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液壓(yā)系統基本結構與工作原(yuán)理
2020.03.21

一、概述

液路系統主要包括主油泵,液壓油箱,濾清器,減壓閥,溢流閥,起升液缸,伸縮液缸,吊鉗液缸,支腿液缸,液壓馬達,及各(gè)種液壓操作閥(fá)等部件。設(shè)備出廠前(qián)溢流閥、減(jiǎn)壓閥及各種壓力閥的壓力已(yǐ)調定,确保液壓系(xì)統(tǒng)安(ān)全運行,用戶在使用中(zhōng)不得輕率(lǜ)更改(gǎi)。

液壓系統包括主液壓系統和(hé)轉向液壓系統,兩個系統共用一液壓油箱。

1、主液壓系統

主液壓系統為鑽機車在設備調整(zhěng)和鑽修作業時(shí)提供液壓動力(lì),配置有各種閥件,控制操作各液壓機具正确安全(quán)運行。

2、轉向液壓系統

轉向液壓系統(tǒng)為(wéi)車輛前部車橋的液壓助力轉向提供液壓動力(lì),配置有(yǒu)各種閥件,控制液壓系(xì)統壓力、流向和穩定最高流量,确保車輛轉向輕便靈活,安全可靠(kào)。

二、結構特點

液壓系統由以下組成(chéng):

¨ 主液壓系統

¨ 轉向(xiàng)液壓系統

1、主液壓系統

由以(yǐ)下部件組成:

1) 液壓(yā)油箱:存儲、冷卻、沉澱和過(guò)濾液壓(yā)油(yóu)。油箱安裝有:

l 人孔蓋,安裝在油箱頂部,設置有兩個,其中在油(yóu)箱回油區的人孔蓋上安裝(zhuāng)液壓空氣濾清器;

l 液壓空氣濾清器,過濾(lǜ)油箱流通空氣,油箱(xiāng)加油時過濾油液;

l 液位計,2個,安裝在油箱的前(qián)側面,設置有高(gāo)低兩個液位計,高(gāo)位液位計,顯(xiǎn)示井架降落後(hòu)的油面;低位液(yè)位計,顯示井架豎起(qǐ)後(hòu)油面;

l 油溫表,安裝在油箱的前側(cè)面,測量(liàng)油箱内油溫(wēn),正常(cháng)工作油溫(wēn)在30~70℃;主回油口,2個,設置在油箱(xiāng)的底闆上,配置單向閥,分别(bié)連接主回油管和溢流閥回油口(kǒu);單(dān)向閥在維修液壓管(guǎn)路時自動關閉,防止油箱中的油液流失;

l 排洩油口(kǒu),設置在油箱的(de)底闆上,用堵頭封堵;打開堵頭可排(pái)放油(yóu)箱液壓油;

l 主油泵吸油口(kǒu),設置在油箱的前側面,安裝主吸油濾清器;

l 轉向油泵吸油口,設置在油箱的前側面,安裝轉向吸油濾清器;

l 轉向系統回油口,設(shè)置在油箱的底闆上,配置單向閥,單向閥在維修液壓管(guǎn)路時自動關閉,防止油箱中的油液流失;

2) 液壓油泵:單(dān)聯齒輪結構(gòu),2台,分别安裝在兩台液力(lì)變速箱取力箱上,由變矩器泵輪驅動,發動機轉動,取力箱就可驅動油泵。取力箱配置有液壓離合器,當需要液壓動作時,可操作司鑽控制箱“液泵離合(hé)”手柄,置“油泵I合”位,油(yóu)泵I結合,輸出工作壓力油液;手柄(bǐng)置“油(yóu)泵(bèng)II合”位,油泵II結合,輸出工(gōng)作壓力油(yóu)液;。手柄置中位,兩油泵均脫離停轉。

3) 溢(yì)流閥:先導式結構,2台,分别安裝在主液壓(yā)油泵的出(chū)油口端。調定系統壓力,防止系(xì)統過載,保護系(xì)統及元(yuán)件安全。

