[发明专利]一种旋挖钻机及其施工方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种旋挖钻机，尤其涉及一种包括回转控制系统的旋挖钻机。本发明也涉及一种旋挖钻机的施工方法。 

背景技术

旋挖钻机是一种适合在建筑基础工程中进行成孔作业的施工机械，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、一机多用、机动灵活、施工效率高及环境污染小等特点，能够适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围较广，其工作环境温度一般在-20℃～40℃之间。配合不同钻具，可适应于干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)条件下的成孔作业。对于硬性黏土层采用无稳定液护壁的干式旋挖工法，而一般的覆盖层则采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法，旋挖钻机广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基基础钻孔灌注桩工程。 

旋挖钻机在施工过程中，当钻机确定孔位后，钻井、提钻、上车回转、排渣、转回空位操作、再钻进，这样的动作过程是循环进行的，完成一个孔深几十米的孔，这样的过程要进行几十甚至上百次。而每次排渣转过的角度大小都是任意的，因此钻头每次转回并对正孔位均需要操作手仔细观察并适当调整，该动作的时间直接影响了成孔效率。回转自动定位即旋挖钻机在钻孔作业时，钻头每次提起、回转任意角度抛土(即排渣)后可自动回到原工作孔位。回转自动定位功能的实现使操作手在反复循环钻孔作业时，不需用眼观察、人工对准孔位，而由钻机控制系统自动、快速、平稳地对正孔位，降低了操作手的劳动强度和因反复进行孔位对准动作引起的疲劳，同时保证了成孔质量，提高了劳动效率。旋挖钻机回转自动定位控制系统是在充分运用电液比例控制技术、信号反馈控制技术、CAN-BUS总线通讯技术的基础上实现的。现有的回转自动定位控制系统主要有两种方式，第一是采用全球卫星定位系统(GPS)来实现回转定位，但目前国内的产品还无法实现这种以大地为参照系的绝对自动回位；第二就是采用以机架作为参照系的相对自动回位系统。对于第二种方式，通常是在回转齿轮轴上安装角度 编码器或者在回转马达上安装速度传感器来记录或计算回转角度。但由于回转平台的最大回转半径通常都比较大，而回转马达又一般转速较快，因此对于传感器的精度或者响应速度要求都非常高，这又进一步增加了旋挖钻机的成本。 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种回转自动控制系统的旋挖钻机，具体地，包括底盘、回转平台、变幅机构及钻桅、主副卷扬、动力头、钻杆、钻头、发动机，所述回转平台包括转台主体、减速装置、回转支承体和液压驱动部分，所述回转平台借助于所述回转支承体实现相对于所述底盘的回转运动，所述底盘包括回转锁紧装置，所述回转锁紧装置包括液压致动器、液压致动器控制装置和摩擦片，所述摩擦片能够在所述液压致动器的作用下前移从而和所述回转平台的外圈制动轨道产生摩擦力从而锁紧所述回转平台，回转自动控制系统包括中间转盘、安装在所述中间转盘旋转轴上的角度编码器、PLC可编程控制器、回转动力系统和报警系统，所述中间转盘安装在所述底盘上，所述中间转盘抵靠在所述回转支承体上，为了增加所述中间转盘和所述回转支承体之间的摩擦力，所述中间转盘外圆周上连接有一第一摩擦带，所述回转支承体与所述中间转盘抵触部分的外圆周上连接有一第二摩擦带，回转支承体的直径相对于中间转盘的直径的比例优选地处于5∶1到15∶1之间，当旋挖钻机进行钻孔时，所述回转锁紧装置锁紧回转平台，利用所述中间转盘上的角度编码器监测所述回转支承体的回转角度，如果出现回转角度，则所述回转自动控制系统通知所述回转锁紧装置的液压致动器控制装置伸长液压致动器以增加夹紧力，如果回转角度超出预定范围，所述回转自动控制系统通知报警系统发出警告，使得操作人员得知所述回转平台出现超预期偏转，应利用人工操作或者所述回转自动控制系统进行纠正；在当需要进行上车回转、排渣、转回空位操作时，所述回转自动控制系统利用所述角度编码器输出信号至PLC可编程控制器，PLC可编程控制器计算出回转方向和角度并控制回转动力系统使得所述回转平台自动复位。 

中间转盘外圆周上的摩擦带优选地厚度为0.5-1.5mm，回转支承体外圆周上的摩擦带的厚度优选为1-2mm。 

钻桅的横截面面呈现外撇的“凹”字型，并且导轨设置于该外撇的“凹”字型钻桅的外撇支脚的内侧。