山河智能副总经理朱建新：旋挖钻机的技术经

如果说企业也按照某种气质来分类的话，那山河智能是工程机械行业内不折不扣的学者型企业。与业内诸多企业相比，这家在国内旋挖钻机生产商中少有的主要依靠自主研发、且占有相当份额的企业，似乎少了一些花哨的营销，而多了几分学术气息。在工程机械行业开始逐步褪去浮躁，回归产品与技术的当下，我们专访了山河智能基础装备事业部副总经理、基础装备研究院院长朱建新，从他的口中，一起听听这家学者企业在旋挖钻机领域的技术经。

《工程机械与维修》：目前，山河智能最大的旋挖钻机是SWDM42，这款钻机有什么特点？

朱建新：SWDM42大型旋挖钻机动力头扭矩达420kN·m ，最大成孔直径3m，最大成孔深度105m，满足中大直径深孔灌注桩的需求。该机采用对称大重合伸缩式履带底盘设计，整机工作宽度5000mm，运输宽度3400mm，无需拆卸履带就可实现整体运输；大直径长滚筒放置在回转平台上，真正实现钢丝绳的单层缠绕，大幅度提高了钢丝绳的使用寿命。此外，SWDM42还配备了集中润滑系统和可视化监控系统等使维护更方便、操作使用更加人性化、更加安全。卷扬加压系统经过优化设计，不但确保了足够大的钻进力，而且实现了钻机转场运输不拆加压钢丝绳，在确保机器高性能的同时大幅度降低了工人劳动强度和运营成本。SWDM42曾应用于长江、黄河大型桥梁桩基础施工中，其工作稳定、施工安全、效率高、运营成本低、质量好等显著特点得到了充分验证，也为客户创造了可观的经济效益，是国内大型旋挖钻机的典范。

《工程机械与维修》：大多数厂家的旋挖钻机使用经改造的挖掘机底盘，但山河智能采用旋挖钻机专用底盘，与挖掘机底盘相比，旋挖钻机专用底盘有什么特点？

朱建新：很多旋挖钻机生产厂家为了降低设计、制造难度和生产成本，使用经改造的挖掘机底盘。但在实际使用过程中，经改造的挖掘机底盘无法完全满足旋挖钻机的工况要求，从设计到使用都出现了很多无法彻底解决的问题。

山河智能立足于专业旋挖钻机的制造，以自主开发的专用底盘实现了钻机360°全方位施工作业，同时兼顾了钻机的稳定性和运输要求。

小型旋挖钻机采用可伸缩底盘，中间体H梁采用活动蛙腿结构在钻机底盘伸展时保证了与边梁的搭接长度，实现了钻机360°作业时的稳定可靠。针对大型旋挖钻机，我们专门研制了一种专用对称大重合伸缩式履带底盘。底盘的两侧履带边梁与滑动横梁为对称布置的整体式结构。工作时，两履带梁展宽到最大宽度，此时，两侧滑动横梁在中间体中仍有足够长度的同轴插接重叠以保证结构强度达到施工要求，同时通过稳定性优化设计，实现了360°全方位施工稳定性要求；转场运输时，两履带梁收缩至最小宽度，使整机运输宽度符合国家运输标准或出口标准要求。

《工程机械与维修》：为什么除微型旋挖钻机（动力头扭矩在60kN·m以下）以外的的山河智能旋挖钻机系列均为后置主卷扬？山河智能是如何解决旋挖钻机钢丝绳使用寿命短的问题的？

朱建新：主卷扬后置主要有以下几个优点：一是便于设计大直径长滚筒，实现主卷扬钢丝绳单层缠绕，从而避免了钢丝绳跳绳、乱绳等现象，能大大延长钢丝绳使用寿命；二是主卷扬布置后置，相当于增加了一部分配重，同时减轻了工作装置重量，减少了机器工作时的倾翻力矩，一增一减，从而提高了旋挖钻机的工作稳定性，有效解决了用挖掘机底盘主卷扬前置在工作装置上的旋挖钻机工作时容易产生“点头”和倾翻的稳定性问题。

针对主卷扬钢丝绳跳绳、乱绳现象以及多层钢丝绳相互挤压摩擦严重影响钢丝绳使用寿命等问题，山河智能在深入研究旋挖钻机施工过程及主卷扬钢丝绳收放特点基础上，发明了一种阶梯式滚筒主卷扬技术。该技术让使用频率高的钢丝绳独立成层，消除了多层绕绳卷扬在浅孔钻孔阶段的频繁换层和跳层以及多层钢丝绳之间的挤压摩擦磨损；并结合专用底盘技术，采用大直径长轴滚筒布置在平台上，减小钻机倾翻力矩，同时改善了钻桅受力状况，成倍延长钢丝绳的使用寿命，提高了设备工作稳定性，降低设备运行成本。

通过创新，成倍提高了钢丝绳的使用寿命，为高性能卷扬机构的设计提供了新方法。在同等情况下，钢丝绳使用寿命延长100%以上（同类其他产品的使用寿命一般不超过1500延米，采用阶梯式滚筒的产品，同规格钢丝绳的使用寿命超过3000延米，最长达到4000延米以上），大幅度降低了作业成本，产品性价比显著提升。

《工程机械与维修》：常规的卸土方式有很大弊端，动力头正反转磕碰钻杆的卸土方式噪声大，对钻杆外键损伤也大；上下抖动钻杆卸土，对钢丝绳和主卷扬减速机损伤较大，山河智能对此有无技术解决方案？

朱建新：的确，旋挖钻机抛土快慢是影响旋挖钻机施工效率的因素之一，利用动力头正、反转卸土和上下抖动钻杆卸土均出现一些问题。为此，业内一般采用双速减速机传动方案，即低速挡钻进、高速挡抛土。但是，国内没有成熟的减速机，完全依赖进口，该进口减速机型号单一、价格昂贵、可靠性差，无法实现高速抛土功能旋挖钻机的系列化开发。