溢流閥(fá)的(de)結構原理:由先導閥和主滑閥(fá)組成(chéng),先導閥部分包括(kuò)閥體,滑閥(fá),調(diào)壓彈(dàn)簧等零件(jiàn)。主閥滑(huá)閥上開有一個小孔a,使(shǐ)進口壓力油能進入滑閥上腔(qiāng)B,當作用在錐閥(fá)上的液壓 力小于彈簧的(de)預緊力時,先導閥錐(zhuī)閥在彈簧(huáng)力的作用下(xià)關閉,因為閥體内沒有油液流動,滑閥上下兩端油腔液壓(yā)力相等。因此,滑閥在上端彈簧的作(zuò)用下處于下端的極限位置。溢流閥(fá)的進出油口被滑閥切斷,溢流閥不(bú)溢流;當作用在錐(zhuī)閥上的液壓力因溢流閥進口壓力的升高而(ér)增大到(dào)等于彈簧力時,錐閥被頂(dǐng)開,滑閥上腔B的油液經回油口b和滑(huá)閥(fá)中心通孔流入閥的出油口,然後溢流(liú)回油箱,這時溢流閥進油(yóu)口的壓力(lì)油從小孔(kǒng)a,向上補充到B腔,因為(wéi)油液經小(xiǎo)孔a時存在壓力損(sǔn)失(shī),因此(cǐ)B腔(qiāng)的壓力低于進油口壓(yā)力,滑(huá)閥上下兩端出現壓力差。于是,在上下兩端壓力差的作(zuò)用下滑閥克服彈簧力,滑閥自重以及摩擦力(lì)向上移動,打開溢流(liú)閥的進回油口,油液流回油箱,滑閥開啟後,受液動力的影響,進口的壓(yā)力P還要繼續上升,滑閥繼續上(shàng)移,到某一位置滑閥受力平衡時,溢流閥進口壓力穩定在一定值,該值稱為(wéi)溢流閥的調定壓(yā)力。

4) 吸油濾清器:箱外自封式結構,安裝在液壓油箱的側部(bù),吸油筒浸入(rù)油箱内液面(miàn)之下(xià),過濾器的濾頭暴露在油箱外;設有自封(fēng)閥、旁通閥(fá)、濾芯污染發訊器等裝置。更換或清洗濾芯時(shí),可在箱外(wài)進行,拆卸,安裝方便;拆卸濾芯(xīn)後,自封閥自動(dòng)關閉(bì),防止油箱内油液流出。旁通閥,當濾芯堵(dǔ)塞後,又不得立即停機(jī)檢(jiǎn)修,油液可經旁通閥循環(huán),适時停機清洗(xǐ)或(huò)更換濾芯;壓差(chà)指(zhǐ)示器,機械目測結構,濾芯堵塞,影響(xiǎng)油液壓差,指針擺動(dòng),當指向紅色區域時,應停機清洗或更換(huàn)濾芯。濾清器出口安裝(zhuāng)球閥,在維護檢修液壓(yā)管路時将其關閉,防(fáng)止油箱中的油(yóu)液流失。

5) 回油濾清(qīng)器:配備旁通閥和壓差(chà)指示器,濾清器過濾液壓油中(zhōng)固體雜質,防止管路(lù)中的雜質(zhì)進入油箱,保持系統(tǒng)油(yóu)液清潔;旁通閥,當(dāng)濾芯堵塞後,又不(bú)得(dé)立即停機檢修(xiū),油液可經旁通(tōng)閥(fá)循環,适時停機清洗(xǐ)或更換(huàn)濾芯;壓差指示器,機械目(mù)測結構,濾芯堵塞(sāi),影響油液,指示樁(zhuāng)伸出,當指向紅色區域時,應停機清洗或更換濾芯。

7) 起升油缸(gāng):三(sān)級複合油缸結構,配備(bèi)單向節流閥;起(qǐ)升、降(jiàng)落井架,單向節(jiē)流閥以防止井(jǐng)架降落過程中發生重力(lì)超速現象,保護(hù)井架起落(luò)安全。本機配置雙起升油缸。

l 結構及工作原(yuán)理:結構組成,由缸(gāng)體(tǐ),一級活塞,二級活塞,三級活塞,導向環,密封圈等部分組成。缸頭設置(zhì)有銷軸耳闆,用銷軸(zhóu)與車架橫梁上固定耳闆(pǎn)連接,三級活塞杆以同樣(yàng)的方式與井架下(xià)體門框銷軸連接(jiē)。一、二級柱塞為(wéi)單向作用結構,在液壓油作用下,柱塞動力伸出,柱塞回程時要靠自重回縮;三級(jí)活塞(sāi)為雙向作用結構,在液壓油作用下,三級(jí)活塞動力(lì)伸出和縮回。起升油缸設有(yǒu)三(sān)個油口,P1、P2和P3。油口P1設在缸頭處,接(jiē)通柱塞工作腔及三級活塞無杆腔(qiāng),油道内設置有單向節流閥;油口P2設在三級活塞杆處,接通三級活塞有(yǒu)杆腔,油(yóu)道内設置有節流孔;油口P3設在三級活塞杆處,接通柱塞工(gōng)作腔及三級活塞無杆腔,與P1油路相(xiàng)通,油道内(nèi)設置有節流孔。在油缸三(sān)級活塞缸蓋處設置有放氣孔(kǒng)口,其上安裝放氣塞。

