PS70DB液压盘式刹车说明书.docx

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PS70DB液压盘式刹车说明书

电控液压盘式刹车装置

使用说明书

AF700306-0500SM

2005年04月

前言

电控液压盘式刹车装置是钻机绞车的重要配套部件。

是一种适用于石油、地质勘探钻机的绞车滚筒刹车装置。

它配套安装在绞车上，用以替代传统的带式刹车。

为了使油田有关操作人员熟悉和掌握钻机绞车电控液压盘式刹车的使用，本说明书介绍了绞车电控液压盘式刹车结构、技术参数、操作维护等。

在使用其产品时所需的关于配套设备（或部件的）结构参数和使用维护等项内容以及相关的资料，详见配套设备的使用说明书（见钻机使用说明书中有关“钻机部件使用说明书明细”）和其他有关的技术文件。

在使用钻机的电控液压盘式刹车以前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读本说明书及与电控液压盘式刹车有关的说明书和相关资料，了解并熟悉所有的细节，此外还应具备相应的安全操作知识和技能。

全部的管理工作和具体操作应按照本系统、本单位相关的规章制度要求执行。

第1章概述

1.1电控液压盘式刹车简介

电控液压盘式刹车是一种适用于石油、地质勘探钻机的绞车滚筒刹车装置。

它配套安装在绞车上，用以替代传统的带式刹车。

电控液压盘式刹车与传统的带刹车相比较，具有刹车力矩容量大，制动效能稳定，刹车副动作惯性小，刹车力可调性好，刹车准确灵敏，操作轻便，调整维修方便的特点。

电控液压盘式刹车与传统的盘刹相比较，具有管路简化、安装方便、易于遥控控制、反应灵敏等优点，同时所有液压管线均不进入司钻房，确保司钻房简洁宽敞。

电控液压盘式刹车液压系统结构简单、紧凑，所有液压控制元件均集成在液压站上，各元件布局合理，性能可靠，使用安全。

电控液压盘式刹车系统由刹车控制部分和刹车执行机构（简称闸总成）两部分组成。

闸总成由一付装在滚筒上的刹车盘，四套常闭、常开制动钳总成和制动钳支架组成。

制动钳总成由制动器通过杠杆臂将制动器推力施加到刹车盘的两个面上，从而使刹车块与刹车盘产生摩擦力实现刹车。

刹车产生的反扭矩由制动钳支架承担。

常开制动钳通过液体压力产生刹车力；常闭制动钳则通过弹簧产生刹车力，通过液体压力来压缩弹簧释放刹车力。

控制部分由电控单元与液控单元组成。

电控单元由电控开关、电比例手柄、电子放大器、电源及连接附件等组成。

电控开关通过控制液控单元中的电磁换向阀实现驻车及紧急刹车功能。

电比例手柄与电子放大器产生比例电信号，控制液控单元中的电比例调压阀，实现比例工作刹车功能。

液控单元由液压泵站和控制阀组组成，它是动力源和动力控制机构，为制动钳提供必需的液压动力。

液压泵站有两套电机驱动的美国派克恒压变量柱塞泵，一套手动加油滤油齿轮泵，一台手动大排量应急泵。

在正常运行过程中系统所需全部动力由一台恒压变量柱塞泵提供，另一台作为备用泵，液压蓄能器为系统提供短时间动力液，它可以使刹车反应更灵敏。

控制阀组含所有刹车控制液气阀件，它接收电控单元信号，产生压力输出，驱动执行机构实现刹车控制功能。

为简化现场管线安装工作量，控制阀组集成在液压站内。

该盘刹装置具有以下几种功能

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。

