电控液压盘式刹使用操作维护指导手册中.docx

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电控液压盘式刹使用操作维护指导手册中

电控液压盘式刹车装置

使用操作维护手册

中国石油勘探开发研究院机械研究所

PetroChinaExploration&DevelopmentResearchInstitute

MechanicalResearchDept.

前言

本手册讲述了PS系列电控液压盘式刹车装置的结构、原理和应用，在使用或维修PS系列电控液压盘式刹车装置前，请认真阅读此手册,并按照此手册进行正确的安装、使用和维修。

本产品的使用效果和使用时间，与产品的设计和制造有关，也与用户的合理使用密切相关。

我们愿意凭借质量保证体系，为顾客提供高质量的产品，同时也希望操作人员认真阅读本使用手册，使产品的质量和性能得到最充分的发挥，圆满完成预期的作业。

由于产品的不断改进，本手册中个别内容可能与实际不一致，这些内容不会影响顾客对产品结构和性能的理解，也不会影响顾客的使用。

如有疑问，请与我们联系。

随着钻井技术的不断进步，顾客不断会有新的使用要求。

我们愿意和您一起，不断改进我们的产品，满足您的特殊使用要求。

欢迎您通过封底所列方式与我们联系。

1.概述1

2.主要性能参数2

3.工作原理与结构特征3

4.安装11

5.调试14

6.操作规程17

7.维护与保养19

8.故障检修23

9.关键元器件的拆装与更换24

10.易损件29

一、概述

PS系列电控液压盘式刹车装置由三部分组成:

制动执行机构、液压站及操纵台，制动执行机构和液压站之间用液压管线连接，操纵台与液压站之间则通过控制电缆连接。

液压站是动力源，为执行机构提供必需的液压动力；执行机构是制动执行部分，它由刹车钳、钳架、刹车盘三部分组成，其中刹车钳又分为常开式工作钳和常闭式安全钳两种型式；操纵台是动力控制环节，它通过电信号控制液压站中的操纵阀组，实现制动执行机构的动作控制。

该装置具有以下四种功能

1.工作制动通过操作刹车阀的控制手柄，调节工作钳对制动盘的正压力，从而为主机提供大小可调的刹车力矩，满足送钻、起下钻等不同工况的要求。

2.紧急制动遇到紧急情况时，按下红色紧急制动按钮，工作钳、安全钳全部参与制动，实现紧急刹车。

3.过卷/防碰保护当大钩提升重物上升到某位置，由于操作失误或其它原因，应该工作制动而未实施制动时，过卷阀或防碰阀会发出信号，工作钳和安全钳全部参与刹车，实施紧急制动，避免碰天车事故。

