液压盘刹使用说明书.docx
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液压盘刹使用说明书
Documentnumber：
PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
液压盘刹使用说明书
液控盘式刹车装置
使用操作维护手册
川油广汉宏华有限公司
CHUANYOUGUANGHANHONGHUA
二零零三年八月
1、简介---------------------------------------------------------------------------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---------------------------------------------------------------------------15
6、操作规程--------------------------------------------------------------------18
7、维护与保养------------------------------------------------------------------20
8、故障检修---------------------------------------------------------------------25
9、关键元器件的拆装与更换------------------------------------------------26
10、推荐备件清单---------------------------------------------------------------31
一、简介
液压盘式刹车装置由三部分组成：
制动执行机构、液压站及操作台，它们之间用液压管线连接。
液压站是动力源，为执行机构提供必需的液压动力；操作台是动力控制环节；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。
该装置具有以下五种功能
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、过卷保护当大钩提升重物上升到某位置，由于操作员失误或其它原因，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。
5、误操作保护当司钻未按规定要求解除驻车制动、紧急制动时，所有刹车钳都处在制动状态，从而起到了安全保护作用。
二、主要技术参数
类别
名称
参数值
工作钳
单边最大制动正压力
KG80
80KN
KG75
75KN
KG70
70KN
有效行程
30mm
刹车块允许最小工作厚度
12mm
外形尺寸
KG80
580mm×415mm×420mm
KG75
570mm×390mm×400mm
KG70
560mm×385mm×370mm
重量（KG80/KG75/KG70）
200/180/175kg
安
全
钳
单边最大制动正压力
BG80
80KN
BG75
75KN
BG70
70KN
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
BG80
610mm×415mm×420mm
BG75
600mm×390mm×400mm
BG70
570mm×385mm×400mm
重量（BG80/BG75/BG70）
220/200/200kg
液
压
系
统
额定压力
80
8Mpa
75
70
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
18L/min
油箱容积
80L
电机功率
蓄能器容量
80、75、70
4×
加热器功率
1KW
冷却水流量
2m3/h
外形尺寸
1160mm×960mm×1220mm
重量
650kg