电控液压盘式刹车执行机构结构见图1

图1电控液压盘式刹车结构图

1.2电控液压盘式刹车主要特点

电控液压盘式刹车的主要特点如下：

●司钻电比例手柄具有良好的微调特性，可更好地满足钻井作业对刹车力的调节要求。

●刹车系统完善、操作方便可满足各种钻井作业对刹车的需要。

●结构紧凑，占用空间小。

●可实现系统断气、断液、断电自动刹车功能，进一步提高刹车系统安全性。

1.3主要技术参数

1.3.1控制系统

1）系统额定工作压力7MPa

2）工作介质液压油（冬季用低凝液压油YC-N32，夏季用YB-N46）

3）油箱容积250L（1000L共用）

4）电机功率2×3kW

5）蓄能器容量2×10L

6）电加热器功率2kW

7）控制电路电压DC24V

8）控制气路气压0.8MPa

9）每个刹车块单边最大正压力90kN

10）恒压变量泵排量10ml/r

1.3.2常开式工作钳

1）单边额定正压力N=90kN

2）活塞有效工作面积A=15393mm2

3）外形尺寸（外径×长度）φ190×400（max）（mm）

4）重量55kg

1.3.3常闭式安全钳

1）单边最大正压力N=90kN

2）刹车块最大工作间隙δ≤1mm

3）活塞有效工作面积A=15386mm2

4）外形尺寸（外径×长度）φ210×400（max）mm

5）重量65kg

1.4液压原理

电控液压盘式刹车的工作原理见液压原理图2。

图2电控液压盘式刹车原理图

两台恒压变量柱塞泵（一台开动，另一台备用）通过箱外吸油过滤器吸油后，经两个单向阀并车后向控制单元供油。

在供油回路上安装有20μ过滤器，并在其油路上并联两个容积为10L的蓄能器，确保常开钳反应灵敏，实现平稳刹车。

油液进入控制单元后，分为两路，一路去工作刹车回路。

这路油先进入电比例减压阀后再通过气控液动换向阀，进入工作刹车钳缸。

通过盘刹电控单元对电比例减压阀的比例调节，实现所需的大小可调的刹车力矩。

另一路去安全刹车回路，其先通过一气控液动阀后进入安全刹车钳。

安全刹车钳为碟簧充油压缩，释放放油刹车。

工作刹车钳为打钻常用刹车钳，安全刹车钳作为备用及处理紧急事故用刹车钳。

第2章调试

电控液压盘式刹车，易于操作，它仅需一个很小的刹把力就可产生绞车刹车盘非常大的刹车力，降低了操作者的劳动强度和疲劳,改善了操作者的劳动环境。

司钻必须学会通过观察操作台仪表，动力源的仪表以及说明书所述的要求、性能等来操作、使用和维护保养电控液压盘式刹车。

2.1安装

电控液压盘式刹车控制部分与执行机构均已在厂内完成安装固定，其中电控单元安装在司钻房内，液压站安装在司钻偏房内。

用户仅需将液压站与绞车之间工作钳与安全钳控制液压管线各一根，以及液压站与司钻房之间控制电缆一根连接即可，管线及电缆均为插接连接，方便快捷。

2.2加油

液压用油采用受温度影响粘度变化较小，抗泡沫性能较好的抗磨液压油，冬季使用

低凝液压油YC-N32或YC-N46，夏季使用抗磨液压油YB-N46。

外购的新液压油（大桶装）是未经处理的不符合液压系统使用不洁净油品。

向油箱中加入时，必须用精度为10µ甚至更精的滤油车加入，使用组合泵站的钻机，组合泵站本身配有加油过滤装置，只须将其软管放入油桶，打开吸油管路上的球阀即可过滤液压油，其加油量应保证在工作中使液位始终高于油标上的最低液位线。

