液壓絞車起升系統是石油鉆井所用鉆機的三大工作機組之一，它在鉆井工作中起著非常重要的作用。鉆井工藝對絞車的要求主要有：足夠的提升擋數，能無級調速，以適應起重量的變化，提高功率利用率，節省起、下鉆時間；可在任意位置以任意的力懸持鉆具，以確保在鉆井作業中，能準確地調節鉆壓，均勻送進鉆具；在下鉆過程中能隨意控制下鉆速度，制動準確可靠；換擋、調速應柔和；操作要集中、省力等4個方面。進口的K650車裝液壓鉆機上的液壓系統，可使鉆機的起升系統較好地滿足鉆井的工藝要求。
        液壓起升系統及其工作原理
      圖4-3所示為K650車裝液壓鉆機的液壓起升系統原理圖。該系統的主油路為閉式回路，用斜盤式雙向伺服變量液壓泵（主泵）l驅動絞車雙向定量液壓馬達8。主泵1的排量由液壓伺服排量調節機構的先導閥3及伺服缸2控制。系統中主泵1、操縱泵6、補油泵5和控制泵4由同一臺柴油機14驅動；手動組合閥13對主泵實現短距離的變量遙控；三位四通液動換向閥12控制剎車液壓缸10；閥11為單向液阻器，可控制剎車缸的緩松速度；三位四通液動換向閥9控制液壓馬達8進回油路的通斷。該系統是通過控制臺上的手動組合閥13對主泵1實現短距離的變量遙控，從而方便地控制液壓馬達即絞車的正反轉、停車以及轉速調節。
1)手動組合閥的結構與原理圖4-3中的閥13是三位四通換向閥與溢流閥的組合閥，其結構如圖4-4所示，工作原理簡述如下。 
                                                                             
                                                                                                      圖4-3 K650車裝液壓鉆機的液壓起升系統原理圖
1-雙向伺服變量液壓泵（主泵）；2一伺服缸；3一先導閥；4一控制泵；5一補油泵； 6-操縱泵； 7-雙向溢流閥；8-雙向定量液壓馬達；9、12-三位四通液動換向閥 10-剎車液壓缸；11-單向液阻器；13-手動組合閥；14-柴油機 
                                                                                 
                                                                                                          圖4-4手動組臺閥的結構
1-操作手柄; 2-滑閥滑動支點；3一滑動鉸鏈；4滑閥閥心；5一溢流閥閥座； 6一溢流閥閥心7溢流閥彈簧；8閥體；9一溢流閥調壓螺釘；10-閥彈簧；11-彈簧座
        當向左扳動手柄1時，滑閥閥心4右移，于動組合閥切換至左位工作，油口P與A相通，油口B與O相通，同時帶動溢流閥閻座5右移，壓縮溢流閥彈簧7和閥彈簧10。當向右扳動操作手柄時，液壓馬達滑閥閥心4左移，手動組合閥切換至右位工作，油口P與B相通，油口A與0相通，同時帶動閥彈簧座1l左移，壓縮溢流閥彈簧7和閥彈簧10。手柄扳動的角度越大，閥彈簧的壓縮量就越大，溢流壓力（P口壓力）就越高。因此，手柄扳動角度的大小決定了油壓的大小，扳動角度大，則為閥3提供的控制油壓也大。當松開手柄時，閥彈簧10將閥心4推至中位位置。
        同時，操作手柄扳動的方向決定了閥3控制油液的流動方向。例如閥13處于左位時，控制油進入閥3的上腔，其下腔回油，使閥3閥心下移，上位工作。操縱泵6來的壓力油一路直接進入伺服缸2下腔，另一路經先導閥3進入伺服缸2上腔，使伺服缸2的活塞差動，隨先導閥3下移。當閥13處于右位時，控制油液進入閥3的下腔，其上腔回油，使閥3閥心上移，下位工作。操縱泵6來的壓力油直接進入伺服缸2下腔，缸2上腔的油排回油箱，使伺服缸2的活塞隨先導閥3上移。
        總之，圖4-3中的手動組合閥13決定了控制油液的壓力大小和流動方向，從而決定了雙向變量泵1的斜盤傾角方向和大小，亦即決定了主泵的供油方向和排量的大小。
        2)液壓絞車液壓起升系統工作原理
        當圖4 3中手動組合閥13處于中位時，控制泵4的排油和回油路相通，液動換向閥12（為液阻并聯閥）處于中位，剎車缸10由于彈簧力的作用剎住絞車滾筒；與此同時，三位四通液動換向閥9亦處于中位，液壓馬達8進出油路相通，主泵1卸荷，液壓馬達不轉。當組合閥13切換至左位時，液阻并聯閥12亦處于左位，控制油液進入剎車缸10下腔，克服彈簧力，緩松剎帶；同時，閥9切換至右位，切斷液壓馬達進出門，馬達即可正轉。當組合閥13切換至右位時，控制油液進入剎車缸10上腔，與彈簧力一起拉剎帶，以一定制動力矩控制下鉆速度。
        由于手動組合閥1 3的手柄扳動角度的大小決定了主泵l的流量的大小。所以手柄扳到極限位置時，主泵1的流量也達到最大值。在圖4—3中，操縱泵6用來給主泵變量調節缸2供油；雙溢流閥7作為系統中的高壓保護閥；補油泵5與雙向溢流閥7兩者配合，又可實現對閉式同路補充冷油，替換熱油，起油溫調節作用；閥9決定液壓馬達8的進出口油路是否短路，當液壓馬達8不工作時，可使主泵l卸荷。另外，三位四通液動閥9為液阻并聯閥，它可以根據需要，將由單向閥和可調節流閥組成的單向液阻器并聯到回路中去，當外載帶動馬達旋轉（例如下放鉆柱）時，液阻器可限制馬達轉速，也即限制鉆柱下放速度，起到限制剎車的作用。
        (3)技術特點
      1)與機械傳動的鉆機起升系統相比，該車裝鉆機液壓起升系統，因液壓絞車馬達的換向、變速、停止與制動所有控制都集中在一個手動組合閥的手柄上，故操作集中、省力；可以實現無級調速和過載保護，省去了繁瑣的機械變速機構，使整個起升系統功率利用率高、結構簡單、尺寸小、重量輕、工作可靠，較好地滿足了鉆井工藝對起升絞車的工作要求。
        2)當手動組合閥處于中位時，液壓系統中的主油泵、控制油泵、補油泵均處于卸荷狀態，因而節能。
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本文標題：車裝石油鉆機液壓馬達起升系統

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分類：液壓行業知識
標簽： 液壓馬達