200米钻机回转器设计 - 用于合并

摘 要

200米液压钻机主要用于钻探各种深度为200米左右的各种角度的各类 用途的孔，可在不同硬度的岩石中钻孔，而在煤层、软岩石中钻孔以及在农 田打井时效率最高。钻机组成主要分为回转器、绞车、变速箱、机架、操作

仪。在本次的设计中主要对回转器部分进行了分析创新设计，.通过了结构合

理性分析及各强度的较核验算。对钻机整体进行了设计，通过最后设计结果， 满足了初定的设计要求。该项目的成功设计，有效满足了由于 150 米钻机不 能完成的钻探探测任务，为新型的探测作出了有力准备，填补了目前的空白。 在设计中加入和优化设计理论和绿色设计理论， 使得操作者减轻了劳动强度， 考虑了油的各种泄露问题，对环境减轻了甚至免去了污染，符合新型设计理 论。

关键字地质勘探 钻机 回转器

Abstract

200 meters liquid presses drill machine is mainly used to drill to explore various depth as 200 meters any kind of angle of bore . It can drill a hole in the rock of different degrees of hardness. Drilling a hole in the coal seam, soft rock and in the farmland beat the well time and limited efficacy rate . the Drillling machine constitutes is divided in to turn round a machine, winch and become soon a box, machine and operates an instrument. Main carried on an analytical innovation design towards turning round the machine part in the design ,by the structure rationality an analytical and each strength to check to calculate more. Carried on a design towards drilling machine wholly, pass an end the design result, satisfy a beginning settle of design request. The successful design of that item, satisfied effectively to drill machine and can't complete because of 150 meters of drill and explore mission, in order to probe in to make emollient preparation newly, fill up current blank. Join in the design with excellent turn design the theories and green to design theories, make the operation ease labor strength, considering oil of various reveal a problem and ease to the environment to even avoid a pollution, match new design theories.

Key words

The geology probes into, drill machine, turn round a machine

第 1 章 绪 论

1.1 选题的意义

题目的选择，是通过毕业实习上的调查了解，以及目前能源行业的火暴 形式，大家都知道社会的发展离不了能源的供应，针对在课前的调查中了解 到目前在能源开采的紧张，需要一些专门化的设备，来解决实际问题。选择 200 米液压钻机的设计，主要是考虑到目前的 75 米，100 米，150 米以及当 前的 200 米钻机存在着各种问题，他们不能满足现在实际要求，对新型 200 米钻机的设计能解决目前存在的问题，对他的成功设计，将有效改进目前的 钻探工艺，取得较大的经济效益。

1.2 设计内容

1. 200 米液压钻机回转器的设计

2．主要技术参数：

（1）.钻进深度(使用Φ42 或Φ50 钻杆) 200m

（2）.钻孔直径

①开孔直径 89m

②终孔直径 ≥60mm

（3）. 立轴行程 500mm

（4） ．最大液压给进压力 4 MPa

（5） ．卡盘最大工作压力（弹簧常闭式液压卡盘） 6 MPa

（6） ．立轴内孔直径 52mm

（7） ．油缸最大起拔力 32.5KN

（8） ．油缸最大给进力 20KN

1.3 设计方法

确定了设计题目，就得需要相应的设计方法，有了明确的设计方法理念 才能完成预期的设计目标。有针对性的设计才能取得良好的效果，根据自己 的调研情况，我设计采用的方法是改进型创新设计，主要理论知识来源于钻 机的结构原理，钻机的钻进工艺，及岩心岩石的理论研究知识。

1.4 预期目标

每一项设计都有一个预期计划目的，本次设计的预期目标为，设计结果 应满足设计要求，设计的钻机应较前期钻机有突出的设计优势。设计最终应 满足钻进 200 米的各项功能要求，对环境无污染或少污染，得到绿色设计要 求，能有效减轻劳动者的劳动强度，及提高操作者的安全保证，得到优化设 计的要求。并且能够取得较高的经济效益和社会效益。

第 2 章 钻机概述

2.1 钻机的功用

钻探是地质勘探工作的重要手段之一。钻机是实现该手段的主要设备。 其基本功用是以机械动力带动钻头向地壳钻孔并采取岩矿心。钻机同时还是 进行石油、天然气勘探及开采、水文水井钻探、工程地质钻探等工程的重要 设备。

2.2 对钻机的要求

钻机的技术性能要保证在施工中能满足合理的工艺要求，以最优规程， 达到预计的质量要求；维护保养简单容易；安装拆卸搬迁方便；利于快速钻 进；钻进辅助时间短；钻孔施工周期短；体力劳动强度低等。概括起来说， 是钻机要为多、快、好、省地完成钻探生产任务创造有利条件。

根据钻机的基本功用，对钻机具体要求如下：

1.通过回转钻具等钻进方式将动力传给钻头，使钻头具有适合钻进规程 需要的转速及调节范围，以便有效地破碎岩石；

2.能通过钻具向钻头传递足够的轴心压力，并有相当的调整范围，使钻 头有效地切入或压碎岩石；

3.能调整和控制钻头给进速度，保证连续钻进；

4.能完成升降钻具的工作，并能随着钻具重量的变化而改变提升速度， 以充分利用动力机的功率和缩短辅助时间；

5.能变换钻进角度和按一定技术经济指标旧响应深度的直径的钻孔，以 满足钻孔设计的要求和提高钻进效率。

2.3 钻机的组成

目前常用的钻机由如下各部分组成：

1.机械传动系统

将输入的动力变速并分配到回转机构、升降机构。对于液压钻机还要有 驱动油泵，使液压系统工作的装置。

2.液压传动系统

利用油泵输出的压力油驱动马达、油缸等液动机，以使立轴回转和控制 给进机构、移动钻机、松紧卡盘、夹持器等；

3.回转机构

回转钻具，以带动钻头破碎孔底岩石。

4.给进机构

调整破碎岩石所需要的轴心压力和控制给进速度。在出现孔内事故时， 可以进行强力起拨。

5.升降机构

用于升降钻具（提取岩心和更换钻头）和进行起下套管等作业。

6.机架

支承上述各机构及系统，使之组装成一个整体，成为完整的机器。

2.4 钻机的分类和名称

随着钻探工程在国民经济各部门中的广泛应用，钻机类别和型号也在增 多。为此将钻机实行科学分类和确定名称，对识别、评价和选择钻机是很有 意义的。

2.4.1 分类

⑴按用途分类

按用途不同，可将现行广泛使用的钻机分为三大类，即地质勘探用岩心 钻机；石油钻探用钻机；专用钻机（水文水井钻机、物探钻机、工程钻机等）；

⑵按钻机标准钻进孔深分类

根据不同孔深范围，将各种不同钻进孔深的钻机分成三类或四类。

按三类分见表 2—1。

表 2—1 (m） 类别 浅孔钻机 中深孔钻机 深孔钻机

ⅠⅡ 10—300

10—300

300—800

300—800

800—1200

1000—2000

按四类分类见表 1—2。

表 1—2 （m）

浅孔钻机 次深孔钻机 中深孔钻机 深空钻机

10—150 200—400 500—800 900 以上

⑶按原来地质总局设备管理分类

钻机可分为六类，即浅孔钻机、岩心钻机、石油钻机、水文水井钻机、 汽车钻机和砂矿钻机；

⑷按装载方式分类

可以分为滑橇式、卡车式、拖车式；

⑸按破碎岩石方式分类

可分为回转式、冲击式和冲击回转式；

⑹按回转机构型式分类

可分为立轴式、转盘式、动力头式；

⑺按进给机构分类

可以分为手轮（把）式、油压式、螺旋差动式、长油缸式、油马达—链 轮式。

2.4.2 名称

钻机的名称是按照钻机综合特征及主要性能，以汉字拼音字母及数字编 排成的代号来表示的。通常把这种代号称为型号，并以铭牌指示在钻机上。

国产钻机名称一般有三部分组成：

首部为用途类别和结构特征代号， 用汉语拼音中的一个字母表示。 如 “X”

“U”是汉字“油”的 是汉字“心”的拼音首字母，表示钻机用于岩心钻进。

首字母，表示给进机构类型属于油压式。

中部为主要性能参数代号，用钻机标准钻进深度数字表示。如标准钻进 深度为 200 米的钻机，中部代号为 200。

尾部为变型代号，可用汉语拼音字母中的一个字母或数字为代号。无尾 部的是指首次产品。如是第二次修改后的产品，尾部代号为 2。

第 3 章 钻机的总体设计

3.1 本设计钻机的应用场合

200 米型液压钻机主要用于钻探深度为 200 米的各种角度的放水孔、地 质构造孔、灭火孔、抽放瓦斯孔及铁路、公路、桥梁、隧道、国防建设、工 业民用建设、农田打井及地质勘探、工程爆破以及其它用途的各种工程孔。