三、工作原理及结构特征
盘式刹车装置主要由制动执行机构、液压站和操作台三部分组成。
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、安全钳4、钳架5、工作钳6、过渡板
图一制动执行机构
工作钳
1
1
工作钳主要由常开式单作用油缸、复位弹簧、杆杠及刹车块组成，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
1、刹车块
2、钳体5
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
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，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，杆杠回到原始位置，使刹车块脱离刹车盘，工作钳处于完全松刹状态。
安全钳
安全钳主要由常闭式单作用油缸、碟簧、杆杠、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、销轴II
7、半圆挡圈
8、活塞
9、油缸端盖
10、销轴III
11、锁紧螺母
12、调节螺母
13、油缸图三安全钳
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，通过杆杠实现松刹。
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。
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。
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。
通常配备两个钳架，安装在绞车的底座上，位于滚筒两侧的前方。
液压站
液压站包括：
油箱组件、泵组、控制块总成、加油组件、电控箱等。
其液控原理参见图四。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
电控柜液压站的电控箱主要用来控制电机和加热器的起、停，电控箱采用隔爆处理。
其原理见图六、图七。
操作台
操作台包括刹车阀组件、驻车阀组件、控制阀组、管路、压力表等，其液压原理参见图四。
工作制动：
工作制动是由刹把控制刹车阀（12）实现的。
刹车阀为手动比例减压阀，阀的输出压力随着拉动刹把而呈比例变化。
当刹把拉到最大角度时，对应阀的输出压力最大，工作钳制动力最大；刹把推到原始位置，阀输出压力为0，工作钳松闸。
每个回路中设有单向节流阀（18），在工作钳制动时起缓冲作用，使制动力逐渐施加，避免因操纵过猛而对设备产生不良影响。
驻车制动：
驻车制动阀（19）为手动换向阀，拉动手柄，驻车制动阀换向，使安全钳油缸卸压，弹簧力使安全钳实现驻车制动。
解除驻车制动时，必须先将刹把拉至“刹”位，使刹车阀（12）的输出压力控制误操纵保护阀（13）换向，再推动驻车制动阀手柄，将压力油输入到安全钳油缸，克服碟簧力，解除驻车制动。
注意：
解除驻车制动，必须先拉工作制动刹把，再推驻车制动手柄方能解锁。
该回路中设有单向节流阀（18），在安全钳制动时起缓冲作用，使制动力逐渐施加，保护设备。
紧急制动：
紧急制动是由紧急按钮阀（15）控制的，该阀是一个手动换向气阀，控制气控换向阀（16）。
当按下紧急制动按钮时，切断气源，气控换向阀（16）弹簧复位，实现安全钳制动；同时，液控换向阀（17）因控制端失压而换向，压力油直接进入工作钳，实现工作钳制动。
即：
所有制动钳制动，实现了紧急制动。
解除紧急制动时，同上述解除驻车制动一样，必须先将刹把拉至“刹”位，再拔出紧急制动按钮，才能解除紧急制动。
过卷保护：
当绞车提升重物接近天车时，天车附近处安装的气动行程阀由于外力碰撞而动作，使气路接通。
