旋挖钻机培训 — 就业

技术要点

2019-10-08 -
某品牌360旋挖钻机液压系统组成

JGR360旋挖钻机采用全液压控制驱动,由柴油发动机向液压泵提供动力,使液压泵输出液压油通向液压控制阀,由液压控制阀向马达或油缸输入具有方向、压力和流量的液压油,马达或油缸驱动执行机构完成各项动作。下面分部分介绍。

1.     泵:

JGR360旋挖钻机液压泵由德国力士乐公司提供,包含两个主泵(A11VLO190LE2S)和两个辅泵(MA10VS045)两个此轮泵(1PF2G2)。两个主泵为恒功率调节带有压力控制的功率越权控制,并且是液压连接的,负控制的,两个主泵输出的液压油流向主控制多路阀。每个主泵的流量最大为380/分,最大压力为38Mpa,由主控制多路换向阀上的溢流阀调定。辅泵为带恒压控制的负载敏感泵,其输出的液压油流向辅控制多路阀,泵的流量最大为100/分,最大压力为30MPa。先导泵为定量泵,向先导控制系统供油,泵的输出压力调定为3Mpa。各种泵的原理见附图1

2.     液压阀:

            多路换向主阀

用于供给执行机构液压油并实现换向的液压多路阀。共有两个M7主阀控制左右行走、副卷扬、主卷扬、动力头回转。

 

一组M4阀用于控制、加压油缸、变幅油缸、履带展宽油缸、立桅油缸和加压快速。

 

一是主控制多路阀,分别控制动力头马达、主卷扬马达、副卷扬马达、回转马达、变幅油缸、左右行走的马达多路换向阀。有如下特点:1),先导比例控制液控换向阀,其上有两个液控口,分别在液控口上通上压力油,可使阀芯移动换向。阀芯的开口量与通入液控口上的液压油的压力成正比,液控油压力高,则阀芯的开口量大,通过阀的流量就大。当两个液控口均无压力油时,阀芯在弹簧的作用下使阀芯处于中位。不输出液压油。2负流量控制阀,当阀芯处于中位或阀芯开口量较小时,负控制口有压力,将此压力传递给泵的负控制口,控制泵的排量发生变化。泵的排量随负控制口的压力增大而减小。当阀芯换向到最大开口时负控制口压力为零,阀芯处于中位时,负控制口压力最大,由负控制溢流阀限定在23bar。此时泵的排量最小。主控制多路阀分两半部分,每半部分各由一个泵供油,左半部分阀片依次为右行走、变幅、主卷、副卷、动力头合流,右半部分阀片依次为左行走、回转、主卷合流、动力头,当动力头或主卷扬工作时,左右两部分的动力头阀片或主卷扬阀片同时工作,每片阀输出的液压油在阀内合在一起向外供油,也就是两个泵在工作供油,从而使动力头或主卷扬的工作速度达 到最大。主控制多路阀上的溢流阀限定液压系统的最大压力32Mpa

 

另一个是辅助控制多路阀,带负载压力补偿和负载保持功能的液压阀。由辅泵供油,通过辅阀上LS口的压力信号与辅泵上的LS口相连,使辅泵的出口压力和输出流量与负载需要相匹配。进油联上有溢流阀,调定辅阀的最大压力。回油联上有减压阀,减压后的液压油作为辅阀电磁先导控制的液压油,也可作外部先导控制油。辅助多路换向阀分别控制加压油缸、左桅杆油缸、左桅杆油缸、(暂不用)和展宽油缸的多路换向阀。每片阀的执行油路上装有溢流阀,调节和限制最大压力。加压片上装有LS溢流阀,在只有加压片动作时,通过辅泵限定加压片的压力。其中控制桅杆的阀片为比例减压阀先导控制,提供给比例减压阀电流,比例减压阀输出相应的压力来推动阀芯移动换向。电流越大,比例减压阀输出压力越高,阀芯的开口量越大,则阀的输出流量越大。同理,电流越小阀的输出流量越小。控制加压的阀片和暂不用的阀片为先导液压油比例控制,控制展宽的阀片为电磁阀开关式控制。加压阀片上AB口压力的设定值不同,A口压力调定为11.6Mpa,接加压油缸无杆腔,B口压力调定为27Mpa,接加压油缸有杆腔。原理图见附图2