该机可用于不同硬度的岩石中钻探任何角度的钻孔，而在煤层、软岩层、 硬岩层中钻孔和农田打井时效率为最高。整个机组由两部分组成，即 200 米 型钻机、150/3.0 泥浆泵。钻机冲洗液为泥浆或清水。在地面钻探不需要使 用钻塔，只要有一定高度的三角架可供提升使用就可以。

200 米型液压钻机配备动力为电动或柴油机，适用于井上、井下或野外 没有电源的场地作业。

3.2 设计方案的确定

3.2.1 本设计钻机的特点

通过市场调研了解到， 目前钻探工程对钻孔深度 200 米左右的钻机需求 量日趋增加，而当前的 200 米钻机，存在着劳动强度大、适应性差等缺点。 鉴于以上原因，我们决定改进 200 米钻机。经几次方案讨论决定，钻机应具 有以下特点：

1. 经济耐用可靠、质优价廉；

2. 便于解体搬运；

3. 体积小，重量轻；

4. 操作简单，维修方便；

5. 适用于Φ42、Φ50mm 两种钻杆；

6. 适用于合金钻头或金刚石钻头钻进；

7. 钻进速度快，效率高；

8. 动力为电机或柴油机。

3.2.2 总体设计方案的确定

经过调研和几次方案论证，考虑到现场特点，从实用角度出发，确定方 案如下：

1. 考虑到井下、井上和野外作业，动力可选电机或柴油机；

2. 考虑到有软岩石、硬岩石的钻进，除了正常的钻进速度外，增加高 速 600r/min；

3. 钻机除配机动绞车外，增加了液压卡盘减轻劳动强度，节约时间， 提高有效钻进速度；

4. 考虑到高转速时，绞车速度不能太快，所以增加了互锁装置，安全 可靠；

5. 由于本机动力较大，动力由 V 型带传动到变速箱的传动轴上易使传 动轴弯曲，所以增加了卸荷装置；

6. 采用二级回归式变速箱，减少变速箱体积，根据不同的地质条件， 选用不同的钻进速度；

7. 在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适于整体或解 体搬运。尽量做到标准化, 通用化，系列化。

3.3 钻机的技术特性和要求

考虑到钻机的实际工作情况，根据我国当前生产技术和工艺水平，本 200 型钻机的技术特性为：

1.钻进深度(使用Φ42 或Φ50 钻杆) 200m

2.钻孔直径

⑴开孔直径 89m

⑵终孔直径 ≥60mm

3. 钻孔倾斜角度 0～360°

4. 立轴转速 120、240、350、600r/mm

5. 立轴行程 500mm

6．最大液压给进压力 4 MPa

7．卡盘最大工作压力（弹簧常闭式液压卡盘） 6 MPa

8．立轴内孔直径 52mm

9．油缸最大起拔力 32.5KN

10．油缸最大给进力 20KN

11. 绞车提升速度 0.26、0.61、0.70m/s

12. 绞车转速 33、79、91r/min

13．绞车提升负荷

⑴．0.70m/s 3.35KN

⑵. 0.61m/s 6.00KN

⑶. 0.26m/s 12KN

14. 卷筒

⑴ 直径 140mm

⑵ 宽度 100m

⑶ 钢丝绳直径 8.8mm

⑷ 容绳长度 32.8m 15．配备动力

⑴电动机

① 型号 YB160L－4

② 电压 380/660V

③ 功率 15KW

④ 转速 1460r/min

⑵柴油机

① 型号 S1500

② 功率 15KW

③ 转速 2200r/min

16.外型尺寸（L×h×b） 1370×685×1200mm 17．重量（不含柴油机） 750Kg

第 4 章 动力机的确定

4.1 输出功率计算

根据现场需要，动力机的选择偏大些，加大储备系数，这样可以提高钻 进效率。

输出功率为 0

N 0 1.1 j N N = （4—1）

式中： j N —钻机所需功率(KW)

h y j N N N h + =

式中： h N —回转钻及破坏岩石、土层所需功率(KW)

h — 效率 h =0.9

y N —油泵所需功率(KW)

4.2 回转钻进及破碎岩石、土层所需功率

回转钻进及破碎岩石、土层所需功率计算公式如下：

h N = 123

N N N ++ （4—2）

式中： 1 N —井底破碎岩石、土层所需功率(KW) 1 N = 3 4 3060000

A mnh d · 式中： m —钻头切削刃数 取 m=6

n—立轴转速 r/min

h—钻进速度

当转速 130r/min、250r/min 时,h=5cm/min

当转速 350r/min、600r/min 时,h=1.5cm/min

δ—岩石抗压强度,其值见表 3-1

A —井底环状面积，取钻头直径 D=7.7cm,内孔直径 d=5.9cm

2222 ()(7.7 5.9) 19.3 44

D d A p p -- === cm 2 2 N —钻头与孔底摩擦所需功率(KW)

2 () 1944800

f e n N R r d ′′′ =+ （4—3）

式中： δ—孔底压力或岩石抗压强度 f —钻具与岩石直接的摩擦系数 f=0.5

e—侧摩擦系数 e=1.1

n —立轴转速

R—钻头外圆半径 R=3.85cm

r—钻头内孔半径 r=2.95cm

将立轴不同转速和不同孔底压力代入式（4—3）中,所得相应数值见 表 3—1。

3 N —回转钻杆所需功率(KW)

当n <200r/min 时

11 1.7 3 7.810 N L d n

- =′′′′ 当 n>200r/min 时

112 1.33 3 0.9210 N d r L n

- =′′′′′ 式中：L —孔深 ， 硬质合金钻进时，取L ＝200000mm

金刚石钻进时，取L ＝75000mm

d —钻杆直径

取d =50mm n —立轴转速;

r —冲洗液比重, r =1.15

将上述参数及立轴不同转速代入上式，所得值列表 4—2 中。

4.3 给进油缸所需功率的计算

4.3.1 给进油缸的基本参数

1. 给进油缸的基本参数

⑴给进油缸的数量

n ＝2 ⑵油缸直径

D ＝60mm ⑶活塞杆直径

d ＝30mm ⑷活塞杆有效行程

L ＝500mm ⑸油缸面积

1 A ＝2826mm

2 ⑹活塞杆面积

2 A ＝706.5mm 2 ⑺有效面积

12 A A A =- ＝2119.5mm 2 4.3.2 油缸工作压力的计算

⑴钻机钻打水平孔时，油缸的最大推力为：

m W C F

=+ 式中：W —油缸最大推力

C —孔底最大压力

C ＝13345N m F —钻杆与孔壁间的摩擦力

m F q L f

=′′ 式中：q —钻杆单位长度重量

q ＝55.46N/m L —钻杆长度

L ＝200m f —摩擦系数 f ＝0.35

55.462000.353882.2 m F =′′= N

故 133453882.217227.2 W =+= N

⑵油泵的工作压力P

2

17227.2 8.13 2119.5 a W N P MP A mm === 4.3.3 油泵最大工作流量计算

⑴油缸回程时的最大容油量:

11 282650 1.413 V A L =′=′= L

⑵油缸送进时的最大容油量:

2 2119.550 1.06 V A L =′=′= L

⑶当选用立轴的钻进速度v =0.05m/min=0.5dm/min 时,立轴送进时每分钟 所需的油量为:

220.21190.50.2119 Q Av ==′′= L/min

⑷令活塞回程时间为 0.3min,则回程所需油量为:

1 1.413

2 9.42 0.3

Q ′ == L/min 4.3.4 给进油缸功率计算

根据以上的计算，可以得到给进油缸的功率：

8130.2119 0.028 6010260102

gy PQ N ′ === ′′ KW 4.3.5 油泵满负荷工作时所需要的功率

根据上面的计算,选用YBC —12/80型齿轮油泵(排油量12L/min,额定压力 8MPa,最大压力 12MPa)。油泵满负荷时所需功率是：

12 60102 y PQ N h h =

′′′ (4—4) 式中：P —额定压力 P =800N/cm

2

Q —额定流量 Q =12L/min

1 h —机械效率

1 h =0.9

2 h —容积效率

2 h =0.71 将上述参数代入式（4—4）中可以得到：

80012 2.45 601020.90.71

y N KW ′ == ′′′ 上式油泵排量在额定转速 1460r/min 时是 12L,在 995r/min 时是 8L 。

4.4 动力机功率的确定

通过上述的计算说明，立轴钻进时给进所需功率很小，而且油泵满负荷 工作时一般是立轴停止转动状态，液压卡盘松开时，必须停止钻进。所以参 考表 3—1，本机选用 15KW 电机或柴油机，基本能满足表 3—1 中粗线以上 各种工作状态。

表 4—1 各种类型岩层的抗压强度 （N/cm 2 ） 岩 石 名 称 抗 压 强 度d

粘土、页岩、片状砂岩

4000 石灰岩、砂岩

8000 大理石、石灰岩

10000 坚硬的石灰岩、页岩

12000 黄铁况、磁铁矿

14000 煤

2000 表 4—2 电机功率选择计算

功率 N（KW） 转速

r/min 抗压强度 δ

(N/cm 2 )

