液压绞车工作原理(液压系统基本结构与工作原理)

液压系统基本结构与工作原理

一、概述

液路系统主要包括主油泵，液压油箱，滤清器，减压阀，溢流阀,起升液缸，伸缩液缸，吊钳液缸，支腿液缸，液压马达，及各种液压操作阀等部件。设备出厂前溢流阀、减压阀及各种压力阀的压力已调定，确保液压系统安全运行，用户在使用中不得轻率更改。

液压系统包括主液压系统和转向液压系统，两个系统共用一液压油箱。

1、主液压系统

主液压系统为钻机车在设备调整和钻修作业时提供液压动力，配置有各种阀件，控制操作各液压机具正确安全运行。

2、转向液压系统

转向液压系统为车辆前部车桥的液压助力转向提供液压动力，配置有各种阀件，控制液压系统压力、流向和稳定最高流量，确保车辆转向轻便灵活，安全可靠。

二、结构特点

液压系统由以下组成：

¨ 主液压系统

¨ 转向液压系统

1、主液压系统

由以下部件组成：

1) 液压油箱：存储、冷却、沉淀和过滤液压油。油箱安装有：

l 人孔盖，安装在油箱顶部，设置有两个，其中在油箱回油区的人孔盖上安装液压空气滤清器；

l 液压空气滤清器，过滤油箱流通空气，油箱加油时过滤油液；

l 液位计，2个，安装在油箱的前侧面，设置有高低两个液位计，高位液位计，显示井架降落后的油面；低位液位计，显示井架竖起后油面；

l 油温表，安装在油箱的前侧面，测量油箱内油温，正常工作油温在30～70℃；主回油口，2个，设置在油箱的底板上，配置单向阀，分别连接主回油管和溢流阀回油口；单向阀在维修液压管路时自动关闭，防止油箱中的油液流失；

l 排泄油口，设置在油箱的底板上，用堵头封堵；打开堵头可排放油箱液压油；

l 主油泵吸油口，设置在油箱的前侧面，安装主吸油滤清器；

l 转向油泵吸油口，设置在油箱的前侧面，安装转向吸油滤清器；

l 转向系统回油口，设置在油箱的底板上，配置单向阀，单向阀在维修液压管路时自动关闭，防止油箱中的油液流失；

2) 液压油泵：单联齿轮结构，2台，分别安装在两台液力变速箱取力箱上，由变矩器泵轮驱动，发动机转动，取力箱就可驱动油泵。取力箱配置有液压离合器，当需要液压动作时，可操作司钻控制箱“液泵离合”手柄，置“油泵I合”位，油泵I结合，输出工作压力油液；手柄置“油泵II合”位，油泵II结合，输出工作压力油液；。手柄置中位，两油泵均脱离停转。

3) 溢流阀：先导式结构，2台，分别安装在主液压油泵的出油口端。调定系统压力，防止系统过载，保护系统及元件安全。

溢流阀的结构原理：由先导阀和主滑阀组成，先导阀部分包括阀体，滑阀，调压弹簧等零件。主阀滑阀上开有一个小孔a，使进口压力油能进入滑阀上腔B，当作用在锥阀上的液压 力小于弹簧的预紧力时，先导阀锥阀在弹簧力的作用下关闭，因为阀体内没有油液流动，滑阀上下两端油腔液压力相等。因此，滑阀在上端弹簧的作用下处于下端的极限位置。溢流阀的进出油口被滑阀切断，溢流阀不溢流；当作用在锥阀上的液压力因溢流阀进口压力的升高而增大到等于弹簧力时，锥阀被顶开，滑阀上腔B的油液经回油口b和滑阀中心通孔流入阀的出油口，然后溢流回油箱，这时溢流阀进油口的压力油从小孔a，向上补充到B腔，因为油液经小孔a时存在压力损失，因此B腔的压力低于进油口压力，滑阀上下两端出现压力差。于是，在上下两端压力差的作用下滑阀克服弹簧力，滑阀自重以及摩擦力向上移动，打开溢流阀的进回油口，油液流回油箱，滑阀开启后，受液动力的影响，进口的压力P还要继续上升，滑阀继续上移，到某一位置滑阀受力平衡时，溢流阀进口压力稳定在一定值，该值称为溢流阀的调定压力。