2.2 先导操纵比例减压阀:

用于控制主阀换向的先导控制阀,由先导泵供油,是手控比例减压阀。当手柄未扳动处于中位时,出口输出压力为零,当扳动手柄时,随着扳动角度的增大而使出口压力增大,随着扳动角度的减小而使出口压力减小。进口用于操纵多路控制阀的换向。先导操纵比例减压阀共有三个,一个是脚踏式先导控制元件,由左右两个行走控制手柄组成,可前后扳动手柄。用于控制主阀上左右行走阀片换向的先导控制阀。另两个是左右先导控制手柄,可前后左右扳动手柄。左手柄前后扳动控制主副卷扬的下降与上升,左右扳动控制回转左转和右转。右手柄前后扳动控制加压变幅的下降与上升,左右扳动控制动力头的正转和反转。控制手柄原理见附图3

2.3 先导电磁阀组:

先导电磁阀组上共有4个电磁阀。第一个电磁阀为1Da电磁阀,作用是当它通电时,先导泵的油液才能进入左右控制手柄,操纵手柄才能工作,不通电时,操纵左右控制手柄无效。第二个电磁阀为2Da电磁阀,作用是当它通电时,先导泵的油液才能进入左右行走控制手柄,操纵手柄,行走才能工作,不通电时,操纵左右行走控制手柄无效。打钻时,要使2Da断电,防止误动作行走手柄时产生行走。第三个电磁阀为22Da电磁阀,作用是当它通电时,先导油进入主卷扬减速机制动器,使制动器打开。此电磁阀与23Da电磁阀一起作用,用于打钻时的主卷扬浮动。第四个电磁阀为4Da电磁阀,作用是当它通电时,先导油进入回转减速机制动器,使制动器打开。此电磁阀与电磁阀块上的24Da(回转延时)、25Da.26Da(回转缓冲)电磁阀一起作用,用于上车的回转。

2.4 电磁阀块组:

电磁阀块组上共有15个电磁阀。控制手柄来油通过电磁阀块组与控制多路换向阀的先导控制口相连接。起主副卷扬切换、加压与变幅切换、主副卷扬上限位保护、变幅上限位保护的逻辑功能。具体为:5Da6Da7Da电磁阀为主副卷扬的切换电磁阀,当二者断电时,为主卷扬工况,若主卷扬到达上限位时,7Da通电,供给主卷阀片的控制油变为零,主卷扬停止上升;当三者通电时,为副卷扬工况。10Da11Da12Da电磁阀为加压与变幅的切换电磁阀,当三者断电时,为加压工况;当10Da11Da通电时,为变幅工况,若变幅到达上限位时,12Da通电,供给变幅阀片的控制油变为零,变幅停止上升。3Da4Da电磁阀为回转展宽切换电磁阀。

2.5          主卷扬浮动电磁阀

在主卷扬马达处,有一个22Da电磁阀,为主卷扬浮动电磁阀。当主卷扬浮动时,22Da电磁阀通电,使主卷扬马达的两个油腔连通,马达处于浮动状态。同时使23Da电磁阀通电,实现主卷扬浮动。

3.执行元件:

执行元件分为马达和油缸。马达通过减速机与机械相连,可降低机械的转动速度,提高输出扭矩。减速有制动器,当制动口无压力时,产生机械锁紧,防止机械下滑。工作时,必须在制动口通上压力油,将制动器打开。每个马达上均有泄漏口,通过胶管接回油箱,泄漏口不允许有背压存在。为防止马达气蚀,回转、主副卷扬、动力头的马达均接有补油管。马达上装有平衡阀,防止负载时失速,同时可进行液压制动。油缸上装有平衡阀,有两个作用,一是在有负负载时起平衡作用,防止负负载时失速。二是在油缸不工作时,起液压锁的作用,防止油缸沉降。具体执行元件如下:

