旋挖钻机是用于大型桩基工程建设中的一种钻孔设备,主要应用在高速铁路、地铁、高层建筑等灌注桩基建设中,旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、噪声小、钻孔效率高、施工现场整洁等优点,是目前世界最先进的灌注桩钻孔设备。一直以来由于国外设备价格采购成本和施工消耗开支过于高昂,加上国内施工企业对旋挖钻进工法研究不够透彻,导致大型旋挖钻机始终难以在我国特大型桩孔施工作业得到推广应用。成为了制约国内企业使用旋挖钻机的瓶颈。本课题在充分调研了国内外钻孔设备的实际应用前提下,深入了解和分析国内外现有的大型钻孔装备的技术特点和发展趋势,提出了旋挖钻机总体设计方案,完成了旋挖钻机主要部件的详细结构设计。在设计中引入CAD/CAE技术,利用SolidWorks软件建立了旋挖钻机的三维模型,使其实体化、可视化,缩短了设计周期,提高了工作效率。基于有限元分析理论利用软件COSMOS对旋挖钻机的变幅机构进行了有限元分析,验证了设计的合理性和可靠性,为优化整机结构提供了理论依据。避免传统设计中因无法准确计算出零件的强度和刚度,而采用大的安全系数而导致机构笨重而影响整机的动态性能。最后通过虚拟样机仿真软件ADAMS对旋挖钻机进行了动力学仿真和分析,得到了变幅机构在变幅过程中各构件的受力状态,确保所设计的机械结构满足使用要求。本课题所设计的旋挖钻机具有输出扭矩大、钻孔效率高、行走灵活、运行平稳、结构紧凑、操作简单、维修方便等特点。适合于大桩基硬土层施工,满足我国现有桩基施工的需要。该设计可以达到国际同类产品的技术水平,价格仅为国外产品的三分之二,为企业节省了大量资金,改变了国外产品垄断市场的局面。