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旋挖鉆機(jī)是近年來發(fā)展很快的建筑工程樁基基礎(chǔ)施工機(jī)械之一。無論號稱“綠色奧運(yùn)，人文奧運(yùn)”的２００８北京奧運(yùn)主會場館建設(shè)工地，還是祖國西部高寒地區(qū)環(huán)保要求特殊的青藏鐵路施工線，均有旋挖鉆機(jī)的身影出現(xiàn)。由于該設(shè)備集環(huán)保、節(jié)能、高效及智能控制于一身，德國的寶峨、英國的ＢＳＰ、意大利的邁特、ＣＭＶ、ＮＣＢ、卡薩格蘭蒂等世界知名公司，均有各自特長產(chǎn)品進(jìn)入了中國目前容量還不算太大鉆機(jī)的銷售市場。國內(nèi)實(shí)力雄厚的企業(yè)當(dāng)然不甘示弱，紛紛進(jìn)行該類產(chǎn)品的開發(fā)、制造。隨著京滬高速鐵路建設(shè)序幕的即將拉開，勢必迎來旋挖鉆機(jī)銷售的又一高潮。
　　
　　縱觀大中型旋挖鉆機(jī)（長距離轉(zhuǎn)場或運(yùn)輸時，鉆桿必須從鉆桅上卸下另行放置）的作業(yè)準(zhǔn)備過程，施工之前必須做的工作，就是把分段放置的鉆桅對接成一體，然后依次完成加壓油缸缸桿與動力頭加壓支耳之間銷軸的連結(jié)，鉆桿、鉆頭的安裝。而在鉆桅主段（中部與鉆桅變幅油缸鉸接）與下段對接過程中，需要利用鉆桅變幅油缸和鉸接在三角架、鉆桅下段之間的拉桿才能完成。經(jīng)調(diào)查，無論鉆桅的對接還是拆分，都會遇到拉桿下鉸點(diǎn)、鉆桅下段與其連接銷軸的連接或拔除。在實(shí)際操作過程中，由于各種原因，很容易造成該銷軸裝、卸的困難，幾乎每次操作非大錘敲擊不可，費(fèi)工費(fèi)時，另工人頭疼不己。
　　
　　經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)旋挖鉆機(jī)由其三角架、動臂、變幅拉桿、轉(zhuǎn)臺組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，在三角架變幅范圍內(nèi)，無論其下方變幅油缸的長度如何變化，安裝在三角架上的所有部件，連同三角架始終在做平面運(yùn)動。長途轉(zhuǎn)場（運(yùn)輸）期間，確保運(yùn)載車輛順利通過橋、涵等建筑物，鉆機(jī)的鉆桿、鉆頭被卸下另行轉(zhuǎn)運(yùn)。動力頭、變幅機(jī)構(gòu)（包括動臂、變幅拉桿、三角架）、鉆桅的位置見圖１。為了便于敘述，設(shè)三角架與變幅拉桿連結(jié)鉸點(diǎn)為ａ，與動臂連結(jié)鉸點(diǎn)為ｂ，動臂與轉(zhuǎn)臺連結(jié)鉸點(diǎn)為ｃ，轉(zhuǎn)臺與變幅拉桿連結(jié)鉸點(diǎn)為ｄ，三角架與鉆桅主段連結(jié)鉸點(diǎn)為ｅ，鉆桅主段與鉆桅下段連結(jié)鉸點(diǎn)為ｆ，鉆桅下段與拉桿連結(jié)鉸點(diǎn)為ｇ，拉桿的另一鉸點(diǎn)與ａ點(diǎn)重合。
　　
