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  • 旋挖鉆機培訓 — 就業

    技術要點

    2019-10-08 -
    某品牌360旋挖鉆機液壓系統組成

    JGR360旋挖鉆機采用全液壓控制驅動,由柴油發動機向液壓泵提供動力,使液壓泵輸出液壓油通向液壓控制閥,由液壓控制閥向馬達或油缸輸入具有方向、壓力和流量的液壓油,馬達或油缸驅動執行機構完成各項動作。下面分部分介紹。

    1.     泵:

    JGR360旋挖鉆機液壓泵由德國力士樂公司提供,包含兩個主泵(A11VLO190LE2S)和兩個輔泵(MA10VS045)兩個此輪泵(1PF2G2)。兩個主泵為恒功率調節帶有壓力控制的功率越權控制,并且是液壓連接的,負控制的,兩個主泵輸出的液壓油流向主控制多路閥。每個主泵的流量最大為380/分,最大壓力為38Mpa,由主控制多路換向閥上的溢流閥調定。輔泵為帶恒壓控制的負載敏感泵,其輸出的液壓油流向輔控制多路閥,泵的流量最大為100/分,最大壓力為30MPa。先導泵為定量泵,向先導控制系統供油,泵的輸出壓力調定為3Mpa。各種泵的原理見附圖1。

    2.     液壓閥:

                多路換向主閥

    用于供給執行機構液壓油并實現換向的液壓多路閥。共有兩個M7主閥控制左右行走、副卷揚、主卷揚、動力頭回轉。

     

    一組M4閥用于控制、加壓油缸、變幅油缸、履帶展寬油缸、立桅油缸和加壓快速。

     

    一是主控制多路閥,分別控制動力頭馬達、主卷揚馬達、副卷揚馬達、回轉馬達、變幅油缸、左右行走的馬達多路換向閥。有如下特點:1),先導比例控制液控換向閥,其上有兩個液控口,分別在液控口上通上壓力油,可使閥芯移動換向。閥芯的開口量與通入液控口上的液壓油的壓力成正比,液控油壓力高,則閥芯的開口量大,通過閥的流量就大。當兩個液控口均無壓力油時,閥芯在彈簧的作用下使閥芯處于中位。不輸出液壓油。2負流量控制閥,當閥芯處于中位或閥芯開口量較小時,負控制口有壓力,將此壓力傳遞給泵的負控制口,控制泵的排量發生變化。泵的排量隨負控制口的壓力增大而減小。當閥芯換向到最大開口時負控制口壓力為零,閥芯處于中位時,負控制口壓力最大,由負控制溢流閥限定在23bar。此時泵的排量最小。主控制多路閥分兩半部分,每半部分各由一個泵供油,左半部分閥片依次為右行走、變幅、主卷、副卷、動力頭合流,右半部分閥片依次為左行走、回轉、主卷合流、動力頭,當動力頭或主卷揚工作時,左右兩部分的動力頭閥片或主卷揚閥片同時工作,每片閥輸出的液壓油在閥內合在一起向外供油,也就是兩個泵在工作供油,從而使動力頭或主卷揚的工作速度達 到最大。主控制多路閥上的溢流閥限定液壓系統的最大壓力32Mpa。

     

    另一個是輔助控制多路閥,帶負載壓力補償和負載保持功能的液壓閥。由輔泵供油,通過輔閥上LS口的壓力信號與輔泵上的LS口相連,使輔泵的出口壓力和輸出流量與負載需要相匹配。進油聯上有溢流閥,調定輔閥的最大壓力?;赜吐撋嫌袦p壓閥,減壓后的液壓油作為輔閥電磁先導控制的液壓油,也可作外部先導控制油。輔助多路換向閥分別控制加壓油缸、左桅桿油缸、左桅桿油缸、(暫不用)和展寬油缸的多路換向閥。每片閥的執行油路上裝有溢流閥,調節和限制最大壓力。加壓片上裝有LS溢流閥,在只有加壓片動作時,通過輔泵限定加壓片的壓力。其中控制桅桿的閥片為比例減壓閥先導控制,提供給比例減壓閥電流,比例減壓閥輸出相應的壓力來推動閥芯移動換向。電流越大,比例減壓閥輸出壓力越高,閥芯的開口量越大,則閥的輸出流量越大。同理,電流越小閥的輸出流量越小??刂萍訅旱拈y片和暫不用的閥片為先導液壓油比例控制,控制展寬的閥片為電磁閥開關式控制。加壓閥片上A、B口壓力的設定值不同,A口壓力調定為11.6Mpa,接加壓油缸無桿腔,B口壓力調定為27Mpa,接加壓油缸有桿腔。原理圖見附圖2。

