旋挖钻机液压培训教材

1、旋挖钻机液压培训教材一、 液压基本知识：1.液压有两个重要参数：压力p和流量q。单位面积上的力为压力。压力的单位为mpa(国际单位)、bar(公斤/平方厘米)1mpa10 bar(公斤/平方厘米)单位时间内通过的流体容积。流量的单位为立方米/秒（m/s）、升/分(l/min)液压功率w压力（p）x流量（q）恒功率：压力与流量的乘积为恒定值。2. 帕斯卡原理：施加在静止液体任一点的压力，将以同等大小向液体所有方向传递。压力是个标量，没有方向，作用方向为垂直物体表面的方向。3.压力损失：粘性液体在管道内流动时，都要受到与流动方向相反的液体阻力，消耗能量，而以压力降反映出来，故称为压力损失。压力损失

2、与流速的平方成正比，为降低压力损失，必须控制流道中液体的流速。4.液压系统的压力取决于负载。当负载很小时，泵排出的油液全部供给负载，此时系统压力由负载决定，当负载较大时，泵排出的油液部分供给负载，此时系统压力由溢流阀的调定压力决定。5. 液压油：液压油是液压系统的工作介质。要求液压油的基本要求是抗腐蚀、抗氧化、有润滑性、良好的流动性。液压油的一个重要指标是粘度，粘度太大，流动性差，压力损失大，粘度太小，润滑性差，液压件磨损快，甚止使液压阀出现卡紧现象。油液粘度与温度有关，温度高，粘度低，温度低，粘度大。液压油的牌号（粘度）是在40温度下的粘度值。二、 液压系统的基本组成部分：液压系统分为四部分

3、组成：1.液压泵：液压泵是把机械能转化为液压能的装置。通过内燃机或电机提供给液压泵一定的转速和功率，然后由泵输出一定流量和压力的液压油。液压泵为容积式泵，在不改变泵排量的情况下，每转排出的油是一定的。排量：每转一转所排出的液压油的容积。用q表示。单位ml（毫升）泵的流量为泵的排量与输入转速的乘积。qqn液压泵按结构形式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。液压泵按变量形式分为定量泵和变量泵。齿轮泵和叶片泵为定量泵。柱塞泵可做为定量泵或变量泵。2. 执行元件：把液压能转化为机械能的装置。分为液压油缸和液压马达。通过输入一定压力和流量的液压油，输出一定速度（转速）的力（扭矩）。对于液压油缸，作直线往复运动，

4、输出力和位移。力（f）=p（压力）a（作用面积），速度（v）=q（流量）a（作用面积）对于液压马达，作旋转运动，输出扭矩和转动。分为定量马达和变量马达。扭矩（t）=p（压力）q（排量），转速（n）=q（流量）q（排量），扭矩单位为nm或knm3. 液压阀：用于控制油液压力、流动方向和液流速度的控制元件。按功能分为压力阀、流量阀和方向阀。3.1 压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀等。3.1.1溢流阀：当阀的进口压力达到调定压力值时，液压油从出口流出，保证进口压力维持为调定的压力。溢流阀在定量泵系统中，维持液压系统的压力保持恒值。有部分液压油通过溢流阀流到油箱。在变量泵系统中，作安全阀用，防止

5、液压系统中过载，保护液压系统。溢流阀分为直动式和先导式。直动式用于低压小流量的场合。3.1.2减压阀：当阀的出口压力达到调定值时，保持出口压力为调定值的液压阀。减压阀分为直动式和先导式。直动式用于低压和小流量的场合。溢流阀和减压阀的阀芯在工作时始终处于运动状态，通过运动改变阀口的大小，保证所调节的压力值不随流量变化。3.2 方向阀有换向阀（包括电磁阀、液控阀、电液阀）、单向阀、液控单向阀等。3.2.1单向阀：油液只能向一个方向流动，而不允许反向的液压阀。3.2.2液控单向阀：液控单向阀是允许液流向一个方向流动，反向开启则必须通过液压控制来实现的单向阀。两个液控单向阀可以组成液压锁。见结构原理图

