Бурильно-крановая машина БМ-305А

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………......2

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО БУРИЛЬНО-КРАНОВЫМ  МАШИНАМ И ИХ АНАЛИЗ……………………………………………………………………3

1.1. Назначение, общее устройство  и схема работы бурильно-крановой  машины………………………………………………………………………….3

1.2. Классификация, индексация, основные параметры и технические характеристики моделей бурильно-крановых машин………………………14

1.3. Анализ существующей классификации  бурильно-крановых машин и ее  использование для идентификации  выявленных моделей бурильно-крановых  машин…………………………………………………………………………..17

2. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА БУРИЛЬНО-КРАНОВОЙ МАШИНЫ БКМ-305А МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ФИЗИЧЕСКОГО АНАЛИЗА…..21

2.1. Анализ назначения и технические  функции машины и ее исходного  и основных функциональных элементов………………………………………21

2.2. Анализ состава, назначения и связей элементов бурильно-крановой машины и построение КФС…………………………………………………..26

2.3. Анализ физических операций элементов машины и построение ПФС.32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………..37

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………..38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Машины для бурения скважин в грунте и выполнения грузоподъемных и монтажных работ  называют бурильно-крановыми. Бурильно-крановые машины относятся к классу строительно-дорожных машин и часто применяются в повседневной жизни.

Бурение скважин применяют для установки опор, свай, столбов, стоек при строительстве и ремонте линий электропередач, радиотрансляционных, телеграфно-телефонных линий связи, возведении фундаментов различных сооружений, обустройстве дорог, мелиоративном строительстве, а также при посадке деревьев и кустарников.

Скважина — это выполненная в грунте выработка цилиндрической формы. Дно скважины называют забоем, начало с поверхности — устьем.

Данный курсовой проект посвящен исследованию бурильно-крановых машин на примере БКМ-305А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГРУППЕ БУРИЛЬНО-КРАНОВЫХ МАШИН

 

1. Назначение, общее устройство и схема работы бурильно-крановой машины БМ-305А

 

 

Бурильно-крановая машина БМ-305А на базе тракторов используется для бурения в талых и сезонно промерзающих грунтах I-IV категорий вертикальных и наклонных скважин и установки свайных фундаментов зданий и сооружений, опор трубопроводов, линий электроснабжения и связи, столбов ограждений и дорожных знаков, а также при посадке деревьев. Она имеет унифицированное бурильно-крановое оборудование, смонтирована на гусеничном тракторе ДТ-75. В качестве сменного бурильного инструмента - короткошнековые буры.

Бурильно-крановая машина БМ-305А (Рисунок 1.1) состоит из базового трактора 2, бульдозерного оборудования 1, рамы 11, опорной стойки 4, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами 12, трансмиссии 7, гидросистемы и электрооборудования.

 

Рисунок 1.1 - Бурильно-крановая машина БМ-305А

Бурильно-крановое оборудование шарнирно крепится к раме 11, присоединенной к раме базового трактора, и может поворачиваться в продольной вертикальной плоскости машины при установке в рабочее и транспортное положения двумя гидроцилиндрами 6. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку 4. Бурильно-крановое оборудование обеспечивает подачу на забой и извлечение из скважины бурильного инструмента и установку опор. Оно включает трубчатую мачту 5 с неповоротным гуськом 3 кранового устройства, бурильную штангу, на нижнем конце которой крепится сменный короткошнековый бур 9 с забурником 10 и резцами, гидравлический механизм подачи бура, помещенный внутри бурильной мачты, вращатель 8 штанги с буровым инструментом, червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренные скважины. На барабан лебедки навивается канат грузового полиспаста с крюковой подвеской. Вращатель штанги представляет собой одноступенчатый конический редуктор и приводится в действие от коробки передач трактора с помощью механической трансмиссии 7, в состав которой входят соединительная муфта, карданные валы и раздаточная коробка с фрикционом для включения-выключения привода бурильного инструмента. От раздаточной коробки осуществляется привод выполненной с ней заодно крановой лебедки. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бурового инструмента (1,7; 2,35; 2,95 с-1) в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта, а также реверс бура и барабана лебедки. При бурении скважин и установке опор машина дополнительно опирается на две выносные опоры с гидродомкратами 12, установленные на раме 11. Неповоротный бульдозерный отвал управляется одним гидроцилиндром. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, бульдозерного оборудования, выносных опор и управления фрикционом обслуживаются двумя гидронасосами гидросистемы базового трактора. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется из кабины трактора. [1]

