D7钻机系统说明

-1-新款D7理论培训课程-2-该培训课程针对技术服务人员而编写，通过学习，使之掌握钻机基本的系统原理，从而在钻机出现的故障时能从原理出发进行分析判断。本课程不包括操作及保养方面的内容（此部分内容学员可自行学习我司翻译的新款D7操作保养说明书）。学习本课程的前提：学员具备一定的液压和电路基础知识以及对D7钻机已经有一定程度的了解。因为教材中的插图不是很完整，在学习本课程时，学员需要对照新款D7的电路图、液压图、气路图来进行学习。一、钻机液压系统概述：1、概述D7钻机的液压系统是由先导液压油和电磁阀混合控制的。系统有四个液压泵，1号和2号液压泵由发动机通过连接盘驱动，3和4号液压泵串联安装在发动机取力器上。1号泵是可变排量柱塞泵（最大流量150L/min），给凿岩机冲击和进给、行走、定位（包含臂定位、履带偏摆、液压支腿）、加杆系统、先导油供油。2、3、4号泵均为齿轮泵，排量分别为80，40，40L/min。2号泵给凿岩机回转、液压油预热供油。3号泵给吸尘器和定位系统、卷扬机（选装件）供油（钻机功能选择手柄在行走位时定位系统由3号泵供油，在钻孔位时由1号泵供油）。4号泵给冷却马达供油。-3-2、泵和先导油1号泵是压力补偿式变量柱塞泵，只要泵的流量小于最大流量（150L/min）时，泵的压力恒定与流量无关。泵的压力可由外部压力阀或内置压力控制阀（DR）控制。内置压力阀（DR）当行走和定位时，DR阀控制和限定泵的最大工作压力（250bar）。外置压力控制阀钻孔时，泵1的压力由两个溢流阀（分别控制高冲和低冲压力）控制。泵1的压力设定检查调整启动压力LS1、从LS阀上拆下管子P1X1并堵住管子。2、在压力检测口1上接上压力表。3、启动发动机并将转速调至1500r/min。4、将行走/打钻开关放在打钻位。5、压力表上显示的压力应该在20-25bar之间。-4-6、如果需要，调节LS上的调节螺钉来调节压力。7、装回管子。检查调整最大工作压力DR1、在压力检测口1上接上压力表。2、启动发动机并将转速调至1500r/min。3、将行走/打钻开关放在打钻位。4、压力表上显示的压力应该为250bar。5、如果需要，调节DR上的调节螺钉来调节压力。2号泵给凿岩机回转供油，最大工作压力由回转回路中的安全阀控制。此泵还有液压油预热功能，通电时液压油的正常用温度是400C，当液压油温度低于200C时，操作前要对液压油进行预热，把开关S130放在预热位置，Y120A电磁阀通电，液压油通过2.0mm的节流孔和170bar的溢流阀产生加热作用。3号泵在钻孔位时给吸尘器供油，在行走位时给定位系统供油，通过Y187电磁阀进行转换。-5-打钻位时，泵3的压力由吸尘马达回路中的150bar溢流阀控制；在行走位时，泵3的压力由210bar安全阀控制。发动机启动时，通过PLC控制使泵3在卸载位置（Y187不通电）以减小启动负荷，启动后，泵正常加载（Y187通电）。4号泵给散热器冷却风扇供油（包括液压油、空压机油、发动机冷却液和中冷器），压力由溢流阀设定在220bar。先导油：钻机先导油的由一号泵在钻孔主阀块通过35bar的减压阀产生，先导油给钻孔主阀块、逻辑控制、行走等提供控制压力油。卷扬机（选装件）的先导控制由3号泵供给。50bar的安全阀的作用是防止先导回路的产生高压脉冲。3、回油系统和液压油冷却器：-6-260升容量的液压油箱保证液压系统总是有足够的液压油储备在油箱里，这有利于分离液压油中的水分和杂质。在回油回路和泄漏油回路上各有一组回油过滤器，每个过滤器内含两个回油滤芯。液压油箱安装了一个通气滤芯，保证油箱内油液压位置变动时气压保持稳定，并防止脏的空气进入油箱。节温器使液压油温度高于400C时流过冷却器，低于400C时直接回油箱。4bar的旁通阀防止冷却器两端产生过高的压力。