4) 吸油滤清器：箱外自封式结构，安装在液压油箱的侧部，吸油筒浸入油箱内液面之下，过滤器的滤头暴露在油箱外；设有自封阀、旁通阀、滤芯污染发讯器等装置。更换或清洗滤芯时，可在箱外进行，拆卸，安装方便；拆卸滤芯后，自封阀自动关闭，防止油箱内油液流出。旁通阀，当滤芯堵塞后，又不得立即停机检修，油液可经旁通阀循环，适时停机清洗或更换滤芯；压差指示器，机械目测结构，滤芯堵塞，影响油液压差，指针摆动，当指向红色区域时，应停机清洗或更换滤芯。滤清器出口安装球阀，在维护检修液压管路时将其关闭，防止油箱中的油液流失。

5) 回油滤清器：配备旁通阀和压差指示器，滤清器过滤液压油中固体杂质，防止管路中的杂质进入油箱，保持系统油液清洁；旁通阀，当滤芯堵塞后，又不得立即停机检修，油液可经旁通阀循环，适时停机清洗或更换滤芯；压差指示器，机械目测结构，滤芯堵塞，影响油液压差，指示桩伸出，当指向红色区域时，应停机清洗或更换滤芯。

7) 起升油缸：三级复合油缸结构，配备单向节流阀；起升、降落井架，单向节流阀以防止井架降落过程中发生重力超速现象，保护井架起落安全。本机配置双起升油缸。

l 结构及工作原理：结构组成，由缸体，一级活塞，二级活塞，三级活塞，导向环，密封圈等部分组成。缸头设置有销轴耳板，用销轴与车架横梁上固定耳板连接，三级活塞杆以同样的方式与井架下体门框销轴连接。一、二级柱塞为单向作用结构，在液压油作用下，柱塞动力伸出，柱塞回程时要靠自重回缩；三级活塞为双向作用结构，在液压油作用下，三级活塞动力伸出和缩回。起升油缸设有三个油口，P1、P2和P3。油口P1设在缸头处，接通柱塞工作腔及三级活塞无杆腔，油道内设置有单向节流阀；油口P2设在三级活塞杆处，接通三级活塞有杆腔，油道内设置有节流孔；油口P3设在三级活塞杆处，接通柱塞工作腔及三级活塞无杆腔，与P1油路相通，油道内设置有节流孔。在油缸三级活塞缸盖处设置有放气孔口，其上安装放气塞。

l 排放空气：每次起落井架前，应彻底排放起升油缸和伸缩油缸内的空气。液压油中含有空气，管路的渗漏导致油缸内存有空气，当起升油缸和伸缩油缸长期停放时，空气将富集在油缸的上部。在井架起升和下降时将加大产生事故的机率，排放空气，消除事故隐患。

l 系统管路空气排放：打开六联阀控制板上的针形阀E，使起升油缸P1、P3形成畅通回路，并连接回油管路。提起起升油缸控制阀手柄，油泵液压油经P1进入起升油缸，再经P3返回油油箱，液压系统无负载运行；液压系统经5～10min无负载运行，排除管路和起升油缸内的气体。

l 排放起升油缸三级活塞有杆腔空气：关闭针形阀E，起升油缸P1、P3形成封闭回路。轻微提起起升油缸控制阀手柄，向起升油缸下腔供压力油，油压控制在2～3MPa，打开油缸三级活塞缸盖处放气塞，排放起升油缸中的空气。

l 系统渗漏检查：轻微提起起升油缸控制阀，向起升油缸下腔供压力油，使井架缓慢起升，离开井架前支架100~200mm，停止起升，井架保持状态5min。检查液压系统及管路，各处不得渗漏；观察井架，不得有明显下落。