120 240 350 600

2000

0.21768 0.25887 0.11532 0.13195 4000 0.43537 0.51775 0.23064 0.26391

N1

8000 0.87075 1.03550 0.46128 0.52782 10000 1.08844 1.29438 0.57660 0.65978 12000 1.30613 1.55326 0.69192 0.79173 14000 1.52382 1.81214 0.80724 0.92369 N2 2000 0.46153 0.92307 1.34615 2.30769 4000 0.92307 1.84615 2.69230 4.61538 8000

1.84615 3.69230 5.38461 9.23076 10000

2.30769 4.61538 6.73076 11.5384 12000

2.76923 5.53846 8.07692 1

3.8461 14000

3.23076 6.46153 9.42307 16.1538 N3 2.67 7.75

4.8 9.83 N 回转器 (N1+N2+N3) 2000

3.34922 8.93195 6.26147 12.2696 4000

4.02845 10.1139 7.72295 14.7093 8000

5.38691 12.4778 10.6459 19.5885 10000

6.06613 13.6597 12.1073 22.0282 12000

6.745364 14.84172 13.56885 24.46789 14000

7.424592 16.02368 15.03033 26.90754 N 油泵 0.028 0.028 0.028 0.028 N (N 油+N 回） 2000

3.377227 8.959954 6.289475 12.29765 4000

4.056455 10.14191 7.75095 14.7373

8000 5.41491 12.50582 10.6739 19.61659

10000 6.094137 13.68777 12.13538 22.05624

12000 6.773364 14.86972 13.59685 24.49589

14000 7.452592 16.05168 15.05833 26.93554

j N =N/0.9 8.280658 11.26879 13.4838 13.6640

0 N =1.1 j

N 9.108724 12.39567 14.8321 15.0304

第 5 章 机械传动系统设计

5.1 主要参数的选择

5.1.1 变速箱

参考国内外现有小型钻机的转速系列，本机采用了不规则排列的中间转 速系列。

立轴有四种转速，120、240、350r/min 转速适合合金钻头钻进，600r/min 转速适合金刚石钻头钻进。

5.1.2 绞车

为了减轻钻机重量，不使动力机过大，绞车的缠绳速度不宜过高，基本 上采用低速，本机升降机速度为 0.26～0.70m/s。

卷筒缠绳速度为三种，见表 5—1

表 4—1 绞车卷筒缠绳速度

Ⅰ档 Ⅱ档 Ⅲ档 Ⅳ档 立轴转速 r/min 120 240 350 600

缠绳速度 m/s 0.26 0.61 0.70 —

5.1.3 回转器

立轴的转速，主要取决于地质条件、钻头直径及钻进方式，当使用直径 为 75mm 钻头时，采用硬质合金和钻粒，根据国内外的经验，立轴转速取

n＝90～400r/min 比较适宜；采用金刚石钻头钻进时，立轴转速取 n＝400～ 1000r/min 比较适宜。本机选用 120～600r/min，即适合合金钻头钻进，由适 合金刚石钻头钻进。

5.2 机械传动系统初步计算

5.2.1 变速箱各档传动

根据设计方案可知变速箱的几种传动如下所示：

1， 立轴的Ⅰ速回转运动 125r/min

D 1→D 2→Z 1→Z 2→Z 3→Z 4→Z 10→Z 11

2， 立轴的Ⅱ速回转运动 210r/min

D 1→D 2→Z 1→Z 2→Z 5→Z 6→Z 10→Z 11

3， 立轴的Ⅲ速回转运动 340r/min

D 1→D 2→Z 1→Z 4（内齿）→Z 10→Z 11

4， 立轴的Ⅳ速回转运动 580r/min

D 1→D 2→Z 1→Z 2→Z 7→Z 8→Z 6（内齿）→Z 10→Z 11

5， 绞车的低速回转运动

D 1→D 2→Z 1→Z 2→Z 3→Z 4→Z 9→Z 12→Z 13→Z 14→Z 15

6， 绞车的中速回转运动

D 1→D 2→Z 1→Z 2→Z 5→Z 6→Z 9→Z 12→Z 13→Z 14→Z 15

7， 绞车的高速回转运动

D 1→D 2→Z 1→Z 4（内齿）→Z 9→Z 12→Z 13→Z 141→Z 15

5.2.2 绞车的缠绳速度

第一档速度:

3913 11 1 2241214 () 60000 Z Z Z D Z D n D Z Z Z Z p n =′′′′′′ m/s

式中: 0 1408.8148.8 D D d =+=+= mm

式中: 0 D =140mm 为卷筒直径,d =8.8mm 为钢丝绳直径。

故 1 148.81602518331818 (1460) 600003553138831854

p n ′ =′′′′′′′ =0.28 / m s

同样方法可以得到:

2 0.68 n = m/s

3 0.75 n = m/s (计算从略)

考虑到皮带、轴承、齿轮等的效率，确定绞车提升速度分别为：

1 U ＝0.26ms

2 U =0.61m/s

3 U =0.70m/s 。 5.2.3 立轴的转速

根据机械传动路线，立轴的转速计算如下：

310 11 22411

Z Z D Z n n D Z Z Z I =′′′′ 式中： n I —立轴的第一档转速 r/min

n —电机转速 n=1460r/min

1 D —主动皮带轮直径 D 1=160mm

2 D —大皮带轮直径

D 2=355mm Z 1—Z 11 传动链中各齿轮的齿数,Z 1=25,Z 2=31,Z 3=19,Z 4=40 Z 10=20,Z 11=39 故 160251920 1460125.26120 355314039

n I =′′′′=? r/min 同理可求出第二档、第三档和第四档转速分别表示如下：

第二档：

n Ⅱ= 510

11 22611 Z Z D Z n D Z Z Z ′′′′ 式中：Z 5=28,Z 6=31

故

n Ⅱ= 160252820 1460245.86240 355313139 ′′′′=? r/min 第三档： n Ⅲ= 10

11 211 4

Z D Z n D Z Z ′′′ 内

式中: Z4

内=24

故 n

Ⅲ=

1602520

1460

3552439

′′′ =351.5≈350r/min

第四档： n

Ⅳ= 7810

11

22811

6

Z Z Z

D Z

n

D Z Z Z Z

′′′′′

内

式中： Z7=46,Z8=21,Z6 内=21

故 n

Ⅳ=

16025472120

1460609.1600/min 35531212131

r ′′′′′=?

考虑到皮带传动、齿轮传动、轴承等的效率，所以各档转速确定为 120、 240、350、600r/min。

全套管全回转钻机简介

全套管全回转钻机简介 全套管全回转钻机，是徐州盾安重工机械制造有限公司联合浙江大学、吉林大学等高校研发制作出的具有完全知识产权的钻机设备，这是中国第一台全套管全回转钻机，也获得了60多项国家专利。盾安重工也凭借这套设备，成为了中国最大的全套管全回转钻机研发制造基地以及全套管钻机行业标准的制定者。 【全回转钻机工法简介】 全回转是集全液压动力和传动，机电液联合控制于一体的新型钻机。 这是一种新型、环保、高效的钻进技术，近年来在城市地铁、深基坑围护咬合桩、废桩（地下障碍）的清理、高铁、道桥、城建桩的施工、水库水坝的加圄等项目中得刭了广泛的应用。 这种全新的工艺工法的研究成功，实现了施工人员在卵、漂石地层、含溶洞地层、厚流沙地层、强缩颈地层、各类桩墨础、钢筋砼结构等障碍还没有清除的情况下就可以实现灌注桩、置换桩、地下连续墙的施工和顶管、盾构隧道无障碍穿越各类桩基础的可能。 全回转（SRD）工法已在世界多个国家及地区如：新加坡、日本、香港地区、上海、杭州、北京、天津等地成功的完成了5000多个项目的施工任务。它一定会在今后的城市建设及其他的桩基施工领域发挥更大的作用。 【全回转钻去除旧桩原理】 全回转钻机拨除钢筋混凝土桩是其它机械无法完成的施工。这种工法是用套管套住桩体进行切削作业，套管强大的回转扭矩可把桩体扭断，用冲抓斗取出。根据施工条件的不同，可用分割切除、整体拔除、重锤破砗及多头爪搅碎等工法清除。 多头爪配套螺旋钻头清除钢筋混凝土桩 套管套住桩体进行切削，用冲抓斗冲挖至桩顶。沿套管内壁放下多头爪，松开悬吊钢丝绳，多头爪顶端的配重及内置弹簧使真固定在套管的内壁。随着套管的回转及压入，螺旋钻头的合金刀头能把钢筋混凝土桩体破碎，钢筋可切断，并直接取出。 此工法也适用于钢管桩、H钢管的清除。 【采用全回转钻机施工的优势】 1、无噪音、无振动、无泥浆，安全性高，环保性好； 2、清孔彻底，不会产生塌孔现象，成孔直径标准，充盈系数小，节约砼的使用，成桩质量高；

回转器

回转器 实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 实验报告要求 实验现象 实验结果分析 实验相关知识 实验标准报告 实验目的 ? 学习和了解回转器的特性。 ? 研究如何用运算放大器构成回转器，学习回转器的测试方法。 ? 学习用回转器和电容，来替代电感的方法。 实验原理 ? 回转器是理想回转器的简称。它是一种新型的双 口元件，其符号如图5.16.1所示。其特性表现为它能 将一端口上的电压（或电流）?°回转?±为另一端口上 的电流（或电压）。端口量之间的关系为： 或 上式中，回转系数g 具有电导的量纲，称为回转 电导，α＝1/g 称为回转比。 ? 回转器可以由晶体管或运算放大器等有源器件 构成。图5.16.2所示电路是一种用两个负阻抗变换器 12 21 i gu i gu =??=-? 1221 u i u i αα=-??=?