Машина оснащена унифицированным бурильно-крановым оборудованием. Его особенностью является совмещение функций механизма подачи и бурильной штанги в одном узле, помещенном внутри трубчатой мачты и называется гидравлической бурильной штангой (Рисунок 1.2). Гидравлическая бурильная штанга представляет собой длинноходовой гидроцилиндр двустороннего действия, в полость которого рабочая жидкость подается через внутренние каналы в штоке гидроцилиндра. Корпус гидроцилиндра выполнен по наружной поверхности с квадратным сечением и имеет возможность как поступательного так и вращательного движения относительно штока, закрепленного верхним концом внутри трубчатой мачты. К хвостовику гидравлической бурильной штанги, проходящей через сквозное отверстие втулки вращателя, прикреплен лопастной бур.[2]

Трубчатая мачта (Рисунок 1.3) представляет собой опорную трубу из двух частей 1 и 2, внутри которой размещается гидравлическая бурильная штанга. В верхней части установлено кранблочное устройство 3, в нижней находится фланец 4 для соединения с вращателем. Такая мачта одновременно является бурильной и грузоподъемной.[3]

Бурильно-крановая машина имеет два рабочих органа. Рабочим органом бурильного оборудования является шнековый (винтовой) бур (Рисунок 1.4), представляет собой трубчатый остов 10 с винтовыми транспортирующими грунт спиралями в виде сплошной ленты. Шнек имеет хвостовик 12 для крепления на конце бурильной штанги. К шнеку крепится сменная бурильная головка 9 с резцами 8 и забурником 7. [4]

 

Рисунок 1.2 – Гидравлическая бурильная штанга (бурильный инструмент не показан): 1 — мачта, 2 — ограждение, 3 — вращатель, 4 — бурильная штанга с подающим и спускоподъемным механизмом

 

 

Рисунок 1.3 - Трубчатая мачта: 1,2 – трубы, 3 – краноблочное устройство, 4 - фланец

Рисунок 1.4 - Шнековый бур

Рабочим органом кранового оборудования является крюковая подвеска 31 (рисунок 1.5).

Рассмотрим кинематическую схему (Рисунок 1.5) бурильно-крановой машины, представляющую собой привод бурильной штанги с бурильным инструментом и барабана лебедки грузоподъемного оборудования.

 

Рисунок 1.5 - Кинематическая схема бурильно-крановой машины

БМ-305А

1 — двигатель, 2 — подвижная  блок-шестерня, 3, 9, 16, 27, 37 — конические  подшипники, 4, 24 — подвижная шестерня, 5, 8, 10, 14, 15, 17—19, 26 — неподвижные цилиндрические шестерни, 6, 11, 21, 23, 25, 33, 35 — шарикоподшипники, 7, 20 — паразитные цилиндрические шестерни, 12 — червячное колесо. 13 — червяк, 22 — фрикционная муфта, 28 — вал-шестерня, 29 — цилиндрический роликоподшипник, 30 — канат, 31 — крюк, 32 — бурильная штанга, 34 — коническая шестерня, 36— барабан; I, III—VIII — валы, II, IX — карданные валы.

Привод бурильной штанги. От вала 1 отбора мощности трактора через карданный вал II вращение передается установленному на подшипниках 25 входному валу III с сидящей на нем шестерней 26 раздаточной коробки и далее через связанную с ней шестерню 15, вал VI, установленный на конических подшипниках 16, и сидящую на нем шестерню 14 — на шестерню 17 и вал V. Вместе с валом V вращаются неподвижно закрепленные на нем шестерни 18, 19, 5 и подвижная шестерня 4. Введение в зацепление подвижной блок-шестерни 2 с шестерней 5 или 17 обеспечивает две прямые передачи вращения валу IV, установленному на подшипниках 3 и 23. При зацеплении подвижной шестерни 24 с шестерней 18 валу IV передается третья прямая передача вращения, а с паразитной шестерней 20, сидящей на шарикоподшипнике 21 и связанной постоянно с шестерней 19,— обратное вращение. С вала IV через сидящую на нем фрикционную муфту 22 и карданный вал IX вращение передается валу-шестерне 28 вращателя, установленному на конических подшипниках 27 и цилиндрическом роликоподшипнике 29, и далее через шестерню 34 с проходным квадратным отверстием, сидящую на шарикоподшипниках 33 и 35, на бурильную штангу 32 квадратного наружного профиля с бурильным инструментом (на схеме не показан), имеющую возможность осевого перемещения в отверстии шестерни 34. Бурильная штанга получает три прямые и одну обратную передачи вращения в соответствии с вращением вала IV.