l 安全机构：井架重量较大，井架起落存在较大的事故机率，操作时应多加注意，严格遵循操作规程。为安全起升油缸设置了多重安全机构，即使起升油缸操纵阀失效或出现液压软管破裂损坏，起升油缸将有效地减缓井架放倒速度，防止重大事故发生。

l 起升井架：液压油由P1油口，经单向阀进入油缸工作腔，一级柱塞首先伸出，到位后，二级柱塞、三级活塞杆依次伸出，三级活塞有杆腔内的油液经P2回油，由于P2口设有节流孔，三级活塞伸出时，应减小控制阀门的开度，减慢伸出速度，否则将导致液压系统压力升高；

l 放倒井架：液压油由P2进人三级活塞有杆腔，推动活塞回缩，无杆腔的油液经P1节流口回油，油缸回缩速度较慢，以防止重力超速发生；各柱塞、活塞缩回顺序是，首先是三级活塞回缩，到位后，二级、一级柱塞依次回缩。二级、一级柱塞回缩时，是依靠自重回落，无须向油缸供液压油，此时可减小发动机转速，操作手柄缓慢回落井架。

8) 伸缩油缸，液压伸缩二层井架。

l 结构组成：超长柱塞油缸，缸体总长达14～16m。柱塞端部设有油口，油道内设置有单向节流阀；缸头配有放气塞。油缸体用U型螺栓与井架上体固紧，顶部顶在井架横梁的座圈内，柱塞杆下部装有连接板，与井架下体横梁螺栓连接。

l 工作过程。二层井架伸出，操作伸缩油缸控制阀上提，压力油经柱塞杆端部油口、单向阀、柱塞空心进入缸体，推动缸体伸出，带动井架上体沿轨道上升，井架到位，锁销机构自动锁定。二层井架缩回，人工解开安全销，先操作伸缩油缸控制阀上提，使二层井架缓慢上升200mm左右，锁销机构自动解锁，再操作伸缩油缸控制阀下压，缸体内液压油靠二层井架自重产生的压力，经节流口由柱塞端部的油口，流出缸外，二层井架下落，下落速度靠单向节流阀及操作伸缩油缸控制阀开启程度调节。

l 安全机构：二层井架重量较大，井架起落存在较大的事故机率，操作时应多加注意，严格遵循操作规程。为安全伸缩油缸设置有单向节流阀，即使油缸操纵阀失效或出现液压软管破裂损坏等，油缸将有效地减缓井架下落速度，防止重大事故发生。

l 排放空气：油缸放置一段时间后，会有空气从密封处渗入，初装的油缸，内部更有空气存在，因此，每次动作伸缩油缸前，必须排伸缩油缸内的空气，防止油缸伸缩过程中爬行。轻微提起起升油缸控制阀手柄，向伸缩油缸供压力油，油压控制在2～3MPa，打开油缸顶部放气塞，排放伸缩油缸中的空气，排净后拧紧螺帽，放气时不能搬开井架安全插销。

9) 吊钳油缸：油缸为双向活塞式结构，缸头、缸盖两端均设有缓冲装置，防止油缸液压冲击。油缸活塞杆缩回时，拉紧吊钳猫头绳，用于上紧、卸开钻柱螺纹；活塞杆伸出，猫头绳回程。

10) 液压小绞车：行星减速机构，配备制动器和平衡阀，起吊物件安全，可在空中悬停。

11) 二联阀：安装在司钻控制箱的下部，由进油阀片、回油阀片和二工作阀片组成。进油阀片设置有安全阀，调节进入二联阀的工作压力。松开并紧螺母，拧动调节螺杆便可改变安全阀的调整压力，拧进时，调整压力增高，拧出时，调整压力降低；注意调整完毕后，要拧紧背帽，锁紧调节螺母。工作阀片手动控制。

A. 吊钳油缸阀I：控制吊钳I油缸伸出，缩回，使锚头绳松开、拉紧。阀芯设置浮动阀位，形成差动油缸回路，油泵油液和有杆腔油液同时进入油缸的无杆腔，使活塞杆快速伸出；阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。