这时，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（16）控制端通气源，这时，由过卷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（16）不通气，过卷阀输出的气信号直接控制气控换向阀（16）换向，实现紧急制动。
误操纵保护：
需要解除驻车时，必须先把刹把拉至“刹”位，再推驻车手柄。
若司钻操纵时，没有按照规程执行，先推驻车手柄，此时，驻车制动不但没有解除，反而工作钳也处于全制动状态，实现误操纵保护功能。
它强迫司钻必须按规程操作。
四、安装
安装刹车盘
刹车盘的工作表面对滚筒轴的跳动不大于。
刹车盘清洗干净，摩擦面严禁沾染任何油污。
对于水冷式刹车盘，还需联接进、出水管。
安装刹车钳、钳架
将上、下过渡板紧固于钳架上。
将刹车钳安装于钳架上，应转动灵活、无卡阻、无别劲现象。
安装安全钳时，需旋转调节螺母，使两个刹车块之间的距离最大，以便钳体的安装。
整体安装到绞车。
安装找正要求：
（1）刹车盘外圆与钳架内圆之间的间隙应均匀，不允许与钳架有干涉现象。
（2）钳架与刹车盘应平行、对中，偏差为±mm。
（3）刹车块应包容在刹车盘之内。
（4）所有刹车块应平行、完整的贴合刹车盘，贴合面不少于75%。
（5）调整找正后，分别将上、下过渡板焊接在绞车底座的设计位置。
安装液压站、操作台
将液压站、操作台安装于设计位置。
连接液压管路
液压管路主要由高压软管、快速接头、管夹等组成。
液压管路的连接就是用高压软管将液压站、司钻操作台、制动执行机构按照设计要求连接成一个完整的液压系统。
在需要拆开运移的地方，设有快速接头，以方便拆卸，防止污染液压管线。
三者的连接见示意图五。
（1）安装前要注意所使用管线内洁净，金属管道内无锈蚀，管接头安装密封件，应严格按照油口标记连接液压管线。
（2）保证快速接头在工作状态中，不得受外力及重力的作用。
每次插拔快速接头，注意清洁，不得虚接。
（3）液压管路间隔~2米应有管夹固定。
（4）管路布置应位于安全地带，避免损伤。
图五液压管线连接示意图
连接气路管线
气路管线的连接就是将过卷阀的气信号与操作台的气动接口连接好。
电路的连接
液压站电控箱的接线请参照液压站电控原理图六、图七接线。
接线的插头或插座应符合相关技术标准和安全防爆规范。
图六液压站电控原理1
图七液压站电控原理2
五、调试
调试前的准备工作：
（1）检查管汇的连接，确保无误，特别是P1的连接，若连错，会发生顿钻事故。
（2）检查油箱液面。
（3）检测蓄能器充氮压力，确保充氮压力为4Mpa。
（4）开启吸油口截止阀、柱塞泵泄油口截止阀；关闭蓄能器组截止阀。
若使用场合不需冷却器工作，则将冷却器旁路截止阀开启；若需要冷却器工作，则将冷却器旁路截止阀关闭。
（5）点动电机，检查旋转方向是否正确（从轴端看柱塞泵的旋向应为顺时针，即按泵上红色箭头方向）。
调试：
（1）启动电机。
（2）调定系统额定压力、最大压力
调节步骤如下：
A、启动一台泵电机组。
B、松开安全阀螺帽并按顺时针方向旋转，调节至大约3/4的位置。
C、拆下泵的调压阀保护帽，松开泵的调压阀螺帽。
用内六方扳手顺时针转动螺钉以增大压力。
观察系统压力表MP读数，到时为止。
如果调节的同时，压力停止上升，则转动安全阀少许。
交替调节低压力的安全阀或柱塞泵，直到MP压力表显示为。
D、向下调节安全阀，直到MP表读数为9Mpa，拧紧安全阀螺帽。
E、重新向下调节泵的调压螺钉，Mpa表读数保持额定压力值为止。
拧紧螺帽，装上保护帽并拧紧。
注意：
液压站出厂前，最大压力已调节好，无特殊情况，严禁调节。
（3）观察液压站上的压力表，是否稳定在调定值。
（4）排气：
轻拉刹车阀手柄，使工作钳压力为1Mpa左右，稍微旋松工作钳油缸上的放气螺塞，等排出的油液不含气沫为止。
逐个给工作钳放气。
在安全钳油缸有压时，按同样方法给安全钳油缸放气。
（5）拉下工作制动手柄，左右钳压力到达最大值，拔出紧急按钮，驻车手柄推到“松”位，三个压力表都是系统压力值，然后停机，保压10分钟；观测液压站P1、P2、P3压力表，若压力表值不变，则系统正常；若压力表值减小，说明系统有渗漏，应及时解决。