来实现的回转器电路。 其端口特性： 根据回转器定义式，可得 g ＝1/R 。 图2.16.2 回转器电路图 ? 在输入为正弦电压，负载阻抗是一个电容C 时， 输入阻抗为： 因此，在回转器输出端接入一个电容元件，从输入 端看入时可等效为一电感元件，等效电感L ＝C /g 2。 所以，回转器也是一个阻抗变换器，它可以使容性 负载变换为感性负载。 12 2111i u R i u R ? =??? ?=-??L in 2 2 2 111L j C Z j L g Z g g j C ωωω= == =

? 如图5.16.4（a ）所示，用模拟电感器可以组成 一个RLC 并联谐振电路，图5.16.4（b ）是其等效电 路。 图5.16.4（a ） RLC 并联谐振电路图 图5.16.4（b ） RLC 并联谐振电路等效电路图 图5.16.4（a ） 图5.16.4（b ） 此并联谐振电路的幅频特性为： 2 C U L U ()U ω= =

全回转钻机在国内的发展与应用

全回转钻机在国内的发 展与应用 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

全回转钻机在国内的发展与应用 陈建海刘可可 （徐州盾安重工机械制造有限公司徐州 221000） 摘要：全回转全套管钻机钻机是一种可以驱动套管做360度回转的全套管施工设备，是日本在20世纪80年代中期在摇动式搓管机的基础上开发的新型贝诺特施工设备。徐州盾安重工于2011年研发成功我国第一台具有完全自主知识产权的具有国际先进水平的全回转钻全套管机，并形成了全系列产品。 一、国际上全回转全套管钻机的发展 全套管钻机又称贝诺特（Benoto）钻机，它最初是由法国贝诺特公司于上世纪5０年代开发研制成功的，随后日本、德国、英国、意大利等国家先后引进和研制，机型和施工方法均有很大发展。贝诺特施工法为全套管施工法即冲抓斗跟管钻进法，工作装置由冲抓斗和全套管装置两部分组成。最初的全套管装置为摇动式，即利用两只摇动液压缸的伸缩使套管绕其中心以一定的角度往复转动，从而使套管最下端的切削齿剪切土壤，降低套管压人阻力；靠另外两只液压缸将套管压人或从土中拔出。随着桩基础施工的发展，桩的直径越来越大，施工效率和精度要求越来越高，摇动式套管装置因扭矩小、效率低，已不能完全满足施工的要求。 全回转全套管钻机是一种可以驱动套管做360度回转的全套管施工设备，是日本在20世纪80年代中期在摇动式搓管机的基础上开发的新型贝诺特施工设备，目前国际上研制开发出全回转全套管钻机的主要厂家有日本车辆制造株式会社、三和机工株式会社、德国Leffer公司等。该设备的应用领域主要涉及城市地下障碍物（包括旧的混凝土预制桩、灌注桩、钢管桩、钢板桩等）的拔除和置换，城市和沿海地区软基或硬岩地区钻进成孔、复杂破碎的填石填海地层、沿海滩涂和地下水丰富的砂层、卵砾石地层的全套管成孔灌注桩施工。该工法技术灵活多样、机械化程度高，具有施工安全、可靠，成孔垂精度高、无泥浆污染等特点。在日本已经形成1000～3200mm的系列产品。 全回转全套管钻机的研制成功对贝诺特工法的推广起到了十分积极的作用，由于该工法可以在各种复杂的底层中进行施工，不仅可以施工桩孔。而且还可以施工柱列式桩排挡土墙，并能处理其它工法因施工质量问题留下的桩基事故及清理旧桩，因此，全回转全套管施工工法有称为“万能施工工法”。 二、我国全回转全套管钻机的发展

回转器电路设计实验

南京航空航天大学 实验报告 实验课程：电路实验与实践 实验名称:回转器电路设计 班级：0312302 学号： 姓名： 实验日期：2013-12-19

一、实验目的 1.加深对回转器特性的认识，并对实际应用有所了解； 2.研究如何运用运算放大器构成回转器，并学习回转器的测试方法。 二、实验原理 回转器是理想回转器的简称，它能将一端口上的电压（电流）“回转”成 另一端口上的电流（电压）。端口之间的关系为: I1=gU2 或u1=-ri2 I2=-gU1 或u2=ri1 式中：r、g 为回转系数，r为回转电阻，g 为回转电导。 三、实验步骤 1. 测回转电导g： 回转器输入端接信号发生器，调得US=1.5V（有效值），输出端接负载电 阻RL=200Ω，分别测U1，U2，I1，求g。 2. 记录不同频率下U1、I1的相位关系： 回转器输出端接电容，C分别取0.1μF、0.22μF，用示波器观察f 分别为500Hz、1000HZ时U1和I1的相位关系。 3. 测由模拟电感组成的并联谐振电路的Uc~f幅频特性： 取C1=0.1μF经回转器成为模拟电感，另取C=0.22μF，则f0=1.073kHz, 符合要求。 信号源输出电压有效值保持为 1.5V 不变，改变频率（200Hz~2000Hz），测Uc 的值,同时观察US和UC的相位关系。（串联一取样电阻，阻值1k Ω） 四、仿真实验电路图及数据 1.测量回转电导g,仿真结果如下图所示 实验数据：U1=250mV U2=244.99mV I1=U1/1000 g=I1/U2=U1/(1000*U2)=1.00 X 10-3s

旋转变压器原理及应用

旋轉變壓器原理及應用 上海贏雙電機有限公司 ⒈概述 ⒈⒈旋轉變壓器的發展 旋轉變壓器用於運動伺服控制系統中，作為角度位置的傳感和測量用。早期的旋轉變壓器用於計算解答裝置中，作為模擬電腦中的主要組成部分之一。其輸出，是隨轉子轉角作某種函數變化的電氣信號，通常是正弦、余弦、線性等。這些函數是最常見的，也是容易實現的。在對繞組做專門設計時，也可產生某些特殊函數的電氣輸出。但這樣的函數只用於特殊的場合，不是通用的。60年代起，旋轉變壓器逐漸用於伺服系統，作為角度信號的產生和檢測元件。三線的三相的自整角機，早於四線的兩相旋轉變壓器應用於系統中。所以作為角度信號傳輸的旋轉變壓器，有時被稱作四線自整角機。隨著電子技術和數字計算技術的發展，數字式電腦早已代替了模擬式電腦。所以實際上，旋轉變壓器目前主要是用於角度位置伺服控制系統中。由於兩相的旋轉變壓器比自整角機更容易提高精度，所以旋轉變壓器應用的更廣泛。特別是，在高精度的雙通道、雙速系統中，廣泛應用的多極電氣元件，原來採用的是多極自整角機，現在基本上都是採用多極旋轉變壓器。 旋轉變壓器是目前國內的專業名稱，簡稱“旋變”。俄文裏稱作“ВращающийсяТрансформатор” ，詞義就是“旋轉變壓器”。英文名字叫“resolver”，根據詞義，有人把它稱作為“解算器”或“分解器”。 作為角度位置傳感元件，常用的有這樣幾種：光學編碼器、磁性編碼器和旋轉變壓器。由於製作和精度的緣故，磁性編碼器沒有其他兩種普及。光學編碼器的輸出信號是脈衝，由於是天然的數字量，數據處理比較方便，因而得到了很好的應用。早期的旋轉變壓器，由於信號處理電路比較複雜，價格比較貴的原因，應用受到了限制。因為旋轉變壓器具有無可比擬的可靠性，以及具有足夠高的精度，在許多場合有著不可代替的地位，特別是在軍事以及航太、航空、航海等方面。 隨著電子工業的發展，電子元器件集成化程度的提高，元器件的價格大大下降；另外，信號處理技術的進步，旋轉變壓器的信號處理電路變得簡單、可靠，價格也大大下降。而且，又出現了軟體解碼的信號處理，使得信號處理問題變得更加靈活、方便。這樣，旋轉變壓器的應用得到了更大的發展，其優點得到了更大的體現。和光學編碼器相比，旋轉變壓器有這樣幾點