6、。3.2.3电磁换向阀：是用电磁铁推动阀芯，从而变换液流流动方向的控制电磁换向阀可直接控制执行元件换向外，也可作先导阀。如电液换向阀、电磁溢流阀等。由于电磁推力较小，有22、37、55、90n几种吸力的电磁铁，受液动力的影响，在大流量和高压下，不能换向，只能用在小流量的系统中。电磁阀分交流和直流电磁阀。电磁阀有三位、两位之分。滑阀机能较多。常用的有o型、y型、h型等。3.2.4液控换向阀和电液换向阀：液控换向阀是利用控制油推动阀芯，实现液流流动方向改变的控制阀。电液换向阀是用电磁阀作先导阀，通过其供给并改变液控换向阀的控制油方向，实现液控换向阀的换向。工作原理见结构图。液控换向阀和电液换向阀可

7、用于高压大流量的场合。3.2.5手动换向阀：利用手推杆推动阀芯运动，实现换向的液压阀。手动换向阀分为定位和弹簧复位。流量阀有节流阀、调速阀等。2.1.1 节流阀：通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀。将单向阀和节流阀并联组成单向节流阀。节流阀遵循节流公式qcqa由于节流阀在工作时，不能保证节流口前后的压差不变，所以不能保证流量维持稳定，不适宜用在负载变化较大的场合。调速阀：靠定差减压阀来维持节流阀进出口压力差近于恒定，从而保证其流量不受负载变化影响的流量控制阀。适用于执行元件负载变化大，而且对运动速度稳定性要求较高的场合。比例阀：用比例电磁铁来控制液压阀压力、流量、方向的阀，通过电流的

8、变化实现控制参数的变化。如：比例溢流阀、比例减压阀、比例调速阀、比例换向阀。在液压系统中，将液压阀有机的连接在一起，组成各种液压回路。4.液压附件：组成液压系统的除液压泵、液压阀、液压执行元件之外的各种用件的统称。如管接头、油管、滤油器、加热器、冷却器、密封件、滤清器、油标、油箱等。三、sr200旋挖钻机液压系统介绍：sr200旋挖钻机采用全液压控制驱动，由柴油发动机向液压泵提供动力，使液压泵输出液压油通向液压控制阀，由液压控制阀向马达或油缸输入具有方向、压力和流量的液压油，马达或油缸驱动执行机构完成各项动作。下面分部分介绍。1. 泵：sr200旋挖钻机液压泵由日本川崎公司提供，包含两个主泵（

9、带一个先导泵）和一个辅泵。两个主泵为恒功率调节带有先导压力控制的功率越权控制，并且是液压连接的，负控制的，两个主泵输出的液压油流向主控制多路阀。每个主泵的流量最大为224升/分，最大压力为34mpa，由主控制多路换向阀上的溢流阀调定。辅泵为带恒压控制的负载敏感泵，其输出的液压油流向辅控制多路阀，泵的流量最大为100升/分，最大压力为30mpa。先导泵为定量泵，向先导控制系统供油，泵的输出压力调定为4mpa。各种泵的原理见附图1。2. 液压阀：2.1. 多路换向主阀用于供给执行机构液压油并实现换向的液压多路阀。共有两个阀。一是主控制多路阀，分别控制动力头马达、主卷扬马达、副卷扬马达、回转马达、变

10、幅油缸、左右行走的马达多路换向阀。有如下特点：1），先导比例控制液控换向阀，其上有两个液控口，分别在液控口上通上压力油，可使阀芯移动换向。阀芯的开口量与通入液控口上的液压油的压力成正比，液控油压力高，则阀芯的开口量大，通过阀的流量就大。当两个液控口均无压力油时，阀芯在弹簧的作用下使阀芯处于中位。不输出液压油。2）负流量控制阀，当阀芯处于中位或阀芯开口量较小时，负控制口有压力，将此压力传递给泵的负控制口，控制泵的排量发生变化。泵的排量随负控制口的压力增大而减小。当阀芯换向到最大开口时负控制口压力为零，阀芯处于中位时，负控制口压力最大，由负控制溢流阀限定在23bar。此时泵的排量最小。主控制多路阀