B. 吊钳油缸阀II：控制吊钳II油缸伸出，缩回，使锚头绳松开、拉紧。阀芯设置浮动阀位，形成差动油缸回路，油泵油液和有杆腔油液同时进入油缸的无杆腔，使活塞杆快速伸出；阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。

12) 四联阀：安装在车架右侧后部的液压控制板上，由进油阀片、回油阀片和四工作阀片组成。进油阀片设置有安全阀，调节进入四联阀工作压力。松开并紧螺母，拧动调节螺杆便可改变安全阀的调整压力，拧进时，调整压力增高，拧出时，调整压力降低；注意调整完毕后，要拧紧背帽，锁紧调节螺母。工作阀片均为气动远控，液压阀芯由专用三位气缸控制，组合气动控制阀安装在司钻控制箱上。

A. 工况选择阀：置“调整”工况，液压动力传送给六联阀；置“作业”工况，液压动力传送到液压大钳；置中位，切断六联阀，液压大钳液路。

B. 液压小绞车阀I：控制液压小绞车I正、反转，中位悬停。

C. 液压小绞车阀II：控制液压小绞车II正、反转，中位悬停。

D. 液压旋扣器阀：控制液压旋扣器，正向旋转，及停止。（用户选配液压旋扣器时安装）

13) 六联阀：安装在车架左侧后部的液压控制箱上。由进油阀片、回油阀片和六工作阀片组成。进油阀片设置有安全阀，调节进入六联阀工作压力。松开并紧螺母，拧动调节螺杆便可改变安全阀的调整压力，拧进时，调整压力增高，拧出时，调整压力降低；注意调整完毕后，要拧紧背帽，锁紧调节螺母。

A. 前右支腿油缸阀：控制车架前部右侧支腿油缸，升高、落下车架，并调整车架水平。阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。

B. 前左支腿油缸阀：控制车架前部左侧支腿油缸，升高、落下车架，并调整车架水平。阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。

C. 后右支腿油缸阀：控制车架后部右侧支腿油缸。升高、落下车架，并调整车架水平。阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。

D. 后左支腿油缸阀：控制车架后部左侧支腿油缸。升高、落下车架，并调整车架水平。阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。

E. 起升油缸阀：控制起升油缸动作，起升、落下整体井架。阀芯弹簧复位，松开手柄，阀芯自动回中位，油缸运动停止。两输出油口均装有过载阀，以限制进入油缸的压力，提高井架操作安全性。

F. 伸缩油缸阀：控制伸缩油缸动作，伸出、缩回二层井架。阀芯锁销定位，松开手柄，阀芯仍然停留在工作位置，油缸继续运动。两输出油口均装有过载阀，以限制进入油缸的压力，提高井架操作安全性。

2、转向液压系统

由以下部件组成：

1) 转向油泵，安装在发动机取力口上，发动机转动，驱动油泵工作。

2) 吸油滤清器，箱外自封式结构，安装在液压油箱的侧部，吸油筒浸入油箱内液面之下，过滤起滤头露在油箱外，设有自封阀、旁通阀、滤芯污染发讯器等装置，更换或清洗滤芯时，可在箱外进行，拆卸，安装方便，并且油箱内油液不会流出。

3) 溢流稳流阀，调定系统压力，防止系统过载，保护系统及元件安全；油泵高速运转，流量过大时，分流回油箱，确保系统最高稳定流量。参见图（溢流稳流阀）

4) 转向分配阀，跟随方向机动作，控制液压油的流向和流量，供给转向油缸，推动前桥车轮左右转向。参见图（转向分配阀）

5) 转向油缸，双向活塞油缸，前3桥各配一件；活塞杆头连接在转向节拐臂上，控制车轮转角。参见图（转向油缸）

6) 球阀，连接在压力管线与回油管线之间，当钻机在作业工况时，打开球阀，系统卸载，保护系统元件。