全套管全回转钻机简介讲课稿

全套管全回转钻机简 介

全套管全回转钻机简介 全套管全回转钻机，是徐州盾安重工机械制造有限公司联合浙江大学、吉林大学等高校研发制作出的具有完全知识产权的钻机设备，这是中国第一台全套管全回转钻机，也获得了60多项国家专利。盾安重工也凭借这套设备，成为了中国最大的全套管全回转钻机研发制造基地以及全套管钻机行业标准的制定者。 【全回转钻机工法简介】 全回转是集全液压动力和传动，机电液联合控制于一体的新型钻机。 这是一种新型、环保、高效的钻进技术，近年来在城市地铁、深基坑围护咬合桩、废桩（地下障碍）的清理、高铁、道桥、城建桩的施工、水库水坝的加圄等项目中得刭了广泛的应用。

这种全新的工艺工法的研究成功，实现了施工人员在卵、漂石地层、含溶洞地层、厚流沙地层、强缩颈地层、各类桩墨础、钢筋砼结构等障碍还没有清除的情况下就可以实现灌注桩、置换桩、地下连续墙的施工和顶管、盾构隧道无障碍穿越各类桩基础的可能。 全回转（SRD）工法已在世界多个国家及地区如：新加坡、日本、香港地区、上海、杭州、北京、天津等地成功的完成了5000多个项目的施工任务。它一定会在今后的城市建设及其他的桩基施工领域发挥更大的作用。 【全回转钻去除旧桩原理】 全回转钻机拨除钢筋混凝土桩是其它机械无法完成的施工。这种工法是用套管套住桩体进行切削作业，套管强大的回转扭矩可把桩体扭断，用冲抓斗取出。根据施工条件的不同，可用分割切除、整体拔除、重锤破砗及多头爪搅碎等工法清除。

多头爪配套螺旋钻头清除钢筋混凝土桩 套管套住桩体进行切削，用冲抓斗冲挖至桩顶。沿套管内壁放下多头爪，松开悬吊钢丝绳，多头爪顶端的配重及内置弹簧使真固定在套管的内壁。随着套管的回转及压入，螺旋钻头的合金刀头能把钢筋混凝土桩体破碎，钢筋可切断，并直接取出。 此工法也适用于钢管桩、H钢管的清除。 【采用全回转钻机施工的优势】 1、无噪音、无振动、无泥浆，安全性高，环保性好； 2、清孔彻底，不会产生塌孔现象，成孔直径标准，充盈系数小，节约砼的 使用，成桩质量高； 3、施工钻进时可以直观的辨别地层及岩石特性，可以准确的确定持力层的 有效深度； 4、钻进速度快，对于一般土层，可达14m/小时； 5、钻进深度大、根据地层情况，最大作业深度可达100米以上； 6、成孔垂直度便于掌握，垂直度可以精确到1/500；

回转器电路设计(完整版,包括pspice仿真电路以及实验数据)

南京航空航天大学电路实验报告 回转器电路设计 姓名：李根根 学号：031220720 指导老师：王芸

目录 一、实验目的 (2) 二、实验仪器 (2) 三、实验原理 (2) 四、实验要求 (3) 五、用pspice软件进行电路仿真并分析 (5) 六、实验内容 (9) 七、实验心得 (11) 八、附件（Uc – f 图） (12)

一、实验目的 1．加深对回转器特性的认识，并对其实际应用有所了解。 2．研究如何用运算放大器构成回转器，并学习回转器的测试方法。 二、实验仪器 1．双踪示波器 2．函数信号发生器 3．直流稳压电源 4．数字万用表 5．电阻箱 6．电容箱 7．面包板 8．装有pspice软件的PC一台 三、实验原理 1．回转器是理想回转器的简称。它是一种新型、线性非互易的双端口元件，其电路符号如图所示。其特性表现为它能够将一端口上的电压（或者电流）“回转”成另一端口上的电流（或者电压）。端口变量之间的关系为 I1 = gu2 u1 = -ri2 I2 = gu1 u2 = ri1

式子中，r，g称为回转系数，r称为回转电阻，g称为回转电导。 2．两个负阻抗变换器实现回转器 图中回转电导为: 四、实验要求 先利用pspice软件进行电路仿真，（提示：仿真时做瞬态分析，信号源用Vsin ，做频率分析时，信号源用VAC）然后在实验室完成硬件测试： 1．用运算放大器构成回转器电路（电路构成见实验教材p216图9-24，其中电阻R的标称值为1000Ω），测量回转器的回转电导。 2．回转器的应用——与电容组合构成模拟电感。

3．用电容模拟电感器，组成一个并联谐振电路，并测出谐振频率以及绘制其Uc~f幅频特性曲线。 具体要求： 1．回转器输入端接信号发生器，调得Us=1.5V(有效值)，输出端接负载电阻RL=200Ω，分别测出U1、U2及I1，求出回转电导g。 试回答改变负载电阻以及频率的大小对回转电导有何影响？ 2．回转器输出端接电容，C分别取0.1μF和0.22μF，用示波器观察频率为500Hz、1000Hz 时U1和I1的相位关系，解释模拟电感是如何实现的。 要求画出测试U1和I1的相位关系的接线图，并用坐标纸分别画出两个不同C值时的U1和I1波形，记录其相位关系。说明模拟电感的实现与频率的大小有何关系。 3．用C1回转后的模拟电感作并联谐振电路，谐振频率f0取1000Hz左右，确定C和C1的大小，信号源输出电压保持Us=1.5V(有效值)不变，改变频率（200Hz~2000Hz）测量Uc的值，同时观察us和uc的相位关系。（要求串联一取样电阻1kΩ） 预习要求： 1．画出设计任务中完整的电路接线图，明确I1的测量方法，建议取样电阻取1kΩ。2．电容不要取大于1μF的电解电容，以免误差大。 报告要求： 1．提交一份电路仿真实验报告。 2．现场整理测试数据和图表，与仿真结果比较，给出比较详细的分析和说明。

旋转变压器原理及其在自动控制中的应用

旋转变压器原理及其在自动控制中的应用.txt婚姻是键盘，太多秩序和规则；爱情是鼠标，一点就通。男人自比主机，内存最重要；女人好似显示器，一切都看得出来。旋转变压器原理及其在自动控制中的应用 摘要：介绍旋转变压器（简称旋变）分类、结构特点、工作原理和解码方法，以及在各行各业中的应用，还有与其相关的工业设备（SMARTCAM）的应用特点。 关键词：旋转变压器，SMARTCODER，SMARTCAM 旋转变压器 简称旋变是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度--数字转换装置中。 按输出电压与转子转角间的函数关系，主要分三大类旋转变压器： 1.正--余弦旋转变压器----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。 2.线性旋转变压器----其输出电压与转子转角成线性函数关系。线性旋转变压器 按转子结构又分成隐极式和凸极式两种。 3.比例式旋转变压器----其输出电压与转角成比例关系。 结构说明 由于我公司只销售日本多摩川公司的正余弦旋转变压器，所以在此介绍的旋转变压器皆为正余弦型的。 旋变由转子和定子绕组构成，并且两者相互独立，初级和次极线圈都绕在定子上，转子由两组相差90度线圈组成，采用无刷设计，如图1所示。 转子绕组定子绕组 图1 图2是旋转变压器电气示意图。 ER1-R2 励磁电压

Ve ES2-S4 图2 旋变的输入输出电压之间的具体函数关系如下所示： 设转子转动角度为θ，初级线圈电压（即励磁电压）: ER1-R2=E*Sin2πft f:励磁频率， E：信号幅度 那么输出电压ES1-S3=K*E*Sin2πft*Cosθ; ES2-S4=K*E*Sin2πft*Sinθ K：传输比，θ：转子偏离原点的角度 令θ=ωt，即转子做匀速运动，那么其输出信号的函数曲线可表示为图3所示， 图中信号频率为f，即励磁信号频率，最大幅度为E，包络信号为Sinωt和Cosωt，解码器就是通过检测这两组输出信号获取旋变位置信息的。 不难看出，励磁频率越高，旋变解码精度也就越高，而励磁电压幅度则对解码没有很明显的影响。只需达到一定的电压数值即可, 一般来讲3V~120%额定电压。 （旋变转子旋转角度） 电气角 图3 解码 日本多摩川公司推出了自己的多款解码芯片，其原理都基本相同，如图4所示，解码芯片原理框图中如果图中Vsr=0, 那么θm=θrd. 即可解码出转子转角。 乘法器 SIN COS D/A θrd 相敏解 调器 积分器 压控振 荡器 VSR=kE1sinωt*sin(θm-θrd) 1相励磁，两相出力