    2.2 先導操縱比例減壓閥:

    用于控制主閥換向的先導控制閥,由先導泵供油,是手控比例減壓閥。當手柄未扳動處于中位時,出口輸出壓力為零,當扳動手柄時,隨著扳動角度的增大而使出口壓力增大,隨著扳動角度的減小而使出口壓力減小。進口用于操縱多路控制閥的換向。先導操縱比例減壓閥共有三個,一個是腳踏式先導控制元件,由左右兩個行走控制手柄組成,可前后扳動手柄。用于控制主閥上左右行走閥片換向的先導控制閥。另兩個是左右先導控制手柄,可前后左右扳動手柄。左手柄前后扳動控制主副卷揚的下降與上升,左右扳動控制回轉左轉和右轉。右手柄前后扳動控制加壓變幅的下降與上升,左右扳動控制動力頭的正轉和反轉??刂剖直硪姼綀D3。

    2.3 先導電磁閥組:

    先導電磁閥組上共有4個電磁閥。第一個電磁閥為1Da電磁閥,作用是當它通電時,先導泵的油液才能進入左右控制手柄,操縱手柄才能工作,不通電時,操縱左右控制手柄無效。第二個電磁閥為2Da電磁閥,作用是當它通電時,先導泵的油液才能進入左右行走控制手柄,操縱手柄,行走才能工作,不通電時,操縱左右行走控制手柄無效。打鉆時,要使2Da斷電,防止誤動作行走手柄時產生行走。第三個電磁閥為22Da電磁閥,作用是當它通電時,先導油進入主卷揚減速機制動器,使制動器打開。此電磁閥與23Da電磁閥一起作用,用于打鉆時的主卷揚浮動。第四個電磁閥為4Da電磁閥,作用是當它通電時,先導油進入回轉減速機制動器,使制動器打開。此電磁閥與電磁閥塊上的24Da(回轉延時)、25Da.26Da(回轉緩沖)電磁閥一起作用,用于上車的回轉。

    2.4 電磁閥塊組:

    電磁閥塊組上共有15個電磁閥??刂剖直鷣碛屯ㄟ^電磁閥塊組與控制多路換向閥的先導控制口相連接。起主副卷揚切換、加壓與變幅切換、主副卷揚上限位保護、變幅上限位保護的邏輯功能。具體為:5Da、6Da、7Da電磁閥為主副卷揚的切換電磁閥,當二者斷電時,為主卷揚工況,若主卷揚到達上限位時,7Da通電,供給主卷閥片的控制油變為零,主卷揚停止上升;當三者通電時,為副卷揚工況。10Da、11Da、12Da電磁閥為加壓與變幅的切換電磁閥,當三者斷電時,為加壓工況;當10Da、11Da通電時,為變幅工況,若變幅到達上限位時,12Da通電,供給變幅閥片的控制油變為零,變幅停止上升。3Da、4Da電磁閥為回轉展寬切換電磁閥。

    2.5          主卷揚浮動電磁閥

    在主卷揚馬達處,有一個22Da電磁閥,為主卷揚浮動電磁閥。當主卷揚浮動時,22Da電磁閥通電,使主卷揚馬達的兩個油腔連通,馬達處于浮動狀態。同時使23Da電磁閥通電,實現主卷揚浮動。

    3.執行元件:

    執行元件分為馬達和油缸。馬達通過減速機與機械相連,可降低機械的轉動速度,提高輸出扭矩。減速有制動器,當制動口無壓力時,產生機械鎖緊,防止機械下滑。工作時,必須在制動口通上壓力油,將制動器打開。每個馬達上均有泄漏口,通過膠管接回油箱,泄漏口不允許有背壓存在。為防止馬達氣蝕,回轉、主副卷揚、動力頭的馬達均接有補油管。馬達上裝有平衡閥,防止負載時失速,同時可進行液壓制動。油缸上裝有平衡閥,有兩個作用,一是在有負負載時起平衡作用,防止負負載時失速。二是在油缸不工作時,起液壓鎖的作用,防止油缸沉降。具體執行元件如下:

