旋挖钻机中反映钻进设备技术性能的主要机构是回转钻进机构、加压给进机构及升降机构。这些机构的工艺参数随地层的变化而变化。例如回转系统转数会根据不同地层情况而发生改变，因此设计中考虑钻进工艺的要求转数有快有慢，加压给进机构的压力和给进速度随地层的变化有大有小，升降机构的升降速度随地层的复杂程度和提升重量的变化而有快有慢。因此，这类机构根据钻进工艺的要求必须对各自的参数进行调整，使其达到最优化，以提高钻进效率。下面我们分别进行分析。
3.5.2.1 回转钻进机构
回转钻进机构的关键参数是动力头输出转数和输出扭矩，其机构为动力头、动力头配置双马达、双减速器。它能根据不同地层的切削阻力变化自动改变回转速度和输出扭矩，具体参见SWDM-20动力头（图3-29）。但旋挖钻进转数在什么范围最合适？扭矩多大才能满足钻进工艺要求？下面我们进行分析。
图3-29 SWDM-20动力头
（双马达双减速机）
由于钻机回转系统采用变量泵-变量马达驱动方案，扩大了调速范围，实现了恒功率和恒扭矩调节，从而使回转系统在低速恒扭矩段工作时有足够功率输出，而在高速恒功率段工作时，可保持提供必需的扭矩，从而使动力头能较好地适应施工钻进时各类复杂工况和不同的施工方法，且使整机传动具有较高的效率。图3-30为意大利土力公司R系列钻机的传动特性曲线。从曲线上可以看出R15钻机在8r/min以下可保证近150kN·m的扭矩输出，而在31r/min时可维持30kN·m的扭矩和102.94kW的输出功率。
图3-30 意大利土力公司R系列钻机的传动特性曲线
（a）R系列钻机动力头的输出特性；（b）R15甩土时动力头的输出特性
3.5.2.2 加压给进机构
在旋挖钻进过程中，加压给进机构是对钻杆施加轴向载荷和速度的机构。加压给进参数有三：一是给进行程；二是给进速度；三是给进压力（又叫加压力）。其中给进压力和给进速度是影响钻进速度的重要参数。这两个参数主要决定于钻进岩土层性质。
1）给进行程
给进行程也就是动力头行程。由于给进机构采用油缸，油缸活塞杆外伸端与动力头滑架连接，因此给进行程受油缸长度限制，动力头提升高度和钻斗提升高度也随之受限制。宝峨公司采用绞车加压给进，行程可达14.3m。行程长的优点在于易改换多工艺方法钻进。国内外旋挖钻机行程前面已介绍。
2）给进速度
加压油缸在某一油压作用下推动活塞，因活塞杆外伸端与动力头连接，从而推动动力头沿桅架导向轨向下移动，我们称动力头向下移动的速度为给进速度。给进速度的计算可通过（3-1）式进行：
式中：v给——给进速度，cm/s，最大设计给进速度与额定流量有关；
Q——供油流量，cm3/s；
D——缸筒直径，cm。
3）给进压力
钻进过程中，当钻具重量不足以克服土体抗压强度时，就必须对钻具施加轴向压力，这个压力由油缸推动动力头来产生。给进压力是影响钻速的重要因素，施加压力的大小取决于岩土抗压强度，与钻进方法有关。压力计算按（3-2）式进行：
式中：P1——给进轴向压力（推力），N；
p——系统油压，MPa；
F——活塞面积，mm2；(www.xing528.com)
η——压力损失系数，常取0.85。
将（3-2）式换算成国际单位制则为：
当钻具重量小于所需孔底压力时应加压给进（否则钻进不进尺）。当钻具重量大于所需孔底压力时应减压钻进（进尺太快或钻遇淤泥质地层、流沙层时）。
3.5.2.3 升降机构
升降机构主要作用为提升和下放钻具，在旋挖钻进中它承担运送钻渣的作用，升降频繁，约占整个作业时间的70%～80%，因此升降机构性能的好坏直接影响到钻机效率，是全面评价旋挖钻机性能的主要指标，很多钻孔事故也发生在升降系统中。
升降机构的液压绞车由液压马达加三级行星机构组成，它通过驱动（滚筒）上的钢丝绳缠绕和松绳来提升和下放钻具。
在设计升降主卷扬时必须根据设计孔径、孔深、钻杆的规格、钻杆的重量、钻斗重量等来确定起重量。此外最大起重量还必须考虑提升速度。
3.5.2.4 桅架起落及位置调整机构（变幅机构）
桅架是钻机主执行机构的重要支撑和受力构件，具有承受升降作业大负载（大扭矩、大压力、大弯矩）的能力，前面已作介绍。它对于保证整机的正常运行和工程质量起着至关重要的作用。如对中孔位、保证钻孔垂直度等。其结构多为箱形断面（具有较大的抗弯扭断面矩）、单桅多节可拆式。用优质钢板焊接，保证有足够的强度和刚度。
3.5.2.5 液压伸缩式履带底盘行走机构与转台回转机构
1）液压伸缩式履带底盘行走机构
综合分析国内外旋挖钻机底盘的结构形式，大致分为4类。
（1）旋挖钻机专用底盘。由液压马达通过行走减速机驱动驱动轮，经支重轮、托链轮、张紧装置、履带总成、箱形结构底架及左右纵梁而组成底盘行走机构。履带底盘的横向伸缩用液压油缸来完成。（国产钻机以山河智能为代表，国外有Solimec、Casagrande、Lamada和Mait等。）
这种底盘结构所形成的特点为：主卷扬、副卷扬、主机的柴油发动机、液压主泵及液压系统、变幅机构、回转机构、配重、驾驶室合理布置安装在回转平台上，使整机结构布置合理，工作稳定性好。
（2）选用起重机履带底盘（如Libherr等）或挖掘机履带底盘（上车后部加长，立柱下加支腿，工作装置独立，如IMT、Wirth、MGF。）
这类底盘为了满足旋挖钻机的施工要求，必须对其结构进行相应的改造。使主、副卷扬机构只能安装在钻桅下部或动臂三角架上，从而导致整机工作中心前移，整机工作的稳定性没有专用底盘好。
（3）选用汽车底盘。为提高钻机的机动性，要求快速施工或在城区内场合下使用，如Solimec、Mait、CMV等。
另外，Casagrande、IMT将卡特彼勒底盘进行改装，使其成为内藏式液压可伸缩底盘。
（4）专业桩架底盘。可横向伸缩，带有后支腿，立柱上点式支承，以BSP、Bauer为代表。
2）转台回转机构
转台为整体式焊接结构。回转机构大多采用力士乐马达，内藏式边轮减速机和单排球式回转支承。钻机桅架后撑及四杆机构的连杆与转台主体用螺栓固定，以便于拆卸。由于回转钻进机构的扭矩，加压给进机构的压力和拉力所产生的支反力，升降机构对桅架所产生的压力及弯矩等作用力，都通过支撑铰传递作用到转台并通过转台传到地面，因而转台受力比较复杂。在转台回转卸渣过程中，钻杆、钻头、桅架等都要随之转动。过去进口钻机回转复位依赖操作手的经验选择对准钻孔中心线的参照物来实现。山河智能研究开发的上车（转台）回转图形导引定位，可快速自动找回，操作手只要观察真彩LCD显示屏上回转台复位为“0”就可下放钻具，大大缩短准确复位的时间，且安全可靠。“三一重工”的PLC功能控制系统亦可实现回转自动定位。
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