液压油冷却器使得钻机在高于500C的环境温度下依然能满负荷工作。T-回油块收集各回路的回油后通过节温器和过滤器回油箱。D-泄漏油块收集各回路的泄漏油通过过滤器回油箱。L-泄漏油块的油直接回油箱以得到最低的回油背压，主要是各先导控制阀块的回油，以保证阀的工作灵敏度。手动加油泵用来给油箱加液压油。B143油位开关检测液压油位，并通过PLC上X36接线口输入，如果油位过低，发动机将会自动停机。B362温度传感器（图中的B147有误，应为B362）检测液压油温度，直接输入EMS并可在EMS（发动机监控系统）上显示。如果液压油温度高于900C，发动机将自动停机。排放阀用来排放沉淀的水分或排空液压油箱。4、液压系统压力检测口：-7-1-4号分别用来检测1-4号泵的压力，6号是反打压力（选装件），7号是先导油压力。5号和8号是空的。二、电器系统概述1、概述：D7钻机配备一个24V电压的电器系统，装备有全车的系统监控器，以随时指示故障；通过众多的电-液阀和电-气阀可操控液压和气路系统。电器由两个12V/185Ah串联的蓄电池组供电，工作时由一个发电机给蓄电池组充电，配备一个手动的电瓶开关来控制整个电路的电力供应。主控电器柜有17个自动保险丝以限制分回路里过大的电流负荷。几个辅助继电器和一个PLC（可编程逻辑控制模块），一个CCU（遥控控制模块）。PLC（可编程逻辑控制模块）通过各开关、感应器的输入信号按照内部编译好的程序规则对各工作机构发出各种输出指示以实现各个工作机构工作的逻辑顺序关系：如换杆、冲击、吹渣、集尘器、发动机高低转速选择、钻孔防卡功能等。ECM（发动机电控模块）用来检测发动机的功能和各传感器，它从发动机和钻机上接收数字和模拟信号。当发生特定的故障时，比如说发动机机油压力过低，ECM会自动停止发动机。EMS（发动机监控器）可用来查看各种工作参数。ECM通过发动机控制屏上的指示灯和EMS的液晶显示显示故障类型。CCU用来遥控卷扬机（选装件）。控制系统包括一个遥控操作盘和CCU，两者之间用CAN协议进行信号通迅。CCU在主控电器柜内，控制行走、定位、卷扬机的液压阀。三、气路系统概述：1、概述-8-空气系统由内置的G106型单级螺杆空压机空压机供气，正常工作压力10.5bar，排气量105L/min。空压机产生的压缩空气用于冲渣、ECL（凿岩机润滑）、吸尘箱滤芯吹洗、ECG（螺纹润滑系统，选装）、水雾系统（选装）等。2、空压机气路、油路和调节系统空气通过空滤、进气阀进入压缩转子进行压缩，压缩后的空气和空压机润滑油混合直接时入储气罐。在储气罐内，空气中绝大部分的油通过油气分离器分离出来，分离后的空气通过最小压力阀到达外部接口。最小压力阀的作用是保证储气罐内有足够的气压以保证压缩机润滑油正常循环。储气罐上安装有一个安全阀，储气罐内压力过高时会通过安全阀排放。在压缩机出口处装有温度传感器（B366）测量空压机温度，数值能在EMS显示屏上显示。当空压机温度超过1200C时，发动机将会自动停机。在空气滤芯后装有一个压力传感器（B365），空滤堵塞时，控制屏上的警告灯会亮。另外系统还装有气压表以显示空气压力。储气罐内装有一定数量的空压机油用来润滑、密封、冷却压缩机。储气罐内的在气压的作用下，通过冷却器和过滤器进入压缩机。冷却器上装有节温器，油温超过700C时油进入冷却器冷却，反之则旁通。过滤器上安装了一个旁通阀，在滤芯堵塞时，油会不经过滤芯旁通进入转子（因此定期更换空压机油滤非常重要）。到达压缩机的油通过喷嘴进入转子室和轴承处进行润滑、冷却、密封。然后与压缩后的空气混合再次进入储气罐经油气分离器分离进行循环。油气分离器内部少量沉积的油通过一根装有限流阀的管子进入压缩机。-9-空压机系统有一个加载阀、卸载阀、调压阀来调节气压。工作状态分为未加载、卸载、负载、停机排空四个状态。