严禁水或不同种类的油进入液压油中。

2.3系统启动

1）检查管线连接是否正确，可靠。

2）点动电机，检查电机的旋转方向是否与规定的旋向相同。

3）给蓄能器充氮。

用专用充氮工具给蓄能器充氮，充氮气压力为系统工作压力的0.8倍，即约为5.5MPa～6MPa。

4）启动泵，仔细听有无反常声响。

2.4系统压力

合适的系统压力是保证钻机正常工作的前提，其压力调整步骤如下：

1）松开液压源的盘刹溢流阀调压锁紧螺帽，将其螺杆按逆时针方向（减少压力）旋转至完全放开位置。

2）检查管路完整性，并启动泵电机（逐台调试，调试那台泵就启动该泵）。

3）松开两台恒压变量泵壳中间部位顶部的压力补偿装置的锁母，顺时针转动螺杆至最大（增加压力）。

此时由溢流阀调压为零，故表压仍不变。

4）将液压源的盘刹溢流阀调压螺杆分别按顺时针方向慢慢地旋转，监视液压源压力表读数，调节压力至7.5MPa，然后锁好锁母。

5）逆时针旋转恒压泵压力补偿装置螺杆（减少压力）监视压力表读数，调节压力至7MPa。

然后锁上锁母。

两台泵调压过程一样。

2.5排气

操纵刹车阀反复动作，观察油缸有无爬行现象，若有，则应在管路中的最高处拧松接头放气（出油为止），使油缸动作正常。

2.6调整闸瓦与刹车盘之间的间隙

盘式刹车其闸瓦与刹车盘之间的间隙要求严格，间隙太小则空负荷大钩无法下行，间隙增大，则常开钳刹车预备时间加长，间隙过大则刹车滞后。

特别是常闭钳（紧急刹车）随着间隙的增大，蝶簧力刹车的特性决定了其刹车力呈直线下降，间隙太大，会造成重大事故。

合适的间隙对于保证刹车可靠、灵敏、平稳非常重要。

2.6.1常开钳间隙调整

当停机或没用常开钳刹车时，用专用工具或直径为Ф10～Ф11的园钢插入钳缸体上的锁紧螺母中旋转松开锁母，然后再插入调整螺母调整孔中，先旋转调整螺母使其刹车块与刹车盘之间的间隙为零（搬不动为止），然后反向旋转松开缸体2个调整孔，缸体上每个旋转调整孔一个孔距，则双边总间隙增大0.33mm，2个调整孔可使其单边间隙值为0.33，调好后锁上锁母。

2.6.2常闭钳间隙调整

开启泵站，当系统压力达到额定值后，用常开钳刹死绞车（定位锁死），如上所述用调常开钳间隙的办法去调常闭钳，调好间隙。

注意有时可能会出现常闭钳调不动的情况，这是因为系统压力调的低于松开常闭钳所需的压力，可将系统压力调高，旋转调整螺母，彻底松开闸后，重新调好系统压力，再按上述方法调好其间隙，后锁上锁母。

第3章正常工作

3.1工作刹车

正常钻井时，常开刹车钳为主刹车。

操纵电子刹把用来为刹车缸提供一个所需的压力，进而通过缸及刹车钳机构使滚筒产生一个所需的刹车力矩，操纵刹把的摆角其输出压力或者说输出刹力力矩成正比。

特别是速度快时不能猛拉刹把，从扶带刹刹把到搬阀手柄其操纵方法完全不同，刹车时应轻拉轻放，特别是当盘刹间隙大后，钳缸刹车前有一段补偿间隙的空行程，在此阶段手柄摆角增大压力不会增大，只有当空行程走完摩擦块贴上刹车盘后压力才会根据手柄所处的位置快速达到设定值，此时不要一拉操纵阀看到还未刹车，就继续增大阀摆角，这就容易出现急刹车，使刹车特性不好。