全回转钻机拔桩施工方案

一、工程简要概述 省略 二、编制依据 省略 三、施工总体设想和部署 1、主要施工工艺简述 1.1便桥搭设 1.2桥面、墩台拆除、围堰施工 1.3摸桩及场地回填 摸桩采用挖机直接下挖的方式，挖出桩头，并使用全站仪根据业主提供的导线控制网精确测定桩位。并使用优质黏土回填。并满足拔桩机械的要求。 1.4拔桩 钻孔桩拆除采用RT-200AⅢ型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工法） 四、钻孔桩拔除 根据本工程特点，钻孔桩直径分别为Φ600mm、Φ800mm。采用全回转钻机配1200mm套筒来施工，利用钻机自身的液压油缸，将套管下压至桩底或设计要求的深度，使用100t履带吊起吊废旧钻孔桩桩身，然后将套管内的杂物清除，使用7%水泥土回填或设计要求的其他材料。 （1）回旋钻机工作原理及特点 1．1、设备特点 日本车辆开发的RT-200AⅢ型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工

法）具有以下特点： ●超级工法的强大马力和紧急脱离机构 ●为牢靠的将强大马力传递给套管而设置的性能良好的楔型夹紧机构 ●为有效利用强大马力而设计的钻头负荷自动控制等机构 ●为保证垂直精度所不可或缺的自动水平调整机构 ●为去除钢筋混凝土基础、钢管等地下障碍物而设计的套管内部挖掘装置、 多头钻机等。 ●RT-200A型具有相当强的扭矩及拔桩力，配备了大马力发动机，从而能 充裕的运行。 ●为了施工方便该设备用电网电和发电机发电都可以，而且不影响其施工效 果。 3．2、钢筋混凝土清理原理 钢筋混凝土清理直接利用回转钻机进行，首先利用回转钻机将套筒压入至钢筋混凝土表面，然后利用套筒的自重，将套管强行回转下压穿越钢筋混凝土下压，对于进入套管内的混凝土块，可直接采用冲抓斗排出。 3．3、套管回转

旋转变压器分类及接口电路

摘要：本文简要介绍编码器、旋转变压器应用特点和接口方法，其中重点介绍产品通信协议和硬件接口电路以及专用的接收芯片AU5561应用方法。 编码器发展历史 早期的编码器主要是旋转变压器，旋转变压器IP值高，能在一些比较恶劣的环境条件下工作，虽然因为对电磁干扰敏感以及解码复杂等缺点而逐渐退出，但是时至今日，仍然有其特有的价值，比如作为混合动力汽车的速度反馈，几乎是不可代替的，此外在环境恶劣的钢铁行业、水利水电行业，旋转变压器因为其防护等级高同样获得了广泛的应用。随着半导体技术的发展，后来便有霍尔传感器和光电编码器，霍尔传感器精度不高但价格便宜，而且不能耐高温，只适合用在一些低端场合，光电编码器正是由于克服了前面两种编码器的缺点而产生，它精度高，抗干扰能力强，接口简单使用方便因而获得了最广泛的应用。 编码器的生产厂家很多，这里以多摩川的产品为例进行介绍。 下面以旋转变压器、增量式编码器、绝对式编码器为例逐一进行介绍。 旋转变压器 简称旋变是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。 按励磁方式分，多摩川旋转变压器分BRT和BRX两种，BRT是单相励磁两相输出；BRX是双相励磁单相输出。用户往往选择BRT型的旋变，因为它易于解码。 旋转变压器解码 图4旋转变压器电气示意图。 旋变的输入输出电压之间的具体函数关系如下所示： 设转子转动角度为θ，初级线圈电压（即励磁电压）:ER1-R2=E*Sin2πft f:励磁频率，E：信号幅度 那么输出电压ES1-S3=K*E*Sin2πft*Cosθ; ES2-S4=K*E*Sin2πft*Sinθ K：传输比， θ：转子偏离原点的角度 令θ=ωt，即转子做匀速运动，那么其输出信号的函数曲线可表示为图5所示， 图中信号频率为f，即励磁信号频率，最大幅度为E，包络信号为Sinωt和Cosωt，解码器就是通过检测这两组输出信号获取旋变位置信息的。 不难看出，励磁频率越高，旋变解码精度也就越高，而励磁电压幅度则对解码没有很明显的影响。只需达到一定的电压数值即可,一般来讲3V~1.2倍额定电压都可满足解码需求。 多摩川为自己的旋变开发了专门的解码芯片AU6802N1，并且艾而特公司有现成的解码板可供使用，解码板支持10KHZ励磁频率，0.5的传输比，可以同时提供增量式和绝对式信号输出，增量式输出

负阻抗变换器和回转器的设计

负阻抗变换器和回转器的设计 摘要 本文简要介绍了负阻抗变换器（NIC ）和回转器的原理，通过实验研究NIC 的性能，并应用NIC 性能作为负内阻电源研究其输出特性，还将这负电阻应用到R LC 串联电路中， 从中观察到除过阻尼、临界阻尼、负阻尼外的无阻尼等幅振荡和总电阻小于零的负阻尼发散震荡；并且利用负阻抗变换器实现回转器，进而利用回转器将电容回转成模拟纯电感,还利用模拟的电感组成RLC 并联谐振电路。 关键字 负阻抗变换器 运算放大器 二端口网络 回转器 回转电导 模拟电感 并联谐振 1.负阻抗变换器的原理 负转换器是一种二端口网络，通常，把一端口处的U 1和I 1称为输入电压和输入电流，而把另一端口’处的U 2和-I 2称为输出电压和输出电流。U 1、I 1和U 2、I 2的指定参考方向如下图中所示。根据输入电压和电流与输出电压和电流的相互关系，负阻抗变换器可分为电流反向型(INIC)和电压反向型(VNIC)两种， 电路图分别如下图的（a ）（b ）所示： 图中U 1和I 1称为输入电压和输入电流， U 2和-I 2称为输出电压和输出电流。U 1、I 1和U 2、I 2的指定参考方向如图1-1、1-2中所示。根据输入电压和电流与输出电压和电流的相互关系，负阻抗变换器可分为电流反向型(INIC)和电压反向型(VNIC)两种，对于INIC ，有U 1 =U 2 ；I 1=( 1K -)（2I -）式中K 1为正的实常数，称为电流增益。由上式可见，输出电压与输入电压相同，但实际输出电流-I 2不仅大小与输入电流I 1不同(为I 1的1/ K 1倍)而且方向也相反。换言之，当输入电流的实际方向与它的参考方向一致时，输出电流的实际方向与它的参考方向

全套管全回转钻机高精度无偏差钢立柱插入施工工法

全套管全回转钻机高精度无偏差钢管柱插入施工工法 上海工程机械厂有限公司 陈建海 1.概念 全套管全回转钻机高精度无偏差钢管柱插入施工主要用于盖挖法施工中的逆作法施工。通过全套管全回转钻机自身的两套液压夹紧装置和垂直控制系统，将钢管柱垂直插入到初凝前的混凝土中。 2.施工原理 本工艺是根据二点定位的工作原理，通过DTR系列全回转钻机自身的两套液压定位装置和垂直液压系统，将钢立柱垂直插入到初凝前的混凝土中（混凝土采用缓凝混凝土，缓凝时间约36小时）。钢立柱在插入混凝土过程中通过钢立柱下部安装的定点式水平位移计将信号传输到信号采集系统，然后通过无线（有线）方式发送到电脑上，动态监测钢立柱插入过程的垂直度，采集频率可达60次/分，垂直度可达＜1‰，确保施工质量。 3.施工特点 全套管全回转钻机高精度无偏差钢管柱插入施工与传统其他钢管柱插入施工相比具有以下特点：①成孔过程中全程套管护壁，能有效控制周围土体的变形和地表的沉降，减小了对周边环境的影响；②施工场地范围小，适用于任何不规则形状的平面或大平面的地下工程； ③全套管全回转钻机成孔与植入钢管柱一体化作业，成孔精度高、施工效率高、安全性能高； ④开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递给地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，减小了基坑内地基回弹量。 4.适用范围及设备 4.1全套管全回转钻机高精度无偏差钢管柱插入施工适用范围 全套管全回转钻机高精度无偏差钢管柱插入施工一般运于基础盖挖逆作施工，特别适用于城市繁华地区、深度开挖、地层软弱、地基承载力较低条件下的大型地下工程施工。 4.2机具设备 4.2.1测量设备：全站仪、水准仪、经纬仪。 4.4.2机械设备：全套管全回转钻机、履带吊车、挖掘机、装载机、运输车、冲抓斗、重锤、套管、导管、电焊机、泵车、工具管、多功能平台。 4.4.3检测设备：卷尺、孔深检测器具。 5.施工工艺流程 5.1施工流程 全套管全回转钻机高精度无偏差钢管柱插入施工工艺流程如下：