11、分两半部分，每半部分各由一个泵供油，左半部分阀片依次为右行走、变幅、主卷、副卷、动力头合流，右半部分阀片依次为左行走、回转、主卷合流、动力头，当动力头或主卷扬工作时，左右两部分的动力头阀片或主卷扬阀片同时工作，每片阀输出的液压油在阀内合在一起向外供油，也就是两个泵在工作供油，从而使动力头或主卷扬的工作速度达到最大。主控制多路阀上的溢流阀限定液压系统的最大压力34.5mpa。另一个是辅助控制多路阀，带负载压力补偿和负载保持功能的液压阀。由辅泵供油，通过辅阀上ls口的压力信号与辅泵上的ls口相连，使辅泵的出口压力和输出流量与负载需要相匹配。进油联上有溢流阀，调定辅阀的最大压力。回油联上有减压阀，减

12、压后的液压油作为辅阀电磁先导控制的液压油，也可作外部先导控制油。辅助多路换向阀分别控制加压油缸、左桅杆油缸、左桅杆油缸、（暂不用）和展宽油缸的多路换向阀。每片阀的执行油路上装有溢流阀，调节和限制最大压力。加压片上装有ls溢流阀，在只有加压片动作时，通过辅泵限定加压片的压力。其中控制桅杆的阀片为比例减压阀先导控制，提供给比例减压阀电流，比例减压阀输出相应的压力来推动阀芯移动换向。电流越大，比例减压阀输出压力越高，阀芯的开口量越大，则阀的输出流量越大。同理，电流越小阀的输出流量越小。控制加压的阀片和暂不用的阀片为先导液压油比例控制，控制展宽的阀片为电磁阀开关式控制。加压阀片上a、b口压力的设定值不

13、同，a口压力调定为11.6mpa，接加压油缸无杆腔，b口压力调定为27mpa，接加压油缸有杆腔。原理图见附图2。2.2先导操纵比例减压阀：用于控制主阀换向的先导控制阀，由先导泵供油，是手控比例减压阀。当手柄未扳动处于中位时，出口输出压力为零，当扳动手柄时，随着扳动角度的增大而使出口压力增大，随着扳动角度的减小而使出口压力减小。进口用于操纵多路控制阀的换向。先导操纵比例减压阀共有三个，一个是脚踏式先导控制元件，由左右两个行走控制手柄组成，可前后扳动手柄。用于控制主阀上左右行走阀片换向的先导控制阀。另两个是左右先导控制手柄，可前后左右扳动手柄。左手柄前后扳动控制主副卷扬的下降与上升，左右扳动控制回

14、转左转和右转。右手柄前后扳动控制加压变幅的下降与上升，左右扳动控制动力头的正转和反转。控制手柄原理见附图3。2.3先导电磁阀组：先导电磁阀组上共有4个电磁阀。第一个电磁阀为22d电磁阀，作用是当它通电时，先导泵的油液才能进入左右控制手柄，操纵手柄才能工作，不通电时，操纵左右控制手柄无效。第二个电磁阀为33d电磁阀，作用是当它通电时，先导泵的油液才能进入左右行走控制手柄，操纵手柄，行走才能工作，不通电时，操纵左右行走控制手柄无效。打钻时，要使33d断电，防止误动作行走手柄时产生行走。第三个电磁阀为10d电磁阀，作用是当它通电时，先导油进入主卷扬减速机制动器，使制动器打开。此电磁阀与17d电磁阀一

15、起作用，用于打钻时的主卷扬浮动。第四个电磁阀为25d电磁阀，作用是当它通电时，先导油进入回转减速机制动器，使制动器打开。此电磁阀与电磁阀块上的5d、6d电磁阀一起作用，用于上车的回转。2.4电磁阀块组：电磁阀块组上共有8个电磁阀。控制手柄来油通过电磁阀块组与控制多路换向阀的先导控制口相连接。起主副卷扬切换、加压与变幅切换、主副卷扬上限位保护、变幅上限位保护的逻辑功能。具体为：2d、14d、11d电磁阀为主副卷扬的切换电磁阀，当三者断电时，为主卷扬工况，若主卷扬到达上限位时，14d通电，供给主卷阀片的控制油变为零，主卷扬停止上升；当三者通电时，为副卷扬工况，若副卷扬到达上限位时，11d断电，供给