3.1          左右行走马达减速机:由马达、平衡阀与减速机组成。

通过回转接头将主阀出油口与马达油口连接在一起。

3.2          动力头马达减速机:由两组相同的马达与减速机组成。

  动力头马达为变量马达,当负载小使马达压力较低时,马达排量减小, 使转速增大,输出扭矩减小;当负载大使马达压力较高时,马达排量变大, 使转速变小,输出扭矩增大。

3.3          主卷扬马达减速机:由定量马达、平衡阀与减速机组成。

为实现主卷扬浮动,回路上装有二个电磁阀和一个梭阀。见附图4

3.4          副卷扬马达减速机:由定量马达、平衡阀与减速机组成。

3.5          回转马达减速机:由定量马达与减速机组成。

3.6 桅杆油缸: 2件,装有双向平衡阀。

3.7 变幅油缸: 2件,装有双向平衡阀 

3.8          加压油缸: 1件,装有单向平衡阀。 

4. 液压附件:

4.1油箱:储存液压油。泵从油箱吸入液压油,液压系统的回油流入油箱。

4.2 滤油器:过滤系统中的杂质。安装在油箱上,有吸油滤油器和回油滤油器JGR360装有两个回油滤芯。

4.3          冷却器:主控制阀的回油经过冷却器回油箱,冷却系统的液压油。

4.4            压力表:JGR360采用数字监控测量二个主泵和一个副泵的出口压力,量程060Mpa,装在驾驶室内。通过测压软管分别与两个主泵的测压口和辅泵测压口相连接。

4.5 系统中装有大量的接头液压胶管,全部为进口件,通过密封件进行密封。

2.     液压回路:

主液压回路:主泵向主阀供油,通过主控制阀换向进入执行元件,执行元件带动机械机构工作的回路。主液压回路的压力较高,流量较大,液压管较粗,使机械做功。

先导液压回路:由先导泵供油,经过先导控制手柄和先导电磁阀组、电磁阀块组到达主控制阀的先导控制口,控制主控制阀换向的回路。先导液压回路压力较低,流量较小,液压管较细。

四.旋挖钻机的维修保养:

1. 液压系统的清洁度控制:旋挖钻机的液压系统十分复杂,液压元件零件精度较高,运动副的配合间隙非常小,液压系统中有许多变量机构和比例控制阀,因此对液压油的清洁度要求很高,清洁度要求在NAS9级以下。若油液清洁度差,会加快液压元件的磨损,使阀芯出现卡滞,阻尼孔堵塞等液压故障。要保证液压系统的油液清洁度,要做到以下几点:A:加油前保证液压油箱内部清洁干净。B:加油时,将加油口周围擦抹干净,用高精度滤油机往油箱加油,不加油时要及时盖好加油盖,保证油箱密封。C:虽然在液压系统的装配中进行了严格的去毛刺清洗工序,但也不能彻底消除阀块孔中的毛刺和油管中的的污物,工作一段时间后,毛刺污物会进入滤油器。经过一段时间工作,滤油器的滤芯就有可能堵塞,此时液压油就会通过滤油器上的旁通溢流阀进入油箱。使油箱里的油液受到污染。所以在首次开机工作500小时后,要清洗或更换滤油器滤芯,过滤油箱里的液压油。以后可每隔工作20003000小时时,要清洗或更换滤油器滤芯和液压油。若钻机停放一年以上时间不工作,也要更换或过滤液压油。D:若钻机较长时间不工作,外面带有水分的空气通过空气滤清器进入油箱,将水分带入液压油,使液压油乳化变质,所以要隔一段时间开动钻机运转,使油温升高,消除液压油中的水分。过滤或更换液压油时,应将液压油从油箱抽出,油箱底部剩余的少量液压油应打开放油塞彻底放掉,然后再加入洁净液压油。往油箱加油时,无论新液压油还是用过的液压油,必须用滤油机过滤加入。注意新液压油并非是洁净的。