l 排放空氣(qì):每次起落井架(jià)前,應徹底排放起升油缸和伸縮油(yóu)缸内(nèi)的空氣。液壓油中含有空(kōng)氣,管路的滲漏導緻油(yóu)缸内存有空氣,當起升油缸和伸縮油缸長期停放時(shí),空氣将(jiāng)富集在油(yóu)缸的上(shàng)部。在井架(jià)起升和下降時(shí)将(jiāng)加大産生事故的機率,排放空氣(qì),消(xiāo)除事故隐患。

l 系統管路空氣排放:打開六聯閥控制闆上的針形閥E,使起升油缸P1、P3形成暢通(tōng)回路(lù),并連接回油管(guǎn)路(lù)。提起起(qǐ)升油缸控制閥手柄(bǐng),油泵液壓油經P1進(jìn)入(rù)起升油缸,再經P3返回(huí)油油箱,液壓系統無負載運行;液壓系統經5~10min無(wú)負載運行,排除管路和起升(shēng)油缸内的氣體。

l 排(pái)放起升油缸三級活塞有杆腔空氣:關閉針形(xíng)閥E,起升(shēng)油缸P1、P3形(xíng)成封(fēng)閉回路。輕微提起起升油缸控(kòng)制閥(fá)手柄,向起升油缸(gāng)下(xià)腔供壓力油,油(yóu)壓控制在2~3MPa,打開(kāi)油缸三級活塞缸蓋處放氣塞(sāi),排放起升油缸中的空氣。

l 系統滲漏檢查:輕微提起起升油缸(gāng)控制閥(fá),向起升油缸下腔供壓力油,使井架緩慢起升,離開井架前支架100~200mm,停止起升,井架保持狀态5min。檢查液壓(yā)系統及管路,各(gè)處不得滲漏;觀察井(jǐng)架(jià),不得有明顯下落。

l 安全機構:井架重量較大,井架起落存在較大的事故機率,操作時應多加(jiā)注意,嚴格遵(zūn)循操作規程。為安全起(qǐ)升油缸設置了多重安全機構,即使起升油缸操縱閥失效或出(chū)現液壓軟管破裂(liè)損壞,起升油缸将有效地減緩井(jǐng)架放倒速(sù)度,防止重大事(shì)故發生。

l 起升井架:液壓油由P1油口,經單向閥進入油(yóu)缸工作腔,一級柱塞首先伸出,到位後,二級柱塞、三級活塞(sāi)杆依次伸出,三級活塞有杆腔内的油液經P2回油(yóu),由于P2口設有節流孔(kǒng),三級活塞伸出時,應(yīng)減小控制閥門的開度,減慢伸(shēn)出速度,否則将導緻液壓系(xì)統壓力升高;

l 放倒井架:液壓油由P2進人三級活塞有杆腔,推動活(huó)塞回縮,無杆腔的油液經P1節流口回油,油(yóu)缸回縮速度(dù)較慢,以(yǐ)防止重力超速發生;各柱塞、活塞縮回順(shùn)序是,首先是三級活(huó)塞回縮,到位(wèi)後,二級、一(yī)級柱塞依次回縮(suō)。二級(jí)、一級柱塞回縮(suō)時,是依靠自重回落,無須向油缸供液壓(yā)油,此(cǐ)時可減小發動機轉速,操作手柄緩(huǎn)慢回落井(jǐng)架。

8) 伸縮油缸,液壓伸縮二(èr)層井(jǐng)架。

l 結構組成:超長柱塞油缸(gāng),缸(gāng)體總長達14~16m。柱塞端部設有油口,油道内設置有單向節流閥;缸頭配有放(fàng)氣塞。油缸體用U型(xíng)螺栓與井架上體(tǐ)固緊,頂部頂在井架橫梁的座圈内,柱塞杆下部裝(zhuāng)有連接闆,與井架下體橫梁螺栓連(lián)接(jiē)。