16、副卷阀片的控制油变为零，副卷扬停止上升。1d、3d、8d电磁阀为加压与变幅的切换电磁阀，当三者断电时，为加压工况；当1d、3d通电时，为变幅工况，若变幅到达上限位时，8d通电，供给变幅阀片的控制油变为零，变幅停止上升。5d、6d电磁阀为回转保护阀，与25d通电，扳动手柄回转时，实现上车回转。若5d、6d与25d不通电，扳动回转手柄不能让上车回转，起保护作用。2.5 主卷扬浮动电磁阀在主卷扬马达处，有一个17d电磁阀，为主卷扬浮动电磁阀。当主卷扬浮动时，17d电磁阀通电，使主卷扬马达的两个油腔连通，马达处于浮动状态。同时使10d电磁阀通电，实现主卷扬浮动。3执行元件：执行元件分为马达和油缸。马达

17、通过减速机与机械相连，可降低机械的转动速度，提高输出扭矩。减速有制动器，当制动口无压力时，产生机械锁紧，防止机械下滑。工作时，必须在制动口通上压力油，将制动器打开。每个马达上均有泄漏口，通过胶管接回油箱，泄漏口不允许有背压存在。为防止马达气蚀，回转、主副卷扬、动力头的马达均接有补油管。马达上装有平衡阀，防止负负载时失速，同时可进行液压制动。油缸上装有平衡阀，有两个作用，一是在有负负载时起平衡作用，防止负负载时失速。二是在油缸不工作时，起液压锁的作用，防止油缸沉降。具体执行元件如下：3.1 左右行走马达减速机：由马达、平衡阀与减速机组成。通过回转接头将主阀出油口与马达油口连接在一起。3.2 动力

18、头马达减速机：由两组相同的马达与减速机组成。动力头马达为变量马达，当负载小使马达压力较低时，马达排量减小，使转速增大，输出扭矩减小；当负载大使马达压力较高时，马达排量变大，使转速变小，输出扭矩增大。3.3 主卷扬马达减速机：由定量马达、平衡阀与减速机组成。为实现主卷扬浮动，回路上装有二个电磁阀和一个梭阀。见附图4。3.4 副卷扬马达减速机：由定量马达、平衡阀与减速机组成。3.5 回转马达减速机：由定量马达与减速机组成。3.6桅杆油缸： 2件，装有双向平衡阀。 3.7变幅油缸： 2件，装有双向平衡阀 。3.8 加压油缸： 1件，装有单向平衡阀。4.液压附件：4.1油箱：储存液压油。泵从油箱吸入液

19、压油，液压系统的回油流入油箱。4.2滤油器：过滤系统中的杂质。安装在油箱上，有吸油滤油器和回油滤油器。4.3 冷却器：主控制阀的回油经过冷却器回油箱。冷却系统的液压油。4.4 压力表：用测量三个泵的出口压力，量程060mpa，装在驾驶室内。通过测压软管分别与两个主泵的测压口、辅控制主阀的进油测压口相连接。4.5系统中装有大量的接头液压胶管，全部为进口件，通过密封件进行密封。4. 液压回路：主液压回路：主泵向主阀供油，通过主控制阀换向进入执行元件，执行元件带动机械机构工作的回路。主液压回路的压力较高，流量较大，液压管较粗，使机械做功。先导液压回路：由先导泵供油，经过先导控制手柄和先导电磁阀组、电