    3.1          左右行走馬達減速機:由馬達、平衡閥與減速機組成。

    通過回轉接頭將主閥出油口與馬達油口連接在一起。

    3.2          動力頭馬達減速機:由兩組相同的馬達與減速機組成。

      動力頭馬達為變量馬達,當負載小使馬達壓力較低時,馬達排量減小, 使轉速增大,輸出扭矩減??;當負載大使馬達壓力較高時,馬達排量變大, 使轉速變小,輸出扭矩增大。

    3.3          主卷揚馬達減速機:由定量馬達、平衡閥與減速機組成。

    為實現主卷揚浮動,回路上裝有二個電磁閥和一個梭閥。見附圖4。

    3.4          副卷揚馬達減速機:由定量馬達、平衡閥與減速機組成。

    3.5          回轉馬達減速機:由定量馬達與減速機組成。

    3.6 桅桿油缸: 2件,裝有雙向平衡閥。

    3.7 變幅油缸: 2件,裝有雙向平衡閥 。

    3.8          加壓油缸: 1件,裝有單向平衡閥?!?/span>

    4. 液壓附件:

    4.1油箱:儲存液壓油。泵從油箱吸入液壓油,液壓系統的回油流入油箱。

    4.2 濾油器:過濾系統中的雜質。安裝在油箱上,有吸油濾油器和回油濾油器JGR360裝有兩個回油濾芯。

    4.3          冷卻器:主控制閥的回油經過冷卻器回油箱,冷卻系統的液壓油。

    4.4            壓力表:JGR360采用數字監控測量二個主泵和一個副泵的出口壓力,量程060Mpa,裝在駕駛室內。通過測壓軟管分別與兩個主泵的測壓口和輔泵測壓口相連接。

    4.5 系統中裝有大量的接頭液壓膠管,全部為進口件,通過密封件進行密封。

    2.     液壓回路:

    主液壓回路:主泵向主閥供油,通過主控制閥換向進入執行元件,執行元件帶動機械機構工作的回路。主液壓回路的壓力較高,流量較大,液壓管較粗,使機械做功。

    先導液壓回路:由先導泵供油,經過先導控制手柄和先導電磁閥組、電磁閥塊組到達主控制閥的先導控制口,控制主控制閥換向的回路。先導液壓回路壓力較低,流量較小,液壓管較細。

    四.旋挖鉆機的維修保養:

    1. 液壓系統的清潔度控制:旋挖鉆機的液壓系統十分復雜,液壓元件零件精度較高,運動副的配合間隙非常小,液壓系統中有許多變量機構和比例控制閥,因此對液壓油的清潔度要求很高,清潔度要求在NAS9級以下。若油液清潔度差,會加快液壓元件的磨損,使閥芯出現卡滯,阻尼孔堵塞等液壓故障。要保證液壓系統的油液清潔度,要做到以下幾點:A:加油前保證液壓油箱內部清潔干凈。B:加油時,將加油口周圍擦抹干凈,用高精度濾油機往油箱加油,不加油時要及時蓋好加油蓋,保證油箱密封。C:雖然在液壓系統的裝配中進行了嚴格的去毛刺清洗工序,但也不能徹底消除閥塊孔中的毛刺和油管中的的污物,工作一段時間后,毛刺污物會進入濾油器。經過一段時間工作,濾油器的濾芯就有可能堵塞,此時液壓油就會通過濾油器上的旁通溢流閥進入油箱。使油箱里的油液受到污染。所以在首次開機工作500小時后,要清洗或更換濾油器濾芯,過濾油箱里的液壓油。以后可每隔工作20003000小時時,要清洗或更換濾油器濾芯和液壓油。若鉆機停放一年以上時間不工作,也要更換或過濾液壓油。D:若鉆機較長時間不工作,外面帶有水分的空氣通過空氣濾清器進入油箱,將水分帶入液壓油,使液壓油乳化變質,所以要隔一段時間開動鉆機運轉,使油溫升高,消除液壓油中的水分。過濾或更換液壓油時,應將液壓油從油箱抽出,油箱底部剩余的少量液壓油應打開放油塞徹底放掉,然后再加入潔凈液壓油。往油箱加油時,無論新液壓油還是用過的液壓油,必須用濾油機過濾加入。注意新液壓油并非是潔凈的。