Привод барабана лебедки грузоподъемного оборудования. Получение вращения валом V было описано выше. При зацеплении подвижно сидящей на валу V шестерни 4 с шестерней 10 вал VII, сидящий на подшипниках 9 и 11, получает прямое вращение; при зацеплении шестерни 4 (через паразитную шестерню 7, сидящую на шарикоподшипнике 6) с шестерней 8 — обратное вращение. От вала VII через жестко сидящий на нем червяк 13 вращение передается червячному колесу 12, валу VIII, установленному на конических подшипниках 37, и барабану 36 лебедки с находящимся на нем канатом 30 и крюком 31.

В соответствии с направлением вращения вала VII вращается барабан 36, наматывая или стравливая канат 30. Нагрузка на лебедку ограничивается кулачковой муфтой, которую настраивают на момент, соответствующий максимальной грузоподъемности кранового оборудования машины.

Фрикционная муфта 22 предохраняет привод бурильной штанги 32 от перегрузки и отключает вращатель с бурильной штангой от раздаточной коробки при переключении ее передач.

Гидравлическая же система (Рисунок 1.6) в этой машине приводит в действие подающий и спускоподъемный механизмы бурильного инструмента, совмещенные в гидравлической бурильной штанге, механизм установки бурильно-кранового оборудования из транспортного положения (наклонного) в рабочее (вертикальное) и обратно, фрикционную муфту, гидроопоры, опускает и поднимает бульдозерное оборудование.

От насоса 15 рабочая жидкость поступает по напорной гидролинии к распределителям 19 и 18, напорные и сливные гидролинии которых соединены параллельно, а гидролинии управления – перепускным клапаном 16 последовательно. От перегрузок гидросистему защищает предохранительный клапан 17 распределителя 18, ограничивающий давление в напорной гидролинии насоса 15. При нейтральном положении всех золотников распределителей 18 и 19 клапан 16 открыт и рабочая жидкость, подаваемая насосом 15 в напорные гдролинии распределителей через этот клапан, поступает в сливную гидролинию распределителя 18 и далее через фильтр 13 в бак 14.

Привод подающего механизма и спускоподъемного механизмов. При включении золотника 26 распределителя 19 клапан 16 распределителя 18 закрывается и рабочая жидкость от насоса 15 поступает по гидролинии II во внутренний канал штока гидравлической бурильной штанги 6 под поршень в полость А и, так как шток неподвижно закреплен на машине, гидроцилиндр-штанга выдвигается. Когда штанга спускается к забою, из-за отсутствия сопротивлений ее движению давление в напорной гидролинии минимально, напорные золотники 7, 8 и дроссель 9. Этим обеспечиваются максимальные скорости движения штанги при холостом ходе.

При достижении бурильным инструментом со штангой 6 забоя возникает сопротивление его перемещению, давление в полости А и в напорной гидролинии повышается, открывается напорный золотник 8 и часть рабочей жидкости, подаваемой насосом 15 по напорной линии, через дроссель 9 и фильтр 13 сливается в бак 14, благодаря чему скорость движения штанги 6 замедляется. Регулируя дроссель 9, уменьшают или увеличивают количество сливаемой через него рабочей жидкости в бак 14 и соответственно увеличивают или уменьшают скорость движения бурильного инструмента, т.е. его подачу. [3]

Рисунок 1.6 - Принципиальная гидравлическая схема бурильно-крановой машины 

1 — гидроцилиндры гидроопоры; гидроцилиндры  привода оборудования; 2 — бульдозерного, 3 — бурильно-кранового (установки из рабочего положения в транспортное и обратно); 4 — управляемый клапан двухстороннего действия (гидрозамок); 5 — гидроцилиндр управления фрикционной муфтой; 6 — гидроцилиндр-штанга; 7, 8 — напорные золотники; 9 — дроссель; 10 — манометр; 11 — сапун; 12 — заливная горловина; 13 — фильтр с предохранительным клапаном; 14 — бак; 15 — насос постоянной подачи; 16 и 17 — перепускной и предохранительный клапаны; 18, 19 — гидрораспределители; 20 — дроссель с обратным клапаном; 21—26 — золотники гидрораспределителей. Гидравлический привод состоит из следующих элементов: насоса, приводимого в действие от двигателя базовой машины; исполнительного механизма, представляющего собой гидроцилиндр; механизма управления - гидрораспределителя; вспомогательных устройств - гидробака, фильтра, гидролиний.