20、磁阀块组到达主控制阀的先导控制口，控制主控制阀换向的回路。先导液压回路压力较低，流量较小，液压管较细。五、sr220旋挖钻机液压系统介绍：sr220旋挖钻机的液压系统在卡特底盘液压系统的基础上进行设计，与sr200液压系统的工作原理相同，。在此作简单介绍：1. 泵共有6个泵。其中有两个主泵和内置一先导泵，是卡特底盘自带，其变量控制方式与sr200的相同。每个泵的最大流量为265升/分。两个主泵输出的液压油流向主控制多路阀。在主泵外置驱动接口上装有力士乐公司产的辅泵和齿轮泵。辅泵为带恒压控制的负载敏感泵，其输出的液压油流向辅控制多路阀，泵的流量最大为100升/分，最大压力为31mpa。齿轮泵给动

21、力头减速机润滑供油，最大流量22升，压力由溢流阀调定，在25至30bar之间。2. 液压阀：2.1主控制阀：卡特底盘自带，由九片控制阀芯组成，分别控制动力头马达、主卷扬马达、副卷扬马达、回转马达、左右行走的马达多路换向阀。分左右两半部分，每半部分各由一个泵供油，左半部分阀片依次为右行走、副卷、动力头合流、主卷、备用阀片，右半部分阀片依次为左行走、回转、主卷合流、动力头，当动力头或主卷扬提升工作时，左右两部分的动力头阀片或主卷扬阀片同时工作，每片阀输出的液压油在阀内合在一起向外供油，也就是两个泵在工作供油，从而使动力头或主卷扬的工作速度达到最大。主控制多路阀上的溢流阀限定液压系统的最大压力34.

22、5mpa。控制方式与sr200主阀相同，为先导液控换向和负流量控制。2.2辅控制阀：与sr200所用辅阀相同。依次控制加压油缸、左桅杆油缸、右桅杆油缸、变幅油缸和展宽油缸。加压阀片上a、b口压力的设定值不同，a口压力调定为11.6mpa，接加压油缸无杆腔，b口压力调定为20mpa，接加压油缸有杆腔。2.3先导操纵比例减压阀：卡特自带，有左、右控制手柄和左右行走手柄，控制原理、作用与sr200原理相同。3.4先导电磁阀组：卡特自带，由22d电磁阀和24d电磁阀组成。22d通电，先导油才能进入控制手柄进行操作。24d通电，才能打开回转减速机制动器，减速机方能转动。在驾驶室下方装有33d电磁阀，33

23、d通电，先导油才能进入行走手柄，方可进行操作行驶。其作用原理与sr200相同。2.5电磁阀块组：电磁阀块组上共有10个电磁阀。与sr200相比，增加了控制动力头高速甩土动作的31d、32d两个电磁阀，其余电磁阀代号与作用和sr200相同。2.6主卷扬浮动电磁阀在主卷扬马达处，有一个17d电磁阀和10d电磁阀，当主卷扬浮动时，17d电磁阀通电，使主卷扬马达的两个油腔连通，马达处于浮动状态。同时使10d电磁阀通电，打开减速机制动器，使减速机能够转动，实现主卷扬浮动。3执行元件：执行元件分为马达和油缸。行走、回转的马达减速机和展宽油缸由卡特自带。通过回转接头将控制阀出油口与行走马达、展宽油缸的油口连

24、接在一起。加压、变幅、桅杆三种油缸和主副卷扬马达减速机、动力头马达的工作原理与连接方式和sr200钻机的相同，不再阐述。动力头减速机与sr200的不同，下面进行介绍。sr220动力头减速机为外部供油润滑且有两级减速比。通常情况下为二级减速，转速较低，输出扭矩大。用于高速甩土时，通过动力头油座上的15d电磁阀通电，润滑油进入顺序阀将减速机上方的制动器打开，变成一级减速，减速比减小，动力头转速增加，即高速甩土。当动力头切换至高速甩土工况时，31d、32d通电，15d延时通电，动力头停止转动后，润滑经过15d电磁阀通往顺序阀，顺序阀出来的油液把减速机上方的制动器打开，变成一级减速，再将31d、32d