注意：

司钻应根据观察到的表压来确定刹车力大小，且勿猛拉猛推操作手柄，做到刹车平稳、准确、快捷。

3.2紧急刹车

按下阀按钮时，常闭制动器钳缸放油，蝶簧力推动制动钳刹车；常开制动器钳缸充油，推动制动钳刹车（按下紧急按扭时，常开制动器常闭制动器同时刹车）。

当拔出按钮时，常闭制动器钳缸进油，压缩蝶簧从而解除刹车，系统正常工作。

注意：

遇到紧急场合，使用紧急刹车阀可迅速刹住绞车。

当司钻离开操纵台或停机后，必须按下紧急刹车阀。

在释放紧急刹车时必须先将工作刹车刹住，避免溜钻事故发生。

3.3驻车刹车

当钻机不工作或司钻要离开工作台时，旋动驻车制动手柄至驻车位时，安全钳刹车，以防大钩滑落。

3.4辅助刹车

电磁涡流刹车或其它型式的刹车为辅助刹车，为了降低摩擦块及摩擦盘磨损，减少摩擦盘的发热量，特别是悬重大、井深、游车下放速度快时用好辅助刹车尤为重要。

3.5防碰刹车

当防碰过卷阀，或天车防碰阀起作用时，将断开盘刹液控单元供气，使工作钳与安全钳同时刹车实现防碰紧急刹车。

注意：

防碰天车系统应定期试用以确保钻机安全可靠地工作。

解除防碰刹车时必须用好工作刹车，配合完成解锁操作。

3.6应急刹车

当系统停电后，盘刹系统仍能利用蓄能器压力或手动泵及应急控制电源使盘刹系统继续工作。

盘刹正常工作时，其控制电由液压站电控箱内变压器提供。

应急刹车时其控制电由液压站蓄电池提供。

两者供电由液压站电控箱面板控制旋纽切换。

注意

盘刹正常工作时，其控制电切换旋纽一定要置于正常位即左侧位。

当使用应急电源并系统恢复正常供电后，一定要记住将控制电切换旋纽恢复至正常位。

第4章保养

4.1保养规定

盘式刹车系统是一种高性能刹车系统，正确的保养对于盘式刹车系统的正常运转非常重要。

盘式刹车系统的结构部分包括制动钳支臂、所有销钉、制动钳杠杆、液压油缸、刹车块、刹车盘、接头及所有紧固件（螺栓、螺钉、螺母、垫圈等）。

重点检查这些元件是否有松动、损坏、变形、裂纹、生锈和任何其它可能存在的问题，以便则维修或更换。

结构焊点，应检查是否有裂纹、腐蚀或其它问题，如有必要则维修或更换。

盘式刹车系统应按表1的规定进行保养。

表1电控液压盘式刹车保养规定

保养周期

检查内容

要求

每班

液位（液位计）

充液压油，冬季为YC-N32，其它时间为YB-N46;液位高度不小于液位计底部。

液体温度（液位温度计）

液体温度小于60º大于10º

吸、回油，高压滤油器滤网

发讯表指针不许进入红色区

真空表压力

大于-0.02MPa

系统压力

泵站压力在.6-7MPa、范围内

防碰天车系统

搬动防碰阀，检查刹车动作是否正常

每周

刹车块厚度

磨损后其厚度应不小于15mm

刹车块工作间隙

用工具旋油缸调节螺母至钳子抱死刹车盘，然后反向旋松2个旋转孔距，每旋一个孔距，其双面间隙增大0.33mm.

制动钳总成杠杆和销钉粘接

推/拉/转动卸载的制动钳总成以确定它们自由无粘连。

更换磨擦块时

给所有润滑点加润滑脂

用加油枪给所有油嘴注满润滑脂

三个月

蓄能器充氮力

充氮压力为使用压力的80%，即5.5~6MPa

油样

检查并清除杂质，若油质变坏或污染则换新油

紧固件扭矩

检查所有螺栓、螺钉旋钮

六个月

拆开并清洗制动钳杠杆和销钉

清洗以防止制动钳销钉由于刹车粉尘的堆积而粘连，更换损坏部件或不能通过清洗消除粘连的部件

净化和清洗油箱及所有的液压回路

换新油、更换30μ以上精滤油器滤网，清洗回路及液压元件

压力设置

重新按程序调整系统压力（溢流阀、恒压泵）

结构检查

检查刹车系统中所有结构部件

一年

常闭制动器缸内的蝶形弹簧

用新弹簧更换所有旧蝶

制动盘磨损

制动盘磨损量小于10mm

4.2故障检修

盘式刹车系统可能发生的故障及排除方法见表2。

表2电控液压盘式刹车可能发生的故障及排除方法

故障现象

可能原因

排除方法

系统无压力或没有合适的压力

油箱液位太低

按规定的牌号加注液压油

油箱泵入口滤网堵塞

清洗滤网

泵压补偿器控制设置没有设置正确或失灵

检查，排除故障后重新设置

系统安全阀设置不正确或失灵

检查，排除故障后重新设置

电机旋转方向不对

改变接线（此情况仅在初次启动时出现）

回路泄漏严重

对症解决

压力表失灵

更换压力表。

严禁操作人员自行修理！

溢流阀（安全阀）或泵压力补偿阻尼孔被堵塞

清洗后可恢复正常

泵配油盘磨损失效（油太脏所致）

由专业人员检修或换新

油温过高

系统安全阀压力设置低于泵恒压压力，而使油通过溢流阀旁流

重新设置

油箱液位太低

按规定的牌号加注液压油

泵噪音过大或振动

泵吸油滤网堵塞

清洗后可恢复正常

温度太低或油品用错（粘度过大）

查找原因，对症解决

泵吸入或回油管接头松而使系统有气

紧固各松动处

油箱液位过低使泵吸空

按规定的牌号加注液压油

泵和电机安装不当

检查泵和电机的安装精度，进行调整

主刹车钳刹力不足

油压偏低

重新设置压力

闸盘上有油

彻底清洗

新刹车块没磨合好

使用一段时间后，自然改善，为了增加刹车力，可适当调高系统压力

主刹车钳刹车滞后

刹车块与刹车盘之间的间隙太大

按说明书调整间隙

蓄能器充气压力太低，若蓄能器充气压力低于实际工作压力，则它起反作用

按说明书进行充气（氮气！

！

）

吸油滤网堵塞

彻底清洗

泵配油盘由于油脏而磨损使其内泄增大，泵排量减小

由专业人员检修

紧急刹车钳打不开

系统无压力或压力太低

调整压力

防碰阀没复位（无气信号输出）

按一下复位阀

紧急刹车刹车力不足

刹车块与刹车盘之间的间隙过大

按说明书调整间隙

刹车钳缸蝶簧损坏或密封损坏

更换

刹车盘上有油

彻底清洗

系统中某处油泄漏

查找原因，对症解决

刹车块偏磨

机械卡阻

查找原因，对症解决

第5章常用备件清单

电控液压盘式刹车系统常用备件清单见表3。

表3电控液压盘式刹车系统常用备件清单

序号

名称

代号