Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１，２０１５ 钻机液压传动系统的调试及故障排除方法 胡忠泉 （重庆长寿区云台镇川东钻探公司资产管理站，重庆摘长寿４０１２３７） 要：钻机液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件组成。其系统的试车与调整按外观检查、空载试 车和负载试车三个步骤进行，液压系统进行装配前，各种元件要经过认真清洗和检查，证实它们的性能符合要求后才能 装配调试。从系统中的执行元件速度不够或完全不动、加载后液动机工作速度显著降低、顺序动作等自动循环不能正确 实现、噪音或振动以及油温过高等常见故障进行了分析，提出了相应的排除措施，排查各元件的技术性能，必要时进行清 洁、调效、修理和更换，防止空气混入系统，保持油液清洁，防止系统泄漏和油温过高。 关键词：钻机；液压传动系统；调试；故障；排除 中图分类号：ＴＧ１７６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ６７２—５４５Ｘ（２０１ ５）０１—０２４８—０３ 钻机液压传动系统是用油液作为工作介质来传 递能量的，同时液压传动装置也可用于自动控制系 把机械能转化为液压能，为系统供压力油。 （２）执行元件即液动机，如油液缸或油马达，它 统，它比其它传动装置，如电传动、机械传动、气传动 把液压能转化为机械能，带动负载运动。 具有很多优点，它被广泛地应用于石油钻采机械中， （３）控制元件包括控制液压系统压力用的元件， 如现代钻机中的液压盘式刹车、钻杆液压动力钳、液 如溢流阀；控制流量用的元件，如节流阀；控制油流 压绞车、铁钻工、井口液压吊装装置、液压修井机、钻 方向用的元件，如换向阀。控制元件是用来控制执行 机平移装置等，以及今年刚落户川庆钻探公司川东 钻探公司的亚洲首台德国造智能液压钻机ＴＩ一３５０Ｔ。 元件的力和运动的。 （４）辅助元件如油箱、、蓄能器和滤油器等。 １．２液压传动系统的试车与调整 其优点是：较大范围内实现无级调速；传动平稳均 匀，易于实现自动过载保护；操作集中，简便省力；单 液压系统进行装配前，各种元件要经过认真清 位质量输出功率大，容易获得很大的力和力矩；液压 洗和检查，证实它们的性能符合要求后才能装配。液 元件易于实现系列化、通用化和标准化。缺点是：对 压系统各元件及管道的清洗是极为重要的，因此全 油液的质量、过滤、冷却、防漏密封和液压元件的加 部管道要进行二次安装：首次试装后拆下管道，用 工质量（尺寸、精度、粗糙度）要求较高，油液中渗人 ２０％的硫酸或盐酸进行酸洗，用１０％的苏打水中和， 空气易产行振动，温度变化时油液粘度发生变化而 引起运动特性变化。 再用温水清洗、干燥涂油，最后再装配试车。液压系 统的试车，一般按以下步骤进行： １．２．１外观检查 １ 液压传动的工作原理 液压传动系统是由各种液压元件组成的一套液 压循环系统。它先将电机输出的机械能转变为液体 的压力能，通过调节和控制各液压元件的液体流量 （１）各液压元件的安装及管路连接是否正确、可 靠。如油泵及各种阀的进出油口及回油口的位置是 否正确； （２）防止灰尘等杂物落人油箱和各液压元件的 防护装置是否具备和完善； （３）油箱中的油面高度和所用的油是否符合要求。 （４）各液压元件、和接头的位置是否便于安 装、调节、检查和修理。检查和观察用的压力表等元 件是否安装在便于观察的地方。发现问题妥善处理 用以传递工作压力和信号，再借助适当的执行机构 将液压能重新转变为机械能，以驱动工作机械，实现 要求的各种动作。 １．１液压传动系统的组成 （１）动力元件又称液压源，含电机和油泵，油泵 后才能进行运转试车。收稿日期：２０１４—１０—１６ 作者简介：胡忠泉（１９６１一），男，本科学历，机械工程师，从事钻井设备技术管理方面的研究。 ２４８ 《装备制造技术￣２ｏ１５年第１期 １＿２＿２空载试车 弹簧断了，或主阀阻尼孔堵塞，泵的油全部从溢流阀 （３）清洗溢流阀后，故障仍然没有排除，则可能 空载试车的目的是全面检查液压系统在空载条 溢走。可以拆开溢流阀清洗，恢复其工作性能。 件下各回路和各个液压元件、辅助装置的工作是否 正常可靠，工作循环或各种动作的自动换接是否符 是压力油路与液动机直接有关的某些阀卡住而处于 合要求。空载试车可按如下步骤进行： 回油位置，或者阀本身内泄漏太大。要拆洗这类阀， （１）使油泵在卸荷状态下运转，检查油泵的卸荷 恢复其工作性能。压力是否在允许数值内，一般要比液动机工作压力 大１０％～２０％。是否有刺耳的噪音。油箱中油液面有 无泡沫出现，有泡沫出现表明系统中吸入了空气。启 动油泵前应该将溢流阀全部打开，油泵启动后无异 （４）拆洗压力回路上的阀后，故障仍然没有排 除，就可以判断液动机本身有内泄漏，可能是密封被 破坏，对破坏严重者要进行修复或更换。 ２．２加载后液动机工作速度显著降低 常情况时才将压力调节到规定值，以免损坏油泵。 （２）使油缸按最大行程往复运动多次，或使油马 达以某一转速运转，以排除液压系统中的空气。然后 用刚性挡块等办法使执行元件停止运动慢慢调节压 力阀观察压力表，使液压系统压力值达到规定值，检 查安全阀、压力继电器等安全防护装置工作是否准 确可靠，查看各元件有无泄漏。这时系统中充满了 油，油箱中油液已减少，需要往油箱中加油，使油面 达到规定值。 （３）使各执行元件在空载条件下按预定的工作 循环或工作顺序工作。检查各种动作的协调和顺序 是否正确。