    2. 液壓油的溫度控制:在鉆機工作時,油溫一般不超過80度,最高不得超過90度。當油溫太高時,油液粘度變得很小,油的潤滑作用變差,加快液壓元件的磨損,內泄漏增大,縮短液壓件的使用壽命。同時加速密封件的老化,油液容易變質。當油液溫度過低時,油液粘度變得很大,壓力損失加大,油液流動性很差,影響阻尼孔流量,延長緩沖動作時間,使鉆機反應遲緩,嚴重時不能工作。因此要控制油液的溫度。當油液溫度超過80度時,應停止工作,讓動力頭空載轉動降溫。當油液溫度在-20度以下啟動鉆機時,最好先開機使動力頭空載運轉一段時間,等油溫回升后再使鉆機工作。

    3. 鉆機上各液壓元件的壓力、流量參數在出司前均于調好,嚴禁隨意調動,特別是壓力閥中的調壓參數,調高時危害液壓系統的安全,會對機器產生損壞。調低時鉆機的輸出力和扭矩達不到要求,影響性能質量。確需調整,需有專業人員指導下才能調節。

    3. 首次開機或拆卸維修后,液壓管路中存有空氣,要開機空載運行,油缸在工作允許的最大行程內往復運動,排出管路中的氣體,必要時松開管接頭排氣。特別時馬達的補油口,松開補油口處的接頭,開機使補油管中的氣體排出,流出油后再擰緊接頭。首次開機后液壓系統中有氣存在容易產生氣蝕和振動爬行。

    4. 主卷揚浮動是在動力頭打鉆情況下使用,可使主卷揚隨鉆桿自由下放。嚴禁在其它工況中進行主卷揚浮動操作,否則會使鉆桿自由落體或掉落,出現機件損壞的嚴重故障。

    5. 鉆機上的執行機構使用了馬達與減速機,減速機的制動用于停車制動,利用磨擦片牢靠地鎖定機械裝置。在轉動情況下的制動用平衡閥進行制動,不能用減速機進行制動。否則會使減速機磨擦片燒壞,損壞減速機。扳動操作手柄時應平穩勻速地扳動,過快過急時會造成鉆機工作機構振動爬行,還會因慣性過大停轉時間長,讓減速機來制動,損壞減速機。要經常檢查主卷揚減速機制動口壓力,正常壓力在2025bar之間,低于20bar時,要在減速機減壓閥的彈簧上加0.51mm墊片或其它辦法提高壓力,此處壓力太低時容易燒壞減速機。

    6. 鉆機上液壓膠管分為高壓膠管和低壓膠管。高壓膠管鋼絲層數較多,可承受高壓,低壓膠管鋼絲層數均為一層,承受壓力較低。所以在更換膠管時,要弄清楚原膠管的型號和承壓情況,不要用低壓膠管代替高壓膠管,防止膠管爆裂。值得注意的是主卷揚的兩個浮動油管和輔控制閥上的LS油管為高壓6通徑油管,是二層鋼絲的,容易與一層膠管混淆。主油管用于傳送一定流量的液壓油,膠管通徑較大,不要用小通徑膠管代替大通徑膠管,否則會加大管路的壓力損失,降低鉆機的工作效率。

    7. 旋挖鉆機上的油缸、主卷揚承受負負載,維修或更換時一定要注意安全。油缸上的平衡閥維修或更換時,要將油缸活塞桿收縮到底時才能拆換。主卷揚馬達減速機維修或更換時,要拆卸鉆桿等負載,在不讓主卷揚承受任何外力時,方可拆換馬達減速機。

    8.泵有異常噪聲多是吸油管密封不嚴實或吸油阻力太大造成的,此時常伴有運動機構爬行現象。應檢查吸油管卡箍是否松動,吸油濾芯是否堵塞。若存在問題要進行處理。

    9. 油缸運動爬行與缸內存在空氣和平衡閥出現故障有關,油缸按最大行程動作幾次可以排出油缸內的氣體。平衡閥的故障多是閥芯上有臟物使閥芯運動不靈活造成的,應拆下平衡閥清洗或更換平衡閥。

    10. 一般油缸沉降有兩個原因,一是油缸內部的密封損壞產生的內泄漏,二是平衡閥有內泄漏。判斷是何種情況漏油的辦法是,拆掉主閥來油與平衡閥相連的油管,觀察接頭處有無漏油,若漏油為平衡閥問題,應更換平衡閥。不漏油,則為油缸有內泄漏,應維修或更換油缸。