2. 液压油的温度控制:在钻机工作时,油温一般不超过80度,最高不得超过90度。当油温太高时,油液粘度变得很小,油的润滑作用变差,加快液压元件的磨损,内泄漏增大,缩短液压件的使用寿命。同时加速密封件的老化,油液容易变质。当油液温度过低时,油液粘度变得很大,压力损失加大,油液流动性很差,影响阻尼孔流量,延长缓冲动作时间,使钻机反应迟缓,严重时不能工作。因此要控制油液的温度。当油液温度超过80度时,应停止工作,让动力头空载转动降温。当油液温度在-20度以下启动钻机时,最好先开机使动力头空载运转一段时间,等油温回升后再使钻机工作。

3. 钻机上各液压元件的压力、流量参数在出司前均于调好,严禁随意调动,特别是压力阀中的调压参数,调高时危害液压系统的安全,会对机器产生损坏。调低时钻机的输出力和扭矩达不到要求,影响性能质量。确需调整,需有专业人员指导下才能调节。

3. 首次开机或拆卸维修后,液压管路中存有空气,要开机空载运行,油缸在工作允许的最大行程内往复运动,排出管路中的气体,必要时松开管接头排气。特别时马达的补油口,松开补油口处的接头,开机使补油管中的气体排出,流出油后再拧紧接头。首次开机后液压系统中有气存在容易产生气蚀和振动爬行。

4. 主卷扬浮动是在动力头打钻情况下使用,可使主卷扬随钻杆自由下放。严禁在其它工况中进行主卷扬浮动操作,否则会使钻杆自由落体或掉落,出现机件损坏的严重故障。

5. 钻机上的执行机构使用了马达与减速机,减速机的制动用于停车制动,利用磨擦片牢靠地锁定机械装置。在转动情况下的制动用平衡阀进行制动,不能用减速机进行制动。否则会使减速机磨擦片烧坏,损坏减速机。扳动操作手柄时应平稳匀速地扳动,过快过急时会造成钻机工作机构振动爬行,还会因惯性过大停转时间长,让减速机来制动,损坏减速机。要经常检查主卷扬减速机制动口压力,正常压力在2025bar之间,低于20bar时,要在减速机减压阀的弹簧上加0.51mm垫片或其它办法提高压力,此处压力太低时容易烧坏减速机。

6. 钻机上液压胶管分为高压胶管和低压胶管。高压胶管钢丝层数较多,可承受高压,低压胶管钢丝层数均为一层,承受压力较低。所以在更换胶管时,要弄清楚原胶管的型号和承压情况,不要用低压胶管代替高压胶管,防止胶管爆裂。值得注意的是主卷扬的两个浮动油管和辅控制阀上的LS油管为高压6通径油管,是二层钢丝的,容易与一层胶管混淆。主油管用于传送一定流量的液压油,胶管通径较大,不要用小通径胶管代替大通径胶管,否则会加大管路的压力损失,降低钻机的工作效率。

7. 旋挖钻机上的油缸、主卷扬承受负负载,维修或更换时一定要注意安全。油缸上的平衡阀维修或更换时,要将油缸活塞杆收缩到底时才能拆换。主卷扬马达减速机维修或更换时,要拆卸钻杆等负载,在不让主卷扬承受任何外力时,方可拆换马达减速机。

8.泵有异常噪声多是吸油管密封不严实或吸油阻力太大造成的,此时常伴有运动机构爬行现象。应检查吸油管卡箍是否松动,吸油滤芯是否堵塞。若存在问题要进行处理。

9. 油缸运动爬行与缸内存在空气和平衡阀出现故障有关,油缸按最大行程动作几次可以排出油缸内的气体。平衡阀的故障多是阀芯上有脏物使阀芯运动不灵活造成的,应拆下平衡阀清洗或更换平衡阀。