（6）调节安全钳刹车间隙
在安全钳油缸给压的情况下，松开锁紧螺母，顺时针旋转调节螺母使安全钳刹车块与刹车盘完全贴合，然后反向旋转调节螺母八分之一圈（此时刹车盘与刹车块间约有的间隙），最后拧紧锁紧螺母。
（7）调节工作钳刹车间隙
间隙调整靠拉簧两端的调节螺母调节。
顺时针调紧，逆时针调松。
刹车块与刹车盘间隙在调整时应尽可能的小。
间隙越小，进入贴合的响应时间越短。
（8）缓缓拉下“刹把”，检查左、右路压力是否平稳上升，工作钳动作是否灵敏、响应是否迅速。
反复操作几次，确保性能可靠。
（9）贴磨刹车块。
旋转刹车盘，缓缓拉动“刹把”，使刹车块对刹车盘贴磨，反复多次。
（10）新刹车块须贴磨到接触面积达75%以上才能使用。
贴磨时应注意控制刹车油压，一般在3Mpa下磨合。
（11）检测过卷、防碰装置。
（12）现场安装调试完成后，正常使用前，必须使油泵运行10~30分钟，并反复操作“刹把”几次。
在此检查液位、油路等系统各处是否正常，特别是油箱液位，应保持在最高和最低液面标志之间。
（13）一切正常后，才可以使用。
六、操作规程
开机前，准备工作：
（1）检查各管路连接是否正确；
（2）开启吸油口阀门、柱塞泵泄油口阀门；
（3）关闭蓄能器组回油阀门；
（4）接通外部电源；
（5）开启气源。
操作规程：
1、将刹把、紧急刹车按钮、驻车制动手柄复位，即：
刹把处于“松”位，紧急刹车按钮处于“刹”位，驻车制动手柄处于“刹”位；
2、启动电机此时系统处于紧急制动状态。
3、解锁先拉动刹把，使其刹住载荷；然后推动驻车制动手柄，拔出紧急刹车按钮，使其均处于“松”位。
4、工作制动拉动“刹把”即可进行工作制动，其操作角度为0~600，拉动角度越大，制动力越大。
注意
下放钻具，特别在下放较重的钻具时，需要辅助刹车配合使用。
辅助刹车基本用来降低大钩负载运动速度。
事实上，正是这个辅助刹车装置吸收了来自减速负载的大部分能量。
司钻必须利用盘式刹车和辅助刹车的组合能力来安全下放钻柱和套管，任何时候都不可将无论多小的负载自由下降，必须连续减速。
起下钻时，刹车手柄轻拉一些，使刹车块轻触刹车盘。
这样制动响应速度快，避免溜钻现象。
警告
不利用辅助刹车控制负载下降，可能会引起控制失灵，造成财产损坏、人身伤害甚至死亡！
起下钻时，要自始至终保持辅助刹车与绞车相连。
5、驻车制动拉动驻车制动手柄至“刹”位，实现驻车制动。
转换到工作制动时，必须先解除驻车制动，即：
先拉动刹把，使其处于“刹”位以刹住载荷，再推动驻车制动手柄至“松”位；然后进行工作制动。
注意
驻车制动只有安全钳参与制动。
为了确保安全钳油缸内大刚度碟簧有足够的弹力，每12个月至少更换一次碟簧组。
6、紧急制动按下紧急制动按钮，实现紧急制动。
转换到工作制动时，必须先解除紧急制动，即：
先拉动刹把以刹住载荷，再拔出紧急制动按钮；然后进行工作制动。
说明：
司钻离开司钻位置时，须用卡瓦悬持重负载，严禁运用盘式刹车悬持重负载
注意
起下钻过程中，特别在快速起下钻过程中，严禁操作驻车制动手柄、紧急制动按钮。
否则将造成钻机设备的严重损害。
七、维护与保养
由于在盘式刹车装置应用了液压系统，它比传统的带刹车要复杂得多。
特别是一些对污染物敏感的液压泵、液压阀及液压油缸等，这些高性能元器件引入需要比带刹车装置给于更多、更精心地保养。
盘式刹车装置保养的重点应放在液压回路上和制动钳油缸上。
下面所提到的以及保养计划所列内容，在使用中均应进行例行保养。
液面
必须经常检查液面并及时补油。
当系统中的液面减少到最低液面以下时，可能引起温升、不溶解空气积聚、泵因气穴而失效、电加热器外露而引起局部温度升高，使油液分解变质，从而引起系统故障。
液面下降，说明有渗油或漏油的地方，要及时检查、及时维修。
油温
液压油的工作温度，允许最高值为60℃，因为更高温度会加快油液的老化，并缩短密封件和软管的寿命。
必须经常监测油箱中的油液温度。
油温逐渐升高，表明可能污染或形成胶质，或柱塞泵磨损。
油温突然升高是报警信号，应立即停机检查。