　　在把鉆桅主段與鉆桅下段對接成一體的過程中，首先鉆桅變幅油缸逐步伸長。此時鉆桅主段在繞著通過ｅ點(diǎn)且垂直于縱向平面的軸線轉(zhuǎn)動，ｆ點(diǎn)繞著ｅ點(diǎn)作圓周運(yùn)動，ｇ點(diǎn)一方面要保持與ｆ點(diǎn)的距離恒定，另一方面還要繞著ａ點(diǎn)作圓周運(yùn)動，實(shí)際上ｇ點(diǎn)運(yùn)動的軌跡是一種復(fù)合運(yùn)動的結(jié)果。隨著鉆桅變幅油缸長度不斷的增長，圖１中ａ、ｅ、ｆ、ｇ點(diǎn)所組成四邊形各邊之間的夾角在不停的改變，一旦鉆桅主段與鉆桅下段導(dǎo)軌的對應(yīng)平面重合，則可把所述兩段鉆桅連結(jié)成一體，繼而可進(jìn)行拉桿、鉆桅下段之間連接銷軸的拆除，安裝鉆桿、鉆頭后，即可進(jìn)入施工作業(yè)程序。當(dāng)鉆桅主段與鉆桅下段連結(jié)成一體時，ａ、ｅ、ｇ點(diǎn)就構(gòu)成一個穩(wěn)固的三角形（見圖２）。從理論上講，此時鉆桅變幅油缸的長度是恰到好處的，三角形的三個鉸點(diǎn)除部件本身重力外，無任何附加作用力，拆除拉桿與鉆桅下段之間的連接銷軸輕而易舉。但是，在實(shí)際使用過程中并非如此。
　　
　　無論對接的兩段鉆桅之間采用螺栓還是銷軸的連接形式，其孔與螺栓（銷軸）之間都留有一定的間隙，從理論上講，只有在兩段鉆桅連接孔軸線完全重合時，才能安裝連接件（螺栓或銷軸）。工人在實(shí)際操作過程中，兩段鉆桅連接孔只要能穿入連接件，鉆桅變幅油缸的長度就停止伸長，當(dāng)旋緊螺栓或固定完畢銷軸時，該油缸于鉆桅主段連接鉸點(diǎn)及ｅ、ｇ、ａ三鉸點(diǎn)之間，均會產(chǎn)生附加作用力。如果兩段鉆桅之間采用螺栓對接，一旦鉆桅下段與拉桿之間連接銷軸拆除，該螺栓還得再次擰緊。在兩段鉆桅連接孔軸線完全重合后，油缸大腔如果繼續(xù)供油，完成鉆桅對接后，上述四鉸點(diǎn)仍然會遺留有附加作用力。一旦其附加作用力產(chǎn)生后，由于液壓系統(tǒng)對油缸長度的微量控制不夠理想，目前還很難通過液壓操作完全消除附加作用力。再加上鉆機(jī)操作手不太熟練，裝、卸銷軸時，使用大錘敲擊是目前該結(jié)構(gòu)必然的結(jié)果。
　　
　　綜上所述，為了避免對接兩段鉆桅時二次擰緊螺栓，可以采取鉆桅變幅油缸的長度比理想尺寸“稍過剩”，使拉桿承受一定的壓力，當(dāng)該螺栓擰緊到規(guī)定的力矩后，再回縮鉆桅變幅油缸缸桿的方法，解決該難題。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，必須把鉆桅下段與拉桿之間連接孔，由圓形改成長圓形結(jié)構(gòu)。長圓孔的實(shí)際可分布區(qū)域如圖３所示。寬度（設(shè)為Ｂ）同現(xiàn)有圓孔的直徑，其長度（設(shè)為Ｌ）由鉆桅變幅油缸最小可控行程（由液壓系統(tǒng)控制元件調(diào)節(jié)精度決定），該油缸與鉆桅主段連接鉸點(diǎn)到ｅ點(diǎn)及ｇ點(diǎn)到ｅ點(diǎn)的距離的比值確定。只要該長度Ｌ選擇的合理，則可徹底攻克目前拉桿與鉆桅下段之間，連接銷軸存在裝、卸困難的頑癥。
　　
　　如果采取鉆桅變幅油缸的長度比理想尺寸“稍欠缺”的方法，同樣也可以解決該難題，只是其長圓孔的分布區(qū)域稍有不同，對于螺栓連接結(jié)構(gòu)，必須對其進(jìn)行二次擰緊。