检查启动时的运行平稳性，不应有爬行和 冲击现象。 １．２．３负载试车 负载试车是使液压系统在设计载荷下工作，检 查系统能否实现预定的工作要求（力、扭矩和运动特 性方面的要求），噪音和振动是否在允许范围内，各 元件及管路有无泄漏情况，执行元件的运动是否平 稳，油液的温升是否在允许范围内。进行负载试车 时，先在低载荷下进行，如一切正常，才能按工作载 荷下进行，以免设备损坏等事故的发生。 ２液压传动系统常见故障及排除方法 ２．１执行元件速度不够或完全不动 执行元件的运动速度取决于进入执行元件的流 量，因此出现这类情况首先就要判断流量减少的原因： （１）首先观察泵附近的各压力表，如果没有压 力，接着检查各回，如果回也没有油，就说 明泵没有打出油来，可能是油泵转向不对，或者油泵 内泄漏太大，也可能吸油路阻力过大，油泵没上油。 （２）如果检查回时发现溢流阀（安全阀）有 回油，可以调节溢流阀的调节弹簧，如无效，则可能 是溢流阀主阀或锥阀在开口位置被卡死，或者调节 如果一个液压系统在低载或空载下达到预定要 求，但一加载荷速度显著下降，可以根据上述思路去 分析。这类事故往往是液压元件内部有较大的内泄 漏引起的。这时可以用换向阀等将压力油路切断，再 调节溢流阀，观察压力表，如果用溢流阀可以使系统 压力调节到预定压力，就说明泵、换向阀、溢流阀等 元件没有问题，很可能是换向阀以后的元件有问题， 如此逐一检查。 ２．３顺序动作等自动循环不能正确实现 顺序动作等自动循环是由发讯号元件和控制阀 来实现的，因此可估计产生这类故障的主要原因是 控制元件未能正确发出讯号或者控制没能正确执 行。具体原因可能是： （１）用行程开关和电磁阀控制时，可能是行程开 关和电磁阀失灵。 （２）用压力继电器发讯号时，压力继电器的阀可 能被卡住。 （３）以上两项可以很快从电路上检查出来。如果 不是以上原因，那就是控制阀没正确执行控制讯号， 可能是控制阀卡死或泄漏过大，需要清洗或修复。 ２．４噪音或振动 噪音往往是振动引起的。振动的原因可能是油 中混入了空气、油泵的流量脉动大、液压元件参数选 择不当以致发生共振或管路固定不牢等。因此振动 的根源可能是管道安装不正确，要纠正。如管路没有 问题，一般是油中混入空气，可能是油泵吸油高度过 高，吸阻力太大、油箱透气不好、补油泵供油不 足、油的粘度太高或滤油器堵塞等原因，应采取措施 纠正。 ２．５油温过高 液压系统功率损失变为热能是油温过高的主要 原因。一个液压系统出现油液温度过高可能有如下 原因： （１）有严重的泄漏。油泵压力调整得过高、运动 ２４９ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１，２０１５ 零件磨损后密封间隙增大、密封装置损坏、油的粘度 ３结论 根据上述常见故障分析及实际经验，要使一个 液压系统能够可靠工作必须在设计和使用过程中认 真注意以下几个问题： （１）防止空气混入系统中，并及时排走混入系统 中的空气，空气混入系统中，会引起振动、噪音、运动 不平稳、爬行和油液氧化变质等不良后果。 （２）要经常保持油液的清洁。油液中混人杂质， 会引起滑阀卡住、堵塞节流小孔或缝隙相对运动件 ，过低等都会使泄漏增加，增加能量损失。判明原因 后，采取相应措施。 （２）卸荷回路工作不正常。系统不需要油液时， 压力油从溢流阀（或安 阀）溢回油箱，要产生大量 热。要认真检查卸荷回 中各类阀，恢复卸荷回路的 正常工作。 （３）误用粘度太大的油，引起压力损失过大。 全路 （４）换向时的冲击现象，造成不必要的能量损 失，也会转化为热能，应该调节缓冲装置，消除冲击。 （５）散热不良，要检查冷却器等装置。 磨损加剧，使液压系统不能正常工作。因此除了装 ，设滤油器及各防护装置外，要定期清洗滤油器和更 换旧油。拆装修配要认真清洗。 （３）要防止泄漏和油温过高。 Ｒｉｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ａｎｄ ＴｒＯｕｂＩｅｓｈＯＯｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ＨＵ Ｚｈｏｎｇ—ｑｕａｎ （Ａｓｓｅｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｈｅ Ｂｅａｃｈ Ｔｏｗｎ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｌｏｎｇｅｖｉｔｙ Ａｒｅａ ｏｆ Ｅａｓｔ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１２３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｉｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｃｔｕａｔｏｒｓ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｔｅｓｔ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅｉｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｂｙ ｖｉｓｕａｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ｔｈｒｅｅ ｓｔｅｐｓ．ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓ— ｔｅｒｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ，ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｂｅ ｃａｒｅｆｕｌｌｙ ｃｌｅａｎｅｄ ａｎｄ ｃｈｅｃｋｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｔｈｅｉｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ｏｒ— ｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｆｔｅｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｃｔｕａｔｏｒ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｍｏｖｅ ｆａｓｔ ｅｎｏｕｇｈ ｏｒ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｍｏｔｉｖｅ Ａｆｔｅｒ ｌｏａｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ａｃｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｙｃｌｅ ｃａｎ ｎｏｔ ｂｅ ｐｒｏｐｅｒｌｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ，ｎｏｉｓｅ ｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｈｉｇｈ ｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｉＴｔｌａｎｃｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｏｍ— ｐｏｎｅｎｔ，ｉｆ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ，ｃｌｅａｎｅｄ，ａｄｊｕｓｔｅｄ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ，ｒｅｐａｉｒ ａｎｄ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｉｒ ｍｉｘｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｋｅｅｐ ｔｈｅ ｏｉｌ ｃｌｅａｎ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｌｅａｋｓ ａｎｄ ｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｔｏｏ ｈｉｇｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｉｇ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ；ｆａｕｌｔ；ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ 炱一 一受一变一受一女一受一炱一受一炱— 一 （上接第２４７页） — 一 — ． ０ 女—受 一 ●！ Ｔｈｅ Ｃｏｍｍｏｎｌｙ Ｕｓｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈ Ｔｈｒｅｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ＬＩ Ｑｉｎｇ （１．Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ Ａｎｈｕｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ａｎｈｕｉ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｒｅｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｗｕｈｕ Ａｎｈｕｉ ２４１ ０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ．ｔｈｒｅｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｐｏｐｕｌａｒ ａｔ ｌｉｇｈｔｅｎｉｎｇ ｓｐｅｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ＰＣ ＤＭＩＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ａ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ３—２—１．Ｉｔ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ；ＰＣ－ＤＭＩＳ ２５０