未加载：发动机启动后，卸载阀上的进气阀门在弹簧力的作用下在全开位置，压缩机压缩空气迅速在储气罐内建立起压力，在未按下空压机加载开关时，加载阀进出口气路接通，把调压阀旁通，在储气罐压力较小时（约3bar）就把进气阀门完全关闭，（进气阀完全关闭时，少量的压缩空气通过卸载阀上排气孔和BOV阀（排放阀）进行内部循环，气压不再增加）。空压机在很小的负荷下工作。卸载：按下加载开关，但外部没有消耗空气。此时加载阀进出口气路断开，卸载阀进气阀门重新打开，储气罐气压继续增加，直至达到并超过调压阀设定的压力，此时调压阀打开，调压阀出口的调节空气（其压力与气罐压力和调压阀设定值之间的差值成一定比例）再次把卸载阀的进气阀门完全关闭。空压机在较小的负荷下工作。负载：当钻机外部开始用风时，比如开始吹渣。储气罐内的压力下降，调压阀关闭，进气阀打开，压缩机开始压缩一定量的空气。根据用风量的不同，储气罐内的压力也会相应变化，使调压阀输出相应压力的调节空气来使进气阀门在全开与关闭之间移动，以平衡压缩的空气流量与外部消耗量相同。空压机带负载工作。-10-停机排空：发动机停机后，空压机停止工作，储气罐内的气压返回将进气阀门关闭（防止气和油从空滤吹出），卸载阀上的排空阀在因为两端面的面积差而产生的压力差作用下打开将储气罐内的压缩空气排空。-11-四、各部动作、功能控制回路分解1、发动机启动和调速启动条件：-紧急停机开关S132A、S132B、S132C未触发；-自动保险丝F300、F1、F11、F12、F13、F15未触发；-S130（行走打钻选择开关）在行走位：（PLC/X24断电）-空压机加载开关（S180）未打开；-启动钥匙在启动位置（30-15；30-50触点通，PLC/X34通电）；以上条件满足时，PLC输出端口Y24通电，K5B继电器通电，从而K5A继电器通电，启动马达通电启动发动机。在启动阶段，ECM阻止来自机油压力传号器的信号达15S，以防止发动机启动阶段因未及时建立机油压力而启动失败。发动机启动后，可通过调速开关S189进行调速。操作开关S189，PLC的Y35、Y36、Y37输出不同的电压组合至N189调速模块，N189通过W20B-8号线（X1/20-X20/20）向ECM输入相应脉冲信号来调整发动机转速。-12-2、行走条件：-打钻/行走开关在行走位置。先导油流至Y169电磁阀，此阀在正常情况下处于通电状态，当出现紧急情况时，通过紧急停机开关切断，中断各部动作的控制先导油。先导油经过Y169电磁阀流至Y121电磁阀，此阀由S130开关控制，分别将先导油导至冲击回路或行走回路，S130在行走位时，Y121通电，先导油将打钻/行走主阀阀芯推至行走位置，泵1的液压油通过流量分配阀流至行走回路。Y122电磁阀控制低速或高速行走，选择高速行走时，Y122通电，先导油打开行走马达斜盘控制阀使斜盘角度减小，马达排量减小而变成高速行走。-13-注：图中红色线是压力油，蓝色线是回油，绿色是先导油。液压阀芯黄色区域是此时该阀的通电位置。本文所有液压图都采用此符号，液压油的通电回路可通过图示清楚表明，不需用文字进行赘述。操作驾驶室内行走手柄至不同方向不同位置，相应的先导油将行走主阀芯推至不同位置来控制行走速度和方向。如果钻机上安装了卷扬机，则行走可以通过遥控盘来操作比例电磁阀来输出不同压力不同方向的先导油来控制行走方向和速度，通过遥控盘操作时，驾驶室内的行走手柄操作被阻止（Y170通电断开至-14-行走手柄的先导油）。行走控制主阀块集成安装在行走马达上。它包含一个梭阀、刹车阀、换向阀、顺序阀、减压阀。减压阀的作用是使流向刹车油缸的油压力不致过高。280bar的安全阀保护行走马达不受瞬间高压冲击。当钻机后退行走时，压力开关B174、B175接通，H185、H186通电发出闪烁信号灯及喇叭信号，H185和H186也可