l 工作過程。二層井(jǐng)架伸出,操作伸縮油缸控制閥上提(tí),壓力(lì)油經(jīng)柱塞杆端部油口、單向閥、柱塞空心(xīn)進入缸體,推動缸體伸出(chū),帶動井架上體沿(yán)軌道上升,井架到位,鎖銷機構自動鎖(suǒ)定。二(èr)層井架縮回(huí),人工解開安全銷,先操作伸縮油(yóu)缸控制閥上提,使二層井架緩慢上(shàng)升200mm左右,鎖(suǒ)銷機構(gòu)自動解(jiě)鎖,再操(cāo)作(zuò)伸縮油缸控制閥下壓,缸體内液壓油靠(kào)二層井架自重産生的壓力,經節流口由(yóu)柱塞端部的油口,流(liú)出缸(gāng)外,二層井(jǐng)架下落,下落速度靠單向節流閥及操作伸縮油缸控制閥開啟程度調節。

l 安全機構:二(èr)層井架重(zhòng)量較大,井架(jià)起落存在較大的事故機率,操作時應多加注(zhù)意,嚴格遵循操作規程。為安全伸縮油缸設置有單向節流閥,即使油缸操縱閥失效或出現液壓軟管破裂損壞等,油缸(gāng)将有效地減緩井架下落速度,防止重大事故發生。

l 排放空氣:油缸放置一段時間後,會(huì)有空氣從密封處滲(shèn)入,初裝的油缸,内(nèi)部更有(yǒu)空氣(qì)存在,因此,每次動(dòng)作伸縮油(yóu)缸前,必須排(pái)伸縮(suō)油缸内的空氣(qì),防止油缸伸縮(suō)過程中爬行。輕微提(tí)起起升油缸控制閥手柄,向伸縮油缸供壓力油,油壓控制在2~3MPa,打開油缸頂部(bù)放氣塞,排放伸縮油(yóu)缸中的空氣,排淨後擰(nǐng)緊螺帽,放氣時不能(néng)搬開井架安全插銷。

9) 吊(diào)鉗油缸:油缸為雙向活塞(sāi)式結構,缸頭、缸蓋兩端均設有緩沖裝置,防(fáng)止油缸液壓沖擊。油缸活塞杆縮回時,拉緊吊鉗貓頭繩,用于上緊、卸開鑽柱螺(luó)紋;活塞杆伸出,貓頭繩(shéng)回(huí)程。

10) 液壓小絞車:行星(xīng)減速機構,配備(bèi)制動器和平衡閥,起(qǐ)吊物件安全,可在空中懸停。

11) 二聯(lián)閥(fá):安裝(zhuāng)在司鑽控制箱的下部,由進油閥片、回(huí)油閥片(piàn)和二(èr)工作閥片組成。進油閥片設(shè)置有安全閥,調節進入二聯閥的工作(zuò)壓力。松開并(bìng)緊螺(luó)母,擰動調節螺杆便可改變(biàn)安全閥的調整壓力,擰進時,調整壓力增高,擰出時,調整壓力降低(dī);注意調整完畢(bì)後(hòu),要擰緊(jǐn)背帽,鎖緊調節螺母。工作閥片手動控制(zhì)。

A. 吊鉗油缸閥I:控制吊鉗I油缸伸出,縮(suō)回,使錨頭繩松開、拉緊。閥芯(xīn)設置浮動閥位,形成差動油缸回路,油泵油液(yè)和有杆腔油液(yè)同時進入油缸的無杆腔,使(shǐ)活塞杆快速伸出;閥芯彈簧複位,松開手柄,閥芯自動回中位(wèi),油缸運動停止。

B. 吊鉗油缸閥II:控制吊(diào)鉗II油缸伸出,縮回,使錨頭繩松開、拉緊。閥芯設置浮動閥位,形成差動油(yóu)缸回路(lù),油泵油液和有杆腔油液同(tóng)時進入油缸的無杆腔,使活(huó)塞杆快速伸出;閥芯彈簧(huáng)複位,松(sōng)開手柄,閥(fá)芯自動回(huí)中位,油缸運動停(tíng)止。

12) 四聯閥:安裝在車(chē)架右側後部的液壓控制闆上,由進(jìn)油閥片、回油閥片和四工作(zuò)閥片(piàn)組成。進油閥片設置有安全閥,調節進入四聯閥工(gōng)作壓力。松開并緊螺母,擰動調節螺杆便可改(gǎi)變安全閥的調整(zhěng)壓力,擰進時,調整(zhěng)壓力增高,擰出時,調整壓力降低;注意調整完畢後,要擰緊背帽,鎖緊調(diào)節螺母。工(gōng)作閥片均為氣(qì)動遠控,液壓閥芯由專用三位氣缸控制,組合(hé)氣動控制閥安裝在司(sī)鑽控制箱上。