浅谈全回转钻机桩基施工——张正伟论文

浅谈全回转钻机桩基施工 中铁九局五公司正伟 摘要：枢纽铁路工程黑龙潭桥区处于黑龙潭饮用水源保护区。黑龙潭桥区地表上覆第四系坡残积或人工填筑土，在水源地保护区地表为软土、孤石或池塘、淤泥质土。下伏基岩为泥岩夹页岩及砂岩、灰岩。不良地质为岩溶，特大桥勘探结果显示桥区岩溶中等～强烈发育。特殊岩土为软土和岩溶。桩基成孔困难，桩基质量难以保证。为保证桩基顺利成孔，确保桩基质量、节约成本实现工期目标。本桥区桩基施工采用了全回转钻机下钢护筒配合旋挖钻机进行桩基施工。 关键词：全回转钻机、钢护筒、旋挖钻、桩基施工 桥梁工程中桥梁桩基极为关键，桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难控制,况且桩基质量直接影响桥梁的整体质量。这就要求设计、施工人员对勘察报告进行仔细分析，选择一个最优化的桩基施工方案。 新建铁路至客运专线玉屏至段,长昆客专云桂客车环线引入枢纽工程黑龙潭特大桥桥群位于市呈贡区大新册村黑龙潭水源地保护区，水源点下游水渠与线路斜交。桥群由长昆动左线黑龙潭特大桥(铁路中心里程为HZD1K1+977.5)、长昆动右云桂动左线黑龙潭特大桥（铁路中心里程HYD1K2+162.5）、云桂动右线黑龙潭特大桥（铁路中心里程NYD1K2+833.5）三座特大桥组成，三座特大桥错孔布置。 黑龙潭特大桥地表上覆第四系坡残积或人工填筑土，在水源地保护区地表为软土、孤石或池塘、淤泥质土。下伏基岩为泥岩夹页岩及

砂岩、灰岩。不良地质为岩溶，特大桥勘探结果显示桥区岩溶中等～强烈发育。特殊岩土为软土和岩溶。钻孔桩的桩身穿过16m-28m厚的<12-1>软土层，易塌孔，成孔困难，桩基质量不易保证。 为保证桩基施工顺利进行，采用全回转钻机下钢护筒配合旋挖钻机钻桩施工。 全回转钻机下钢护筒配合旋挖钻机进行桩基施工的具体施工艺如下： 一、全回转钻机特点 全回转钻机具有以下特点： 1、低噪音，无振动； 2、对周围土体扰动最小； 3、有将强大马力传递给套管而设置的性能良好的楔型夹紧装置； 4、设备具有能有效利用强大马力而设计的钻头负荷自动控制装置； 5、为保证桩基垂直精度而设计的自动水平调整机构 6、为去除孤石、钢筋混凝土基础、钢管等地下障碍物而设计的套管部挖掘装置、多头钻机等，适用任何地层。 7、具有较大的扭矩。 二、全回转钻机下钢护筒配合旋挖钻机施工桩基的工艺 1、施工准备 组织、安排施工人员，物资、材料、机具准备，施工现场布置，机械设备拼装，安全、技术交底等施工前的所有准备工作。

DTR3205H型全套管全回转钻机

DTR3205H型全套管全回转钻机介绍 刘可可、陈建海、金立源、张迅 （徐州盾安重工机械制造有限公司江苏徐州） 摘要：本文主要介绍徐州盾安重工机械制造有限公司自主研发的DTR3205H型全套管全回转钻机，主要包括其技术参数、机械部件、液压系统、电气系统和辅助机具的介绍。该机型主要适应于特殊地层和复杂环境下施工，其性能稳定可靠，施工效率高。 关键词：全套管全回转钻机；技术参数；机械部件；辅助机具 1 引言 随着城市化进程的加速，复杂地质环境施工项目日益增多，全套管全回转钻机以环保、可靠、高效的钻进技术优势应用范围越来越广，我国急需大型全套管全回转钻机。 全套管全回转钻机及其工法在国内应用时间不长，技术及应用上具有一定的挑战性。盾安全套管全回转钻机的成功研发填补国内技术空白，具有完全自主知识产权，替代进口，满足了国内市场需求。 为持续满足市场需要、完善产品型普、在行业中保持持续的领先优势，盾安重工自主研发了DTR3205H全套管全回转钻机，最大成孔直径达到3200mm，最大成孔深度达到了120m以上。 DTR3205H全套管全回转钻机安全保护措施齐全、操作方便、施工效率高，该机具有以下主要特点： （1）原装美国康明斯发动机，动力强劲，性能稳定。 （2）日本原装川崎液压系统，可靠性高。 （3）与浙江大学国家电液控制工程技术研究中心合作开发的全套管全回转钻机电液压控制系统，性能稳定、可靠、操作简便。 （4）瞬间增强系统，碰到障碍物时，可瞬间加大起拔力和扭矩，清除障碍物。

（5）多套马达减速机可以提供足够的扭矩，传递给套管强大的回转力，可适应复杂地层及切削障碍物。 （6）该机型具有完全自主知识产权，突破发达国家的技术封锁，创造出多个国内和国际第一。 2 整机构成 DTR3205H 全套管全回转钻机是集全液压动力和传动，机电液联合控制于一体的新型转机。该钻机由主要结构和主要辅助机具设备组成，包括液压动力站、工作装置和辅助机具三大部分。 图1 DTR3205H 钻机主要部件示意图

旋转变压器(resolver)原理

§4—1旋转变压器 旋转变压器是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 一、旋转变压器的结构 旋转变压器的结构和两相绕线式异步电机的结构相似，可分为定子和转子两大部分。定子和转子的铁心由铁镍软磁合金或硅钢薄板冲成的槽状心片叠成。它们的绕组分别嵌入各自的槽状铁心内。定子绕组通过固定在壳体上的接线柱直接引出。转子绕组有两种不同的引出方式。根据转子绕组两种不同的引出方式，旋转变压器分为有刷式和无刷式两种结构形式。 图4-1是有刷式旋转变压器。它的转子绕组通过滑环和电刷直接引出，其特点是结构简单，体积小，但因电刷与滑环是机械滑动接触的，所以旋转变压器的可靠性差，寿命也较短。 图4-1 有刷式旋转变压器

图4-2 无刷式旋转变压器 图4—2是无刷式旋转变压器。它分为两大部分，即旋转变压器本体和附加变压器。附加变压器的原、副边铁心及其线圈均成环形，分别固定于转子轴和壳体上，径向留有一定的间隙。旋转变压器本体的转子绕组与附加变压器原边线圈连在一起，在附加变压器原边线圈中的电信号，即转子绕组中的电信号，通过电磁耦合，经附加变压器副边线圈间接地送出去。这种结构避免了电刷与滑环之间的不良接触造成的影响，提高了旋转变压器的可靠性及使用寿命，但其体积、质量、成本均有所增加。 常见的旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组两种结构形式。两极绕组旋转变压器的定子和转子各有一对磁极，四极绕组则有两对磁极，主要用于高精度的检测系统。除此之外，还有多极式旋转变压器，用于高精度绝对式检测系统。 二、旋转变压器的工作原理 由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子(旋转一周)之间空气间隙内磁通分布符合正弦规律，因此，当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组便产生感应电势。图4－3为两极旋转变压器电气工作原理图。图中Z为阻抗。设 加在定子绕组的激磁电压为

电路实验

图14-1 实验十四 交流电路频率特性的测定 一．实验目的 1．研究电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定它们随频率变化的特性曲线； 2．了解滤波器的原理和基本电路； 3．学习使用信号源、交流毫伏表。 二．原理说明 1．单个元件阻抗与频率的关系 对于电阻元件，根据?∠=0R R R I U ，其中R I U =R R ，电阻R 与频率无关； 对于电感元件，根据L L L j X I U = ，其中fL X I U π2L L L ==，感抗X L 与频率成正比； 对于电容元件，根据C C C j X I U -= ，其中fC X I U π21 C C C ==，容抗X C 与频率成反比。 测量元件阻抗频率特性的电路如图14—1所示，图中的r 是提供测量回路电流用的标准电阻，流过被测元件的电流（I R 、I L 、I C ）则可由r 两端的电压U ｒ除以r 阻值所得，又根据上述三个公式，用被测元件的电流除对应的元件电压，便可得到R 、X L 和X C 的数值。 2．交流电路的频率特性 由于交流电路中感抗X L 和容抗X C 均与频率有关，因而，输入电压（或称激励信号）在大小不变的情况下，改变频率大小，电路电流和各元件电压（或称响应信号）也会发生变化。这种电路响应随激励频率变化的特性称为频率特性。 若电路的激励信号为Ｅｘ（ｊω），响应信号为R ｅ（ｊω），则频率特性函数为 )()() j () j ()j (x e ω?ωωωω∠== A E R N 式中，A （ω）为响应信号与激励信号的大小之比，是ω的函数，称为幅频特性； ?（ω）为响应信号与激励信号的相位差角，也是ω的函数，称为相频特性。 A A f f f a) (b) (c) (图21-2 C C C1C2