25、断电，动力头高速转动。动力头减速机的润滑油由齿轮泵供油，由直动溢流阀调定压力。调节压力时，需让15d电磁阀通电，调节溢流阀手柄，使润滑油压力为2630mpa后锁紧螺母。在起润滑作用时，溢流阀不开启，压力较低。4.液压附件：sr220钻机上共有三个油箱。主油箱为卡特自带，辅液压油箱为自制油箱，两个油箱的吸油口通过软管连通，油箱上部设有通气孔并通过软管连通。辅控制阀的回油及泄漏油通过滤油器流入辅油箱。另外一个油箱是润滑油箱，供润滑齿轮泵吸油，动力头减速机的润滑回油流入润滑油箱。油箱的吸油口装有粗吸油滤油器。防止较大杂质进入润滑系统。冷却器用于冷却主控制阀的回油，回油冷却后流回主油箱，防止系统发热。

26、其余与sr200基本相同，不再叙述。四旋挖钻机的维修保养：1.液压系统的清洁度控制：旋挖钻机的液压系统十分复杂，液压元件零件精度较高，运动副的配合间隙非常小，液压系统中有许多变量机构和比例控制阀，因此对液压油的清洁度要求很高，清洁度要求在nas9级以下。若油液清洁度差，会加快液压元件的磨损，使阀芯出现卡滞，阻尼孔堵塞等液压故障。要保证液压系统的油液清洁度，要做到以下几点：a：加油前保证液压油箱内部清洁干净。b：加油时，将加油口周围擦抹干净，用高精度滤油机往油箱加油，不加油时要及时盖好加油盖，保证油箱密封。c：虽然在液压系统的装配中进行了严格的去毛刺清洗工序，但也不能彻底消除阀块孔中的毛刺和油管

27、中的的污物，工作一段时间后，毛刺污物会进入滤油器。经过一段时间工作，滤油器的滤芯就有可能堵塞，此时液压油就会通过滤油器上的旁通溢流阀进入油箱。使油箱里的油液受到污染。所以在首次开机工作500小时后，要清洗或更换滤油器滤芯，过滤油箱里的液压油。以后可每隔工作20003000小时时，要清洗或更换滤油器滤芯和液压油。若钻机停放一年以上时间不工作，也要更换或过滤液压油。d：若钻机较长时间不工作，外面带有水分的空气通过空气滤清器进入油箱，将水分带入液压油，使液压油乳化变质，所以要隔一段时间开动钻机运转，使油温升高，消除液压油中的水分。过滤或更换液压油时，应将液压油从油箱抽出，油箱底部剩余的少量液压油应打

28、开放油塞彻底放掉，然后再加入洁净液压油。往油箱加油时，无论新液压油还是用过的液压油，必须用滤油机过滤加入。注意新液压油并非是洁净的。2.液压油的温度控制：在钻机工作时，油温一般不超过80度，最高不得超过90度。当油温太高时，油液粘度变得很小，油的润滑作用变差，加快液压元件的磨损，内泄漏增大，缩短液压件的使用寿命。同时加速密封件的老化，油液容易变质。当油液温度过低时，油液粘度变得很大，压力损失加大，油液流动性很差，影响阻尼孔流量，延长缓冲动作时间，使钻机反应迟缓，严重时不能工作。因此要控制油液的温度。当油液温度超过80度时，应停止工作，让动力头空载转动降温。当油液温度在-20度以下启动钻机时，最

29、好先开机使动力头空载运转一段时间，等油温回升后再使钻机工作。3.钻机上各液压元件的压力、流量参数在出司前均于调好，严禁随意调动，特别是压力阀中的调压参数，调高时危害液压系统的安全，会对机器产生损坏。调低时钻机的输出力和扭矩达不到要求，影响性能质量。确需调整，需有专业人员指导下才能调节。3.首次开机或拆卸维修后，液压管路中存有空气，要开机空载运行，油缸在工作允许的最大行程内往复运动，排出管路中的气体，必要时松开管接头排气。特别时马达的补油口，松开补油口处的接头，开机使补油管中的气体排出，流出油后再拧紧接头。首次开机后液压系统中有气存在容易产生气蚀和振动爬行。4.主卷扬浮动是在动力头打钻情况下使用，可使主卷扬随钻杆自由下放。严禁在其它工况中进行主卷扬浮动操作，否则会使钻杆自由落体或掉落，出