    11. 主卷揚承受較重的負荷,操作時應勻速扳動手柄。從上升轉到下降或下降轉到上升時,應使手柄在中位稍作停留再扳到位,不允許快速扳到位或反復快扳,這樣會損壞馬達減速機和發生掉鉆桿問題。

    五.常用液壓油的分類及選用

     

    1、分類

                    普通液壓油

                     專用液壓油

    1、石油基液壓油

                     抗磨液壓油

                    高粘度指數液壓油

     

    石油基液壓油是以石油地精煉物未基礎,加入抗氧化或抗磨劑等混合而成的液壓油,不同性能、不同品種、不同精度則加入不同的添加劑。

                       合成液壓油——磷酸酯液壓油

    2、難燃液壓油                   ——乙二醇液壓油

                      含水液壓油              油包稅乳化液

                                    乳化液

                                             水包油乳化油

    1)石油基液壓油 這種液壓油是以石油的精煉物為基礎,加入各種為改進性

    能的添加劑而成。添加劑有抗氧添加劑、油性添加劑、抗磨添加劑等。不同工作條件要求具有不同性能的液壓油,不同品種的液壓油是由于精制程度不同和加入不同的添加劑而成。

    2)成添加劑 磷酸脂液壓油是難燃液壓油之一。它的使用范圍寬,可達-54~135℃??谷夹院?,氧化安定性和潤滑性都很好。缺點是與多種密封材料的相容性很差,有一定的毒性。

    3)—乙二醇液壓油 這種液體由水、乙二醇和添加劑組成,而蒸餾水占35~55%,因而抗燃性好。這種液體的凝固點低,達-50℃,粘度指數高(130~170),為牛頓流體。缺點是能使油漆涂料變軟。但對一般密封材料無影響。

    4)乳化液 乳化液屬抗燃液壓油,它由水、基礎油和各種添加劑組成。分水包油乳化液和油包水乳化液,前者含水量達90~95%,后者含水量大40%。

     

    2、選用

    正確而合理地選用液壓油,乃是保證液壓設備高效率正常運轉的前提。

    選用液壓油時,可根據液壓元件生產廠樣本和說明書所推薦的品種號數來選用液壓油,或者根據液壓系統的工作壓力、工作溫度、液壓元件種類及經濟性等因素全面考慮,一般是先確定適用的粘度范圍,再選擇合適的液壓油品種。同時還要考慮液壓系統工作條件的特殊要求,如在寒冷地區工作的系統則要求油的粘度指數高、低溫流動性好、凝固點低;伺服系統則要求油質純、壓縮性??;高壓系統則要求油液抗磨性好。在選用液壓油時,粘度是一個重要的參數。粘度的高低將影響運動部件的潤滑、縫隙的泄漏以及流動時的壓力損失、系統的發熱溫升等。所以,在環境溫度較高,工作壓力高或運動速度較低時,為減少泄漏,應選用粘度較高的液壓油,否則相反。

    液壓油的牌號(即數字)表示在40℃下油液運動粘度的平均值(單位為cSt)。原名內為過去的牌號,其中的數字表示在50℃時油液運動粘度的平均值。

    但是總的來說,應盡量選用較好的液壓油,雖然初始成本要高些,但由于優質油使用壽命長,對元件損害小,所以從整個使用周期看,其經濟性要比選用劣質油好些。

    2-3             常見液壓油系列品種

    種類

    牌號

    用途

    油名

    代號

    普通液壓油

    N32號液壓油

    N68G號液壓油

    YA-N32

    YA-N68

    20號精密機床液壓油

    40號液壓導軌油

    用于環境溫度045℃工作的各類液壓泵的中、低壓液壓系統

    抗磨液壓油

    N32號抗磨液壓油N150號抗磨液壓油N168K號抗磨液壓油

    YA-N32YA-N150YA-N168 K

    20抗磨液壓油

    80抗磨液壓油

    40抗磨液壓油

    用于環境溫度-1040℃工作的高壓柱塞泵或其他泵的中、高壓系統

    低溫液壓油

    N15號低溫液壓油N46D號低溫液壓油

    YA-N15YA-N46D

    低凝液壓油

    工程液壓油

    用于環境溫度-20℃至高于40℃工作的各類高壓油泵系統

    高粘度指數液壓油

    N32H號高粘度指數液壓油

    YD-N32D

     

    用于溫度變化不大且對粘溫性能要求更高的液壓系統

     

     


    本文由旋挖鉆機培訓整理提供。

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