旋转变压器开关应用

旋转变压器在开关电源上的应用 摘要：介绍了非接触式旋转高频链变压器在旋转机构电源上的应用，CRFT 的使用代替了传统的电能传递方式，即电刷电能传递方式，大大延长了旋转机构电源系统的使用寿命和使用可靠性。采用软开关技术，减少了电能在磁场中传递而进行变换产生的电磁干扰，解决了与静止供电完全没有物理接触的旋转电路的供电问题。实验证明，CRFT 完全可以在旋转机构供电场合代替电刷及滑环。 关键词：开关电源/ 非接触式旋转高频链变压器；旋转机构 ------------------------------------------------------------------------------------ 引言 任何电子设备都需要电源，旋转机构系统也是如此，如石油钻井、造纸机械、直升机旋翼等机构上的传感器及测试设备的供电，卫星、雷达等需要将电能传递到旋转用电设备的场合等。 以卫星电源为例，卫星在绕地球轨道运行的过程中，自身始终以一定的角速率旋转。而卫星的太阳能电池板为了最大限度地利用太阳能，必须始终正对太阳照射的向。随着卫星在轨道上位置的变化，伺服机构实时调节太阳能电池板的朝向。太阳能电池板和卫星星体之间的电能传递传统上是通过石墨电刷与铜制滑环之间的接触实现的。石墨电刷因相对运动产生磨损，从而导致碳粉的掉落、接触的松动、供电不稳以及产生电火花等不良影响，最终导致电刷与滑环脱离接触，无法完成供电，成为该类旋转机构电源寿命延长的瓶颈。 而使用非接触式旋转高频链变压器，则可以从根本上解决接触磨损的问题。美国在1996 年成功研制出传递功率达400 W 的非接触式旋转变压器电源，但使用的是400 Hz 的中频硅钢片变压器，重量较大。2002 年，欧洲和法国玛特拉宇航系统公司联合研制 出了传递功率达到100 W 的旋转高频链开关电源，该电源系统不仅可以传递电能，还可以传递19.2 k/s 的信息数据[1]。非接触式旋转高频链逆变器可用于所有需向旋转机 构提供电能的领域。 1 CRFT 的结构和基本原理 CRFT 的工作频率为100 kHz 左右，因此，变压器所使用的磁性材料为锰锌铁氧体，它具有磁导率和电阻率较高，矫顽力较低的特点。在实际应用中，使绕组产生激磁电流就能产生较高的磁感应强度，传递较大的功率，同时具有较小的铁耗和涡流损耗。 图1 示出在CRFT 内部绕组放置的位置系。为防止意外的摩擦，绕组之间相互留有间隙。磁心之间也留有相对运动的间隙。旋

负阻抗变换器和回转器

负阻抗变换器和回转器 一、摘要本文提出了利用运算放大器实现：（1）负阻抗变换器（NIC）的电路（2）回转器电路 二、引言 1、理想运算放大器有着①开环电压放大倍数A为无穷大；②输入电阻为无穷大；③输出电阻为零的特性。而它在线性工作区的两个特性：“虚短”及“虚短”使得它有了广泛的应用。如比例器、加法器、减法器、积分器等。本文中则是实现了简单的负阻抗变换器和回转器。 2、负阻抗变换器（NIC）是一种二端口器件，是电路理论中的一个重要的基本概念，在工程实践中也有广泛的应用。它一般由一个有源二端网络形成一个等值的线性负阻抗。该网络可由线性集成电路或晶体管等元器件组成。 3、回转器是一种二端口网络元件，可用含晶体管或运算放大器的电路来实现。它有着①不消耗能量不存储能量②非记忆元件③线性非互异元件④电量回转作用的特点。也就是说它具有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一端口电流（或电压）的能力。它的一个重要用途就是将电容“回转”成电感，或反之。 三、正文 （一）实验材料与设备装置本实验采用的是虚拟的方法，所使用的软件为Multisim7。

（二）实验过程 1、用运放设计一负阻抗变换器（NIC）电路⑴电流反向型负阻抗变换器（INIC）（图11 INIC电路INIC的端口特性可用T参数描述为： U11 0 U2 ，其中1 0 = T= I1 01 /k 当有负载Zl时，11’ 端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ 2、即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。⑵电压反向型负阻抗变换器（VINC）（图12 VNIC电路VNIC的端口特性可用T参数描述为： U1k 0 = T= I1 01 I2 01当有负载Zl时，11’ 端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ 2、即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。总结：利用NIC电路可实现负电阻、负电容及负电感。⑶实验电路INIC的开路稳定（OCS）及短路稳定（SCS）性的研究① OCS研究：改变OCS端口的阻值，观察T矩阵中参数k的变化情况。实验线路参见图11a。其中SCS端口接入7V直流电源，元件R1=1000欧，R2=2000欧，R3为可调。则K理论值为0、5。图11a 电流反相型阻抗变换器实验电路a（INIC）表11aR3U/VIR=U/IK=-R/R3OCS端口接入小电阻临界状况507、0000、028A5007、0000、028A10007、0000、 028A100

自动化电路实验指导书(复试材料)及参考资料(一)

附件1： 南京理工大学 实验教学大 纲 大纲编号：04037001 课程名称：电路综合实验___________ 开课实验室：电工实验室______________ 执笔人：马鑫金_ 审定人：黄锦安___________________

修（制）订日期： 2005.3___________________ 一、目的与要求：（约100～150汉字） 本课程是《电路》课程结束语后在以下内容中选取进行，目的是为了主要为了培养学生扎实的实验基本功和严谨的学风，掌握复杂的实验原理从而训练学生分析问题、解决问题的能力和撰写小论文的能力，充分展现学生的综合素质。 要求掌握EDA方面的相关软件，并用其设计满足要求的综合实验线路，完成实验后交EDA虚拟和实验台完成的实验报告或撰写小论文。 二、实验项目与主要内容： 序号实验项目名称 学 时 主要内容 实验类 型 1用EDA软件设计线路对以下4个 实验先行虚拟 8 目的：掌握电路实验的现代设计方法。 内容：用EDA软件设计线路对给出的实验课题先 行虚拟。 方法：在微机上操作。 要求：掌握用EDA软件完成实验课题的可行性研 究。 操作 2线性二端口网络的研究 4 目的：掌握复杂电路用实验方法测量参数的能力。 内容：自行设计两个二端口网络，用实验方法测 量相关参数。 方法：在实验台上完成。 要求：在用EDA虚拟的基础上用实验的方法，完 成实验内容并给出结论，写出实验报告。 设计 3运算放大器电路应用与设计6目的：掌握多端元件的分析、应用能力。 内容：自行设计运算放大器的各种基本应用电路， 并设计对电路有特殊作用的如负阻抗、回 转器、旋转器电路的参数及完成实验和测 量。 方法：在实验台上完成。 要求：在用EDA虚拟的基础上用实验的方法调 试并完成实验内容，写出论文。 设计 4RC电路的应用 4 目的：训练学生分析问题、解决问题的综合能力。 内容：提出移相、裂相、谐振等问题由学生设计 电路完成。 设计

旋转变压器的工作原理及应用

旋转变压器的工作原理及应用 旋转变压器的工作原理及应用 旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。激磁电压接到转子绕组上，感应电动势由定子绕组输出。常用的激磁频率为400Hz，500Hz，1000Hz和5000Hz。 旋转变 压器结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。因此，在数控机床上广泛应用。 通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器，其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。另外，还有一种多极旋转变压器。也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上，装在一个机壳内，构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置，用于高精度检测系统和同步系统。 什么是旋转变压器以及应用方式 什么是旋转变压器以及应用方式 旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。 在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。激磁电压接到转子绕组上，感应电动势由定子绕组输出。常用的激磁频率为400Hz，500Hz，1000Hz和5000Hz。 旋转 变压器结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。因此，在数控机床上广泛应用。 通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器，其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。另外，还有一种多极旋转变压器。也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上，装在一个机壳内，构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置，用于高精度检测系统和同步系统。 旋转变压器的应用 旋转变压器作为位置检测装置有两种应用方式：鉴相方式和鉴幅方式。 1.鉴相工作方式 在旋转变压器定子的两相正交绕组(正弦用s和和余弦用c表示)，一般称为正弦绕组和余弦绕组上，分别输入幅值相等，频率相同的正弦、余弦激磁电压 Us=Umsinωt Uc=Umcosωt 两相激磁电压在转子绕组中会产生感应电动势。根据线性叠加原理，在转子绕组中感应电压为 U=kUssinθ机+kUccosθ机=kUmcos(ωt-θ机)