旋挖钻机摩阻杆和机锁杆原理核心概念:荷载传递方式的不同,山东山滕重工机械有限公司带您介绍这两种钻杆根本的区别在于如何将钻机的加压力(下压力)和扭矩有效地传递到钻头,让技师带您了解一下这两种杆各自适用于何种地层?
一、摩阻杆工作原理
- 依赖摩擦力:摩阻杆的每节杆体之间通过内外键条相互套合。键条的侧面是光滑的斜面。
- 当钻杆被下放并施加加压力时,旋挖钻机钻头接触孔底产生反作用力,使杆节之间相互压紧。
- 键条斜面之间的正压力会产生巨大的静摩擦力。旋挖钻机这个摩擦力,加上杆体自重,就是用来克服地层阻力、实现钻进的下压力。
- 扭矩的传递同样依靠键条侧面的摩擦力。
- 关键特点:它不能进行“机械锁定”,其传递荷载的能力完全取决于摩擦系数和施加的正压力。因此,在坚硬或需要很大加压力的地层中,摩擦力可能不足,导致杆节之间打滑(“溜杆”),无法有效钻进。
结构特征
键条侧面是平滑的斜面。
杆体上没有明显的锁孔或机械锁点。
优点
操作简便:无需寻找锁点,可直接下压或提拉,操作更快捷,特别是在软地层中效率高。
安全性高:遇到钻阻突然增大(如碰到孤石、障碍物)时,杆节之间的打滑可以起到一定的缓冲作用,避免对钻杆和钻机造成过载损伤(如断杆)。
造价较低:结构相对简单,制造成本和维护成本通常低于机锁杆。
缺点
最大加压力有限:传递的下压力受限于摩擦力,有上限。
不适用于硬岩:在坚硬地层中极易打滑,无法提供足够的钻进取岩所需的巨大加压力。
二、机锁杆工作原理
- 机械互锁:旋挖钻机机锁杆同样有内外键条,但其键条上设计有专门的锁口(凹槽)和锁点(凸起)。
- 操作时,首先需要像摩阻杆一样依靠摩擦力下放(称为“摩阻模式”)。
- 当需要更大加压力时,驾驶员通过精细操作,缓慢旋转并下放钻杆,使每一节杆的锁点准确地对准并嵌入下一节杆的锁口内,实现机械互锁。
- 一旦所有杆节全部锁定,整个钻杆就变成了一根刚性的“整体杆”,钻机的加压力和扭矩可以100%无损失地直接传递到钻头。
解锁:提钻时,需要先缓慢旋转并上提,使锁点从锁口中脱离,才能切换到摩阻模式,将旋挖钻机的钻杆正常提起。如果直接猛拉,会导致严重磨损甚至损坏锁点。
结构特征
键条上有非常明显的锁口和锁点结构。
优点
加压力巨大:能够提供钻机所能输出的最大加压力,穿透能力强。
适用于坚硬地层:是钻进岩层、砾石层等硬地层的必备工具。
缺点
操作复杂:对机手操作技术要求高,锁紧和解锁过程需要经验,否则容易损坏锁点。
风险较高:如果在地层中误锁或解锁失败,强行操作可能导致“塌孔埋钻”或“卡钻”等严重事故。遇到障碍物时,没有打滑缓冲,容易对设备造成刚性冲击。
造价和维护成本高:结构复杂,锁点部位是易损点,需要经常检查和维护。
如何选择?
看地层地质报告:这是最重要的依据。
如果地层主要是泥土、砂土,基本不会遇到坚硬岩层,旋挖钻机优先选择摩阻杆,效率高且安全。
如果设计桩端需要入岩(尤其是中、微风化岩),或者地层中含有大量大粒径卵石、漂石、基岩,则须使用机锁杆,否则根本无法钻进。
看项目要求:对于超深桩或对承载力要求极高的桩,往往需要钻入坚硬持力层,机锁杆是首要选择。
看设备配置:很多旋挖钻机出厂时会配备一套“摩阻-机锁”两用杆。它兼具摩阻杆的键条和机锁杆的锁点。在软土中用摩阻模式,遇到硬岩时切换为机锁模式,通用性最强,是目前的主流配置。
山东山滕重工机械有限公司专注旋挖钻机领域多年,积累了丰富的行业经验。我们拥有专业的技术团队,致力于打造高品质产品,确保施工工期短、效率高,为您提供可靠耐用的设备保障。