A. 工(gōng)況選擇閥:置“調整(zhěng)”工況,液壓動力(lì)傳送(sòng)給六聯閥;置“作業”工況,液壓動力傳送到液壓大(dà)鉗(qián);置中位,切斷六聯閥,液壓大鉗液(yè)路。

B. 液壓小(xiǎo)絞車閥I:控制液壓小絞車(chē)I正(zhèng)、反轉,中位懸停。

C. 液壓小絞車閥II:控制液壓小絞車II正(zhèng)、反轉,中位(wèi)懸停。

D. 液(yè)壓旋扣器閥:控制液壓旋扣器,正向旋轉,及停止。(用戶(hù)選配液壓旋扣(kòu)器時安裝)


13) 六聯(lián)閥:安(ān)裝在車架左側後(hòu)部的液壓控制箱上。由進油閥片、回油閥片和六工作閥片組成。進油閥片設置有安全閥,調節進入六聯閥工作壓力。松開并緊螺母,擰動調節螺杆便可改變安全閥的調整壓力,擰進時,調整(zhěng)壓力增(zēng)高,擰出時,調整壓力降(jiàng)低;注意調整完畢後,要擰緊背帽,鎖緊調節螺母。

A. 前右支腿油(yóu)缸(gāng)閥:控(kòng)制車架前部右側支腿油缸(gāng),升高、落下車架,并調(diào)整車(chē)架水平。閥芯彈簧複位,松開手柄,閥芯自動回中(zhōng)位,油缸運動停止。

B. 前左支腿油缸閥(fá):控制車架前部左(zuǒ)側支腿油缸,升高、落下車架,并調整(zhěng)車架水平。閥芯(xīn)彈簧複位,松開手柄,閥芯自動回中位,油缸運(yùn)動停止。

C. 後右支腿油缸閥:控制車架後部右側支腿油缸。升高、落下車架,并調整車(chē)架水平。閥芯彈簧複位,松開手柄,閥(fá)芯自動回中位,油缸運動停止(zhǐ)。

D. 後左支腿油缸閥:控制車架後部左側支(zhī)腿油缸。升高、落下車架,并調整車架水平。閥(fá)芯彈簧複位,松開(kāi)手柄,閥芯(xīn)自動回中位,油缸(gāng)運動停止。

E. 起升油缸閥:控制起升(shēng)油缸動作,起升、落下(xià)整體井架。閥芯彈(dàn)簧複位,松開手柄(bǐng),閥芯自動回中位,油缸運動停止。兩輸出油口(kǒu)均裝有過載閥,以限(xiàn)制進(jìn)入油缸的壓力,提高(gāo)井架操作安全(quán)性。

F. 伸縮油缸閥:控制伸縮油缸動作(zuò),伸(shēn)出、縮回二層井(jǐng)架。閥芯鎖銷(xiāo)定位,松開手柄,閥芯仍然停留在工作(zuò)位置,油缸繼續運動。兩輸出油口均裝(zhuāng)有過載閥,以限制進入油(yóu)缸的壓力,提高井架操作安全性。


2、轉(zhuǎn)向液壓系(xì)統

由以下部件組成:

1) 轉(zhuǎn)向油泵(bèng),安裝在發動機(jī)取力口上,發動機轉動(dòng),驅(qū)動油泵工作。

2) 吸油(yóu)濾清器,箱外自(zì)封式結(jié)構,安裝在液壓油箱的側(cè)部,吸油筒浸入油箱内液面之下,過(guò)濾起濾頭露在油箱外,設有自封閥、旁通(tōng)閥(fá)、濾芯污染發訊器等裝置,更換或(huò)清洗(xǐ)濾芯(xīn)時,可在箱外進(jìn)行,拆卸,安裝方便,并且油箱内油液(yè)不會流出。

3) 溢流穩流閥,調定(dìng)系統壓力,防止系統過載,保護系統及元件安全;油泵高速運轉,流量過大(dà)時,分流(liú)回油箱(xiāng),确保系統最高穩定流量。參見(jiàn)圖(溢流穩流閥)

4) 轉向分配閥(fá),跟随方向機動作,控制液壓油的(de)流向和(hé)流量,供(gòng)給轉(zhuǎn)向油缸,推(tuī)動前橋車輪左(zuǒ)右轉向。參見圖(轉向分配閥)

5) 轉向油缸,雙向活塞油缸(gāng),前3橋各配一件;活(huó)塞杆(gǎn)頭連接在轉向節拐臂(bì)上,控制車輪轉角。參(cān)見圖(轉向(xiàng)油缸)

6) 球閥,連接在(zài)壓力管(guǎn)線與回油管(guǎn)線之間,當(dāng)鑽機(jī)在作業工況時,打開球閥,系統卸載(zǎi),保護系統(tǒng)元件。


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