滤油器
回油滤器带有目测式堵塞指示器，指针在绿区时，滤芯正常；黄区时，轻微堵塞；红区时，严重堵塞，必须清洗滤油器壳体并更换滤芯。
每天在工作温度达到正常值时，至少进行一次检查。
或者每当交接班时，下一班司钻检查一次。
高压滤油器带有目测式堵塞指示器，红色柱塞顶出时表示已堵塞，必须清洗滤油器壳体并更换滤芯。
每天在工作温度达到正常值时，至少进行一次检查，或者每当交接班时，下一班司钻检查一次。
但在温度上升期间可能因为流动阻力较大而使红柱塞顶出，要注意区别。
空气滤清器只用于当油箱液面升降时过滤进出油箱的空气。
每隔一至三个月检查并清洗或更换一次滤芯。
蓄能器
必须经常检测蓄能器的充气压力。
检测时，停机并卸掉蓄能器内的压力后，拆下外护帽及内护帽，联好充氮工具，轻拧旋钮，测量压力。
若压力不足4Mpa时，把该接头连到氮气瓶上，拧下旋钮即可充气。
卸压时，打开所有的截止阀，即能释放蓄能器的油压。
泵组
检测泵组，必须保持两台泵组都处于良好的工作状态。
防碰天车系统
过卷阀由于经常不用，应需经常检测，确保其性能可靠。
特别在冬季，压缩空气里可能含有水分，气路因天气寒冷而发生结冰堵塞现象。
引起防碰失灵。
防碰系统需每天试用一次，确保能够正常工作。
工作钳
在交接班时需检测刹车块的厚度以及油缸的密封性能。
随着刹车块的磨损（单边磨损1~），需调节拉簧的拉力，使刹车块在松刹时能返回，且间隙适当。
当刹车块厚度仅剩12mm时，必须更换。
安全钳
需经常检测松刹间隙（至少一周一次），刹车块的厚度以及油缸的密封性能。
如果刹车盘与刹车块之间的间隙大于1mm，必须调整松刹间隙使其小于，当施行紧急刹车操作后，也必须重新检查调整松刹间隙。
当刹车块厚度磨损到只有12mm时，必须更换。
注意
如不及时调整安全钳的松刹间隙，可能发生紧急制动或者驻车制动失灵事故。
快速接头、液压管线
每天检查所有快速接头二次，确保连接良好。
特别移动管线或意外碰到管线后，严格检查液压管线是否损坏，快速接头是否虚接，确保液压管线无损伤、快速接头连接良好。
结构件
对于结构件的检查保养主要是指制动钳的杠杆、销轴、油缸、钳架、刹车盘、接头以及所有紧固件，应检查这些零件是否损坏、变形、裂纹和其它可能存在的问题。
●检查所有紧固件是否松动，必要时应及时紧固。
●刹车盘的保养检查要点是：
（1）磨损刹车盘允许的最大磨损量为10mm。
应定期检查测量每个刹车盘工作面的厚度。
（2）热疲劳龟裂刹车盘在制动过程中因滑动摩擦而产生大量热量使盘面膨胀，而冷却时又趋于收缩，这样冷热交替容易产生疲劳应力裂纹。
随着使用时间的延长，如果最初的微小应力裂纹扩展较大时，应引起足够重视，并采取修补措施。
例如可以用工具沿裂纹处磨掉一些，以便检查裂纹深度，对裂纹进行焊接修补，最后用砂轮打磨平整。
（3）油污工作盘面上不允许沾染或溅上油污，以免降低摩擦系数，降低刹车力，以致造成溜钻事故。
但滚筒在运动过程中，钢丝绳上的油有时难免会飞溅到刹车盘的工作面上，因此要经常检查清除。
（4）循环水冬季位于寒冷地带，钻机不工作时，务必将刹车盘中的冷却水排尽或者给刹车盘通循环水，避免因收缩不一致而将盘冻裂。
●检查焊接件，特别是钳架、钳体的焊缝是否有裂纹、腐蚀等问题，如有必要则要维修或更换。
半年至少检查一次。
●检查活动部件是否有粘连现象。
特别是杠杆销轴处。
因为刹车粉尘的堆积容易造成润滑不良等后果，一个月加注润滑油脂一次，保证润滑良好。
保养计划表
序号
检查内容
要求
保养周期
1
液位
最高液面以下，最低液面以上。
加油时，须从手摇泵加油口加L-HM46抗磨液压油或L-HV32低温抗磨液压油
每班
2
温度
油温不高于60℃
3
系统压力
80，8Mpa，75/70，
4
滤油器
堵塞指示器的指针应在绿色区域
5
泵组运转声音、温度
无异常噪音、高温
6
防碰天车系统
触动防碰阀并确保刹车设置正确
7
油缸密封性
应无滴漏
每天
8
刹车块间隙
工作钳：
调节拉簧的拉力
安全钳：
9
刹车块厚度
最小厚度12mm
10
各管线及接头
密封良好无渗漏、无损坏
升级会员 