4.驻车制动当钻机不工作或司钻要离开操作台时，拉下驻车制动手柄，安全钳刹车，以防大钩滑落。

二、主要技术参数

类别

名称

参数值

PSZ75

PSZ65

PSX50

工

作

钳

单边最大制动正压力

75kN

65kN

50kN

有效行程

30mm

刹车块允许最小工作厚度

12mm

外形尺寸（mmxmmxmm）

580×415×420

570×390×400

560×385×370

重量

200kg

180kg

175kg

安

全

钳

单边最大制动正压力

90kN

65kN

50kN

刹车块最大工作间隙

1mm

刹车块允许最小工作厚度

12mm

外形尺寸（mmxmmxmm）

610×415×420

600×390×400

570×385×400

重量

220kg

200kg

200kg

液

压

站

额定压力

9MPa

7MPa

7MPa

工作介质

夏季

L-HM46抗磨液压油

冬季

L-HV32低温抗磨液压油

单泵额定流量

15L/min

油箱容积

80L

电机功率

2.2kW

蓄能器容量

4×6.3L

2×6.3L

加热器功率

1kW

冷却水流量

2m3/h

外形尺寸（mmxmmxmm）

1160×1140×1275

重量

650kg

三、工作原理及结构特征

电控液压盘式刹车装置由制动执行机构、液压站和操纵台三部分组成。

3.1制动执行机构

制动执行机构主要包括工作钳、安全钳、刹车盘和钳架四部分，其结构及布置如图一所示。

1、滚筒2、刹车盘3、工作钳4、钳架5、安全钳6、过渡板

图一制动执行机构

3.1.1工作钳

工作钳主要由常开式单作用油缸、复位弹簧、杠杆及刹车块组成，其结构及工作原理参见图二。

其工作原理是：

当给常开式单作用油缸输入压力油P时，产生理论推力F，大小为F=P×A，其中A为活塞面积。

推力F推动油缸活塞杆（14）伸出；同时也作用到缸体后端盖（11），推动油缸缸体（9）向后移动。

当刹车块

（1）接触刹车盘时，通过杠杆（4）将推力F传递到刹车块端，从而作用于刹车盘，产生正压力N。

在正压力N的作用下产生摩擦力，即制动力。

因为制动力与油压P为正比例变化关系，当油压P达到一定值时,刹车盘处于全制动状态；随着油压P值变小，制动力也随之降低，当油压P=0时，在复位拉簧（10）的作用下，杠杆回到原始位置，使刹车块脱离刹车盘，工作钳处于完全松刹状态。

1.刹车块

2.钳体

3.销轴Ⅰ

4.杠杆

5.支杆

6.半圆挡圈

7.销轴Ⅱ

8.油缸端盖

9.缸体

10.拉簧

11.后端盖

12.销轴Ⅲ

13.调节螺母

14.活塞杆

图二工作钳

3.1.2安全钳

安全钳主要由常闭式内置碟簧组的单作用油缸、杠杆机构及刹车块组成，其结构及工作原理参见图三。

1.刹车块

2.钳体

3.销轴Ⅰ

4.杠杆

5.支杆

6.半圆挡圈

7.销轴Ⅱ

8.活塞

9.油缸端盖

10.油缸

11.锁紧螺母

12.

图三安全钳

调节螺母

13.销轴Ⅲ

安全钳的工作原理与工作钳相反。

当常闭式单作用油缸内油压P=0时，内置的碟簧通过两个杠杆将力传递给刹车块而作用于刹车盘上，产生正压力N，实现刹车；而当油缸内油压P≠0，即有油压时，油压力克服碟簧力压缩碟簧，通过杠杆实现松刹。