山河智能研发了一种快速抛土方法及装置，实现了多单速减速机动力头兼备低速大扭矩钻进、正反转抛土和高速抛土的功能，并满足系列化高速抛土功能旋挖钻机的开发要求，同时提高了动力头的可靠性。

为验证公司快速抛土动力头的实际使用效果，我们在长沙某工地对带高速抛土功能的SWDM22型旋挖钻机与某公司生产的同级别机型进行施工比较。在抛土阶段，SWDM22用时为11s，而另一台为22s，SWDM22将抛土用时缩短近1倍，高效抛土效果十分明显。

《工程机械与维修》：目前，依然有一些极硬的地层无法使用旋挖钻机进行钻进，山河智能在这方面做了哪些研究？

朱建新：一些硬地层或复杂地层采用旋挖钻机施工，山河智能在产品设计上通过改进动力头加压方式提高动力头钻进力、合理选择和设计钻具，提高设备对复杂地质的适应能力，强化设备的可钻性，同时，还拥有专业的工法研究队伍，对其施工工法及配套的钻具和施工工艺展开了深入的研究，例如，东南沿海地层较软，西南西北大部分地区地层复杂（兰新线基本都是卵石层），在这些地区如何成孔，如何提高施工效率，山河智能都有细致研究，实现了在新疆、秦皇岛、福建等多地旋挖钻机高效入岩的开篇之作，在行业内产生了强烈反响。

此外，针对一些无法使用旋挖钻机进行钻进的极硬地层，山河智能还首创了一种全液压双动力头强力多功能钻机，该钻机实现了钻进和下护筒同步，无需泥浆护壁，对复杂地层的钻进特别具有优势，岩石越硬越显其英雄本色，具有成桩质量高、低噪声、无泥浆污染等优点。

《工程机械与维修》：山河智能旋挖钻机具有哪些首创或者独家的功能？用户最看重哪方面的优势？

朱建新：山河智能旋挖钻机搭载拥有计算机软件著作权的SUNWARD DESARSR电子控制系统，采用C A N-B U S技术和虚拟仪表技术等多项新技术，其集成度高，功能齐全，特别具有自动抛土、抛土后平台自动回转到钻孔位置、回次进尺自动实时监测显示记录以及多种独特的安全互锁等功能，其性能先进可靠，操作维护方便。打破了国外电液控制系统在该行业的垄断，成为国内仅有从硬件到软件自主开发的控制系统，提高了旋挖钻机作业过程智能化水平。

目前，公司技术团队除研究旋挖钻机发动机和液压系统正常工作所必然出现的能量损失外，还关注在复杂工况下产生的特性能量损失，并针对能量损失的主要环节，提出了节能控制方法，开发了节能控制系统。

到目前为止，行业内的主机企业只有山河智能拥有对旋挖钻机动力头性能参数进行有效测试的试验系统，确保了全系列动力头扭矩参数的真实性和机器的高性价比。

另外，山河智能不仅作产品设计开发，同时还研究产品设计理论和设备使用与管理，出版了专著《旋挖钻机研究设计》和《旋挖钻机设备、施工与管理》，这在业内是绝无仅有的，更体现了其专业性。

简而言之，山河智能旋挖钻机的高稳定性、钢丝绳高使用寿命、低运行成本、控制系统的高效节能和人性化设计等综合高性价比成为用户选择的因素。

《工程机械与维修》：山河智能更看重旋挖钻机哪方面的发展？瞄准什么市场？

朱建新：产品多功能化是我们的目标。山河智能旋挖钻机满足CFA工法施工要求，与普通长螺旋钻机相比，具有动力头扭矩大、加压/起拔力大、实际钻孔直径大、设备机动灵活等特点，可以实现了一机多用，节省设备采购成本。从市场发展上讲，旋挖钻机瞄准工民建市场应为一种趋势。

《工程机械与维修》：与国外相比，国内旋挖钻机技术处于怎样的地位？哪些地方不足，哪些方面具有领先优势？

朱建新：国内旋挖钻机行业起步较晚，广阔的市场前景为我国旋挖钻机企业提供了市场机遇，我国辽阔的地域且复杂的地质情况促使旋挖钻机多元化发展，经济的迅猛发展及科学技术水平的提升，使我国成为世界上最大旋挖钻机生产国和使用国。目前，国产旋挖钻机整机的主要性能已接近或达到国际先进水平，个别技术性能已经处于国际领先水平。但是，国内企业在超大型旋挖钻机的研发上，受到元件选型的局限，同时，在大型钻机元件及性能参数的检测方法和检测工具方面还有欠缺，在产品的可靠性方面与国外特别是与意大利和德国产品相比还有一定的差距，但在设计理论的研究和产品性价比方面应该说已具有领先优势。

《工程机械与维修》：您认为未来旋挖钻机的技术发展的趋势是什么？作为一个以自主研发为主的企业，山河智能将会扮演什么样的角色？

朱建新：未来国内旋挖钻机继续朝着多功能化、节能环保等方向发展，同时，国内厂家应协同加强对关键元器件的开发和应用。山河智能作为一个以自主研发为主的企业，将通过采用新技术、新工艺、新结构，提高整机可靠性，进一步提高钻杆、动力头键套、滑轮、钢丝绳等易损耗工件的使用寿命；将协同施工单位，从工程施工中摸索出新的施工工艺、施工工法，进一步提升旋挖钻机的实用性，让设备与施工技术一同发展。

总之，山河智能将立志于旋挖钻机技术开发的引领者，产品质量和性能的标杆企业。

责任编辑：Winnie