程序，使主塔平穩(wěn)的立直（落下）。

4 結(jié)束語

大量的現(xiàn)場實據(jù)證明，該卷揚機在實際工作過程中，操作方便靈活，故障率低，而且降低了生產(chǎn)成本和維修成本。是JUS120螺桿樁機在建筑施工中使用性能明顯改善，提高了施工效率和成樁質(zhì)量，擁有很好的發(fā)展前景和應用空間，是基礎施工的理想設備，同時也得到了用戶的好評。

參考文獻

[1]孫志禮，冷興聚，魏延剛，曾海泉主編.機械設計[M].北京：科學出版社，2008.

[2]劉鴻文主編.材料力學（第三版）上冊[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]成大先.機械設計手冊（第五版）第4卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[4]成大先.機械設計手冊（第五版）第5卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

作者簡介

鄭宏?。?986-），滿族，男，遼寧本溪人，助理工程師，本科，研究方向：機械設計和制造。endprint

摘 要 主要介紹JUS120螺桿樁機中使用的雙卷筒卷揚機的主要結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、操作過程及工作原理。該卷揚機具有自動變頻調(diào)速，出繩速度恒定不變，提供較大的提升和加壓力，能實現(xiàn)自動控制、操作方便、低噪音、安全可靠、省時省力等特點。

關鍵詞 卷揚機；數(shù)據(jù)處理；繩速；卷筒

中圖分類號：TH237 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0033-01

1 概述

JUS120螺桿樁機具有不排土、無振動、低噪音、無環(huán)境污染、環(huán)保性能突出的特點。動力頭的輸出轉(zhuǎn)矩為250 kN·m，可以在黏性土、粉土、砂土和強風化土等巖層中鉆進，又能在許多巖層下形成抗拔和抗壓性能良好的螺桿樁。形成螺桿樁需要很強的回轉(zhuǎn)力矩（250 kN·m動力頭提供），又需要很大的向下壓力和向上提升力（10T卷揚機提供），還需要保證動力頭每回轉(zhuǎn)一圈，鉆具向下或向上移動一個螺距，使其形成螺紋牙型孔。同時，在擠土樁、大孔徑CFG樁等領域中，鉆機可以提供很大的向下加壓力，恒定的出繩速度和較大的出繩拉力，它們直接影響著成樁質(zhì)量，是該鉆機不可缺少的一部分。

2 卷揚機結(jié)構(gòu)、特點及性能參數(shù)

2.1 卷揚機結(jié)構(gòu)

該卷揚機結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由①37 kW直流電機；②電液制動器；③減速器；④提升卷筒部裝；⑤離合器部裝；⑥油缸；⑦加壓卷筒部裝；⑧加壓卷筒纏繩部裝；⑨底架組成。

圖1 卷揚機結(jié)構(gòu)圖

2.2 特點

該卷揚機具有10噸出繩拉力，是一種具有自動變頻調(diào)速雙卷筒雙出繩的卷揚機。通過變頻器調(diào)節(jié)直流電機速度，由PLC控制變頻器間接控制卷揚機出繩速度，卷筒出繩端具有速度反饋信號，并經(jīng)過PLC數(shù)據(jù)處理，從而自動調(diào)節(jié)卷揚機的出繩速度。手動控制離合器，分別控制兩個卷筒的出繩和收繩，當提升卷筒工作時，加壓卷筒自由；當加壓卷筒工作時，提升卷筒自由。該卷揚機具有出繩速度恒定不變，提供較大的提升和加壓力，能實現(xiàn)自動控制，操作方便，低噪音，安全可靠，省時省力等特點。

2.3 性能參數(shù)

