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第1章 绪论1

1.1 国外旋挖钻机的发展概况1

1.2 国内旋挖钻机的发展概况3

1.3 旋挖钻机的基本类型及特点4

第2章 旋挖钻机的总体设计7

2.1 旋挖钻机的作业流程和工作原理7

2.2 旋挖钻机作业的标准工况9

2.3 旋挖钻机钻进进尺阻力和回转阻力矩的计算9

2.3.1 旋挖切削阻力理论10

2.3.2 旋挖钻机钻进阻力矩分析14

2.3.3 进尺阻力计算25

2.4 旋挖钻机主卷扬提升力及主卷扬提升、下放速度26

2.4.1 主卷扬提升力分析与计算27

2.4.2 主卷扬提升速度分析与计算28

2.5 旋挖钻机的稳定性35

2.5.1 提钻工况下的稳定性计算35

2.5.2 回转卸渣工况下的稳定性计算37

2.5.3 运输状态稳定性计算42

第3章 旋挖钻机的工作装置44

3.1 旋挖钻机工作装置的力学建模与特性分析44

3.1.1 变幅工况下工作装置的力学建模与特性分析45

3.1.2 钻进工况下工作装置的力学建模与特性分析65

3.1.3 提钻工况下工作装置的力学建模与特性分析80

3.2 旋挖钻机变幅机构优化设计88

3.3 旋挖钻机工作装置主要结构件的设计97

3.3.1 动力头97

3.3.2 钻桅98

3.3.3 动臂101

第4章 底盘105

4.1 回转平台布置105

4.1.1 旋挖钻机上车布置特点分析105

4.1.2 液压油箱的布置106

4.1.3 柴油机的布置107

4.1.4 主卷扬的布置107

4.1.5 司机室的布置107

4.1.6 回转机构的布置107

4.2 行走底架的结构108

4.3 回转支承的选型计算110

4.3.1 回转支承零件结构形式112

4.3.2 连接螺栓计算114

4.3.3 回转小齿轮参数确定116

4.4 回转机构的参数选择117

4.4.1 回转阻力矩计算117

4.4.2 回转启动力矩和制动力矩120

4.5 行走装置参数计算121

4.5.1 承载能力计算121

4.5.2 行走装置的牵引力计算126

第5章 旋挖钻机液压系统137

5.1 旋挖钻机工况特点对液压系统的要求137

5.1.1 旋挖钻机的工况特点137

5.1.2 旋挖钻机对液压系统的要求138

5.2 旋挖钻机液压系统的主要组成回路139

5.2.1 泵控回路140

5.2.2 主、副卷扬回路148

5.2.3 变幅回路158

5.2.4 行走回路160

5.2.5 回转液压回路163

5.2.6 动力头回转回路165

5.2.7 加压回路170

5.2.8 先导操纵回路173

5.2.9 履展回路176

5.3 旋挖钻机液压系统分析177

5.3.1 山河智能SWDM20型旋挖钻机液压系统177

5.3.2 CASAGRANDE B125型旋挖钻机液压系统分析189

5.3.3 BAUER BG-22型旋挖钻机液压系统回路分析195

5.4 液压系统的设计和计算202

5.4.1 明确系统设计要求及负载计算203

5.4.2 系统主要技术参数的确定203

5.4.3 液压系统方案的拟订205

5.4.4 拟定液压系统工作原理图207

5.4.5 系统的初步计算和液压元件的选择207

5.4.6 液压系统的验算212

5.4.7 编写技术文件218

5.4.8 某型旋挖钻机液压系统（变量泵驱动系统）的初步计算219

第6章 旋挖钻机的机电液一体化控制技术235

6.1 电液控制系统的总体功能235

6.2 电液控制系统的组成238

6.2.1 电源238

6.2.2 发电机238

6.2.3 蓄电池238

6.2.4 控制器239

6.2.5 显示器239

6.2.6 传感器239

6.2.7 远程监控GPS241

6.2.8 开关与电手柄242

6.3 机电液一体化控制原理243

6.3.1 旋挖钻机工作过程243

6.3.2 运动控制原理244

6.3.3 远程监控工作原理246

6.3.4 发动机功率控制原理248

6.4 旋挖钻机的运动控制技术249

6.4.1 旋挖钻机钻桅垂直度的控制249

6.4.2 回转自动定位控制259

6.5 旋挖钻机节能控制技术264

6.5.1 国内外旋挖钻机节能控制技术的研究与应用现状265

6.5.2 钻孔作业系统能量损失分析266

6.5.3 钻孔作业节能控制策略282

6.5.4 钻孔作业系统发动机-变量泵功率匹配的研究287

6.5.5 钻孔作业系统变量泵-负载功率匹配的研究296

6.5.6 节能控制系统的建立304

6.6 控制系统软件开发306

6.6.1 远程监控与故障诊断系统306

6.6.2 车载控制系统312

第7章 旋挖钻机混合动力技术研究——主卷扬下放的能量回收328

7.1 混合动力技术概述328

7.1.1 混合动力三种形式329

7.1.2 混合动力在国内外工程机械中的应用330

7.1.3 能量回收系统的研究和应用331

7.2 旋挖钻液压系统典型工况的能耗分析334

7.2.1 主卷扬下放过程分析334

7.2.2 主卷扬下放过程中释放势能的计算336

7.2.3 钻杆钻斗下放过程受力分析340

7.3 主卷扬系统的能量回放方案设计344

7.3.1 主卷扬的能量回收方案分析344

7.3.2 势能回收系统方案与原理分析346

7.3.3 势能回收系统控制策略348

7.4 主卷扬节能系统的建模和分析351

7.4.1 液压仿真介绍351

7.4.2 主卷扬液压系统的简化仿真353

7.4.3 仿真结果分析357

7.4.4 混合动力方案的建模与仿真361

第8章 旋挖钻机研究与设计专题（地质适应性）368

8.1 提高旋挖钻机效率的策略及高效施工研究368

8.1.1 提高作业效率的控制策略368

8.1.2 旋挖钻机施工效率数学模型370

8.1.3 案例分析374

8.2 模块化设计382

8.2.1 模块与模块化概念382

8.2.2 桩工机械小批量多品种特点——工法分析383

8.2.3 旋挖钻机的聚类模块化分析383

8.2.4 旋挖钻机模块化实例397

参考文献403