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旋挖鉆機是近年來發(fā)展很快的建筑工程樁基基礎施工機械之一。無論號稱“綠色奧運，人文奧運”的２００８北京奧運主會場館建設工地，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，均有旋挖鉆機的身影出現(xiàn)。由于該設備集環(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，均有各自特長產品進入了中國目前容量還不算太大鉆機的銷售市場。國內實力雄厚的企業(yè)當然不甘示弱，紛紛進行該類產品的開發(fā)、制造。隨著京滬高速鐵路建設序幕的即將拉開，勢必迎來旋挖鉆機銷售的又一高潮。
　　
　　縱觀大中型旋挖鉆機（長距離轉場或運輸時，鉆桿必須從鉆桅上卸下另行放置）的作業(yè)準備過程，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，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。經調查，無論鉆桅的對接還是拆分，都會遇到拉桿下鉸點、鉆桅下段與其連接銷軸的連接或拔除。在實際操作過程中，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，費工費時，另工人頭疼不己。
　　
　　經過觀察發(fā)現(xiàn)，大多數旋挖鉆機由其三角架、動臂、變幅拉桿、轉臺組成一個平行四邊形機構，在三角架變幅范圍內，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動。長途轉場（運輸）期間，確保運載車輛順利通過橋、涵等建筑物，鉆機的鉆桿、鉆頭被卸下另行轉運。動力頭、變幅機構（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，設三角架與變幅拉桿連結鉸點為ａ，與動臂連結鉸點為ｂ，動臂與轉臺連結鉸點為ｃ，轉臺與變幅拉桿連結鉸點為ｄ，三角架與鉆桅主段連結鉸點為ｅ，鉆桅主段與鉆桅下段連結鉸點為ｆ，鉆桅下段與拉桿連結鉸點為ｇ，拉桿的另一鉸點與ａ點重合。
　　
　　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點且垂直于縱向平面的軸線轉動，ｆ點繞著ｅ點作圓周運動，ｇ點一方面要保持與ｆ點的距離恒定，另一方面還要繞著ａ點作圓周運動，實際上ｇ點運動的軌跡是一種復合運動的結果。隨著鉆桅變幅油缸長度不斷的增長，圖１中ａ、ｅ、ｆ、ｇ點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軌的對應平面重合，則可把所述兩段鉆桅連結成一體，繼而可進行拉桿、鉆桅下段之間連接銷軸的拆除，安裝鉆桿、鉆頭后，即可進入施工作業(yè)程序。當鉆桅主段與鉆桅下段連結成一體時，ａ、ｅ、ｇ點就構成一個穩(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，當旋緊螺栓或固定完畢銷軸時，該油缸于鉆桅主段連接鉸點及ｅ、ｇ、ａ三鉸點之間，均會產生附加作用力。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，上述四鉸點仍然會遺留有附加作用力。一旦其附加作用力產生后，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。再加上鉆機操作手不太熟練，裝、卸銷軸時，使用大錘敲擊是目前該結構必然的結果。
　　
　　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構。長圓孔的實際可分布區(qū)域如圖３所示。寬度（設為Ｂ）同現(xiàn)有圓孔的直徑，其長度（設為Ｌ）由鉆桅變幅油缸最小可控行程（由液壓系統(tǒng)控制元件調節(jié)精度決定），該油缸與鉆桅主段連接鉸點到ｅ點及ｇ點到ｅ點的距離的比值確定。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，對于螺栓連接結構，必須對其進行二次擰緊。