1）出繩拉力10 t。

2）主電機采用Z4-180-31型直流電機37 kW，轉(zhuǎn)速1000 r/min。

3）總減速比i=112。

4）提升卷筒直徑φ500，容繩量為325 m。

5）加壓卷筒直徑φ500，容繩量為160 m。

6）牙嵌式電磁離合器型號：DLY5（EZE）-16 A。

3 操作過程和工作原理

1）如圖1所示，序號1電機通過聯(lián)軸器與序號2減速器輸入端相連，序號2減速器輸出端聯(lián)接一小齒輪，與序號5中的大齒輪嚙合，并通過序號6油缸的伸縮，將序號5中的大齒輪向上下分別移動至兩個極限位置，在此過程中序號2輸出端小齒輪與序號5中大齒輪始終處于嚙合狀態(tài)，當力傳遞至序號4時為圖1中狀態(tài)，圖中力的傳遞是通過牙嵌式離合器將序號5中的大齒輪和序號4中提升卷筒聯(lián)接在一起的，加壓卷筒處于自由狀態(tài)，直接將力傳遞至提升卷筒上；當力傳遞至序號7時，圖中牙嵌式離合器完全分開，使提升卷筒處于自由狀態(tài)，序號7中的一大齒輪與序號5中大齒輪完全嚙合，從而將力傳遞至加壓卷筒上。

2）鉆機在向下鉆進前應保證序號7中大齒輪與序號5中大齒輪完全嚙合狀態(tài)，使加壓卷筒處于工作狀態(tài)，手動調(diào)節(jié)提升卷筒上的電液制動器，使提升卷筒處于半抱緊狀態(tài)，然后啟動形成螺桿樁的向下鉆進程序，此過程中，卷揚機在輸出鋼絲繩中間某處裝有一測量繩速裝置，通過編碼器將信號反饋到PLC系統(tǒng)中，經(jīng)過計算調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，從而使加壓繩速恒定。這樣才可以形成螺紋樁。當鉆進至指定孔深時，停止鉆進，啟動序號6油缸使其變成圖1所示狀態(tài)，使提升卷筒處于工作狀態(tài)，同時啟動混凝土泵，使混凝土經(jīng)過鉆具中空管進入孔底，同時啟動形成螺桿樁的向上提升程序，此過程中，提升速度始終恒定，并與下降時速度一致，混凝土會隨著鉆具提升，逐漸上升至樁頂，然后將鋼筋籠下入孔內(nèi)，完成一次鉆孔成樁作業(yè)。

3）在落塔前序號7卷筒中鋼絲繩并未完全纏在上面，可以啟動序號8中小電機，同時啟動序號8中的電磁離合器，使序號8中電機帶動減速器輸入端，輸出端聯(lián)接電磁離合器和其上的小齒輪，從而使序號8中的小齒輪帶動序號7中的大齒輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動加壓卷筒將剩余鋼絲繩纏繞在其上，序號8中牙嵌式電磁離合器在正常鉆進工作時是分離的，不影響正常鉆進。

4）在起落塔前，啟動序號6油缸使其變成圖1所示狀態(tài)，使提升卷筒處于工作狀態(tài)，并將鋼絲繩按要求穿好，然后把起落塔的準備工作準備完畢，啟動起落塔程序，使主塔平穩(wěn)的立直（落下）。

4 結(jié)束語

大量的現(xiàn)場實據(jù)證明，該卷揚機在實際工作過程中，操作方便靈活，故障率低，而且降低了生產(chǎn)成本和維修成本。是JUS120螺桿樁機在建筑施工中使用性能明顯改善，提高了施工效率和成樁質(zhì)量，擁有很好的發(fā)展前景和應用空間，是基礎施工的理想設備，同時也得到了用戶的好評。

參考文獻

[1]孫志禮，冷興聚，魏延剛，曾海泉主編.機械設計[M].北京：科學出版社，2008.

[2]劉鴻文主編.材料力學（第三版）上冊[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]成大先.機械設計手冊（第五版）第4卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[4]成大先.機械設計手冊（第五版）第5卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

作者簡介

鄭宏?。?986-），滿族，男，遼寧本溪人，助理工程師，本科，研究方向：機械設計和制造。endprint