3.1.3刹车盘

刹车盘是刹车系统的核心部件之一，与刹车块组成刹车副。

一般每台产品配备两个刹车盘，安装在绞车滚筒两端。

有些中小型钻机绞车一台只配备一个刹车盘，安装在绞车滚筒的一端。

按结构形式分为：

水冷式、风冷式和实心刹车盘三种。

●水冷式刹车盘内部设有水冷通道，在刹车盘内径处设有进、出水口；外径处设有放水口，用来放尽通道内的水，以防止寒冷气候时刹车盘冻裂；正常工作时，放水口用螺塞封住。

刹车系统工作时，给刹车盘通冷却循环水，以平衡刹车副摩擦产生的热量。

●风冷式刹车盘内部有自然通风道，靠自然通风道和表面散热。

●实心刹车盘靠表面散热，主要用于修井机和小型钻机。

3.1.4钳架

钳架是执行机构的基座，工作钳及安全钳均安装在该基座上。

对于双盘式结构，需配备两个钳架，安装在绞车的底座上，位于滚筒两侧的前方。

对于单盘式结构，只需配备一套钳架，安装在绞车底座上，位于滚筒的一侧。

3.2液压站

液压站包括：

油箱组件、泵组、控制块总成、加油组件、电控箱和操纵阀组等。

其液控原理参见图四。

3.2.1油箱组件油箱组件包括油箱、吸油阀、放油阀、液位液温计、冷却器等元器件，其中：

吸油阀门的功能为维修油泵时，关闭该阀，使油箱与油泵吸油口断开，防止液压油外泄。

正常工作时，处于开启状态。

放油阀门是为了更换液压油而设。

正常工作时，处于关闭状态。

液位液温计供观察油箱液面高低及油箱油温。

冷却器为列管式水冷冷却器，用来平衡整个系统的发热。

可根据系统的工作温度确定是否投入使用。

需冷却时，将旁路截止阀关闭，冷却水接通；不需冷却，则将旁路截止阀开启，冷却水关闭。

3.2.2泵组泵组为液压系统的心脏。

系统配备两台同样的柱塞泵，分别由防爆电机驱动，一台工作，另一台备用，工作时可交替使用。

3.2.3控制块总成主要由：

油路块、蓄能器、截止阀、单向阀、安全阀和高压滤油器等元器件组成。

蓄能器可降低液压回路的压力脉动，并在泵无法正常工作时提供一定的储存能量，保证工作钳在10min内仍能正常制动4~6次。

截止阀是用来释放蓄能器油压的，在正常工作时，截止阀一定要关严。

否则，系统压力将建立不起来。

单向阀的作用是把两台泵的出油口隔开,使其形成三个相互独立而又相互联系的油路，保持蓄能器的油液不回流。

安全阀是一个溢流阀，起安全保护作用。

高压滤油器过滤系统高压油，保证液压系统的清洁。

3.2.4加油组件加油组件由一台手摇泵、一台过滤器组成。

油箱加油时，通过加油泵组完成，以保证油液的清洁度。

3.2.5电控柜液压站的电控柜主要用来控制电机和加热器的起、停，电控柜采用隔爆处理。

其原理见图七、图八。

3.2.6操纵阀组操纵阀组包括刹车阀组件，驻车阀组件，控制阀组和压力表等。

1、油箱2、安全阀3、电机4、油泵5、精滤油器6、单向阀7、蓄能器8、压力表

9、继动阀10、液控换向阀11、电磁换向阀12、气控换向阀13、电磁换向气阀

14、气控换向气阀14、液控换向阀15、冷却器16、回油滤油器17、比例阀

图四液压系统原理图

3.3操纵台

操纵台包括手动比例电位计（又称电子刹把），驻车制动转换开关，紧急制动按钮和电控箱。

电控箱包括空气开关、电源、放大器等电器控制元件。

操作台电控箱的底板布置及现场接线见图五。

3.4工作原理

工作制动：

拉动电子刹把，输出一个电信号经电控箱放大后控制比例先导阀（17），比例先导阀（17）输出相应的压力油，控制继动阀（9）输出相应压力值的液压油进入左右路工作钳，实现工作制动。

随着电子刹把的角度改变，工作钳的制动力也相应改变，当电子刹把角度最大时，工作钳的制动力也达到最大，处于全制动状态。

将电子刹把推回原始位置，工作钳油缸压力为0，工作钳松闸。

两个继动阀（9）分别控制左右两路工作钳。

驻车制动：

驻车制动操作为一个转换开关，控制驻车电磁换向阀（11）得电、失电。

转换开关“刹”位为失电，安全钳制动；转换开关“松”位为得电，安全钳松闸。

控制的基本原则是失电刹车。

解除驻车制动时，必须先拉动“电子刹把”刹住载荷，然后将转换开关转到“松”的位置，才能松开安全钳。

紧急制动：

紧急制动操纵件为一个急停按钮，控制电磁换向气阀（13）得电、失电。

按下按钮，电磁铁失电，系统处于紧急制动状态；旋转抬起按钮，电磁铁得电，解除紧急制动状态。

控制的基本原则是失电刹车。

解除紧急制动时，必须先拉动“电子刹把”刹住载荷，然后旋转抬起按钮，才能解除紧急制动。

过卷/防碰保护：

当大钩提升重物上升到某位置，由于操作失误或其它原因，应该工作制动而未实施制动时，天车附近处安装的气动行程阀（或绞车上安装的过卷阀）由于外力碰撞而动作，使气路接通。

过卷/防碰保护操作分常供气、常断气两种情况：

●常供气，即正常工作时，气控换向阀（12）控制端通气源，这时，由过卷/防碰阀输出的气信号控制气控换向气阀（14）换向，切断气源，实现紧急制动。

●常断气，即正常工作时，气控换向阀（12）不通气，过卷/防碰阀输出的气信号直接控制气控换向阀（12）换向，实现紧急制动。

图五操纵台电控箱现场接线图

四、安装

4.1安装刹车盘

4.1.1刹车盘的工作表面对滚筒轴的跳动不大于0.3mm。

4.1.2刹车盘清洗干净，摩擦面严禁沾染任何油污。

4.1.3对于水冷式刹车盘，还需连接进、出水管。

4.2安装刹车钳、钳架