10. 一般油缸沉降有两个原因,一是油缸内部的密封损坏产生的内泄漏,二是平衡阀有内泄漏。判断是何种情况漏油的办法是,拆掉主阀来油与平衡阀相连的油管,观察接头处有无漏油,若漏油为平衡阀问题,应更换平衡阀。不漏油,则为油缸有内泄漏,应维修或更换油缸。

11. 主卷扬承受较重的负荷,操作时应匀速扳动手柄。从上升转到下降或下降转到上升时,应使手柄在中位稍作停留再扳到位,不允许快速扳到位或反复快扳,这样会损坏马达减速机和发生掉钻杆问题。

五.常用液压油的分类及选用

 

1、分类

                普通液压油

                 专用液压油

1、石油基液压油

                 抗磨液压油

                高粘度指数液压油

 

石油基液压油是以石油地精炼物未基础,加入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油,不同性能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。

                   合成液压油——磷酸酯液压油

2、难燃液压油                   ——乙二醇液压油

                  含水液压油              油包税乳化液

                                乳化液

                                         水包油乳化油

1)石油基液压油 这种液压油是以石油的精炼物为基础,加入各种为改进性

能的添加剂而成。添加剂有抗氧添加剂、油性添加剂、抗磨添加剂等。不同工作条件要求具有不同性能的液压油,不同品种的液压油是由于精制程度不同和加入不同的添加剂而成。

2)成添加剂 磷酸脂液压油是难燃液压油之一。它的使用范围宽,可达-54~135℃。抗燃性好,氧化安定性和润滑性都很好。缺点是与多种密封材料的相容性很差,有一定的毒性。

3)—乙二醇液压油 这种液体由水、乙二醇和添加剂组成,而蒸馏水占35~55%,因而抗燃性好。这种液体的凝固点低,达-50℃,粘度指数高(130~170),为牛顿流体。缺点是能使油漆涂料变软。但对一般密封材料无影响。

4)乳化液 乳化液属抗燃液压油,它由水、基础油和各种添加剂组成。分水包油乳化液和油包水乳化液,前者含水量达90~95%,后者含水量大40%。

 

2、选用

正确而合理地选用液压油,乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。

选用液压油时,可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油,或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑,一般是先确定适用的粘度范围,再选择合适的液压油品种。同时还要考虑液压系统工作条件的特殊要求,如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低;伺服系统则要求油质纯、压缩性小;高压系统则要求油液抗磨性好。在选用液压油时,粘度是一个重要的参数。粘度的高低将影响运动部件的润滑、缝隙的泄漏以及流动时的压力损失、系统的发热温升等。所以,在环境温度较高,工作压力高或运动速度较低时,为减少泄漏,应选用粘度较高的液压油,否则相反。

液压油的牌号(即数字)表示在40℃下油液运动粘度的平均值(单位为cSt)。原名内为过去的牌号,其中的数字表示在50℃时油液运动粘度的平均值。

但是总的来说,应尽量选用较好的液压油,虽然初始成本要高些,但由于优质油使用寿命长,对元件损害小,所以从整个使用周期看,其经济性要比选用劣质油好些。

2-3             常见液压油系列品种

种类

牌号

用途

油名

代号

普通液压油

N32号液压油

N68G号液压油

YA-N32

YA-N68

20号精密机床液压油

40号液压导轨油

用于环境温度045℃工作的各类液压泵的中、低压液压系统

抗磨液压油

N32号抗磨液压油N150号抗磨液压油N168K号抗磨液压油

YA-N32YA-N150YA-N168 K

20抗磨液压油

80抗磨液压油

40抗磨液压油

用于环境温度-1040℃工作的高压柱塞泵或其他泵的中、高压系统

低温液压油

N15号低温液压油N46D号低温液压油

YA-N15YA-N46D

低凝液压油

工程液压油

用于环境温度-20℃至高于40℃工作的各类高压油泵系统

高粘度指数液压油

N32H号高粘度指数液压油

YD-N32D

 

用于温度变化不大且对粘温性能要求更高的液压系统

 

 


本文由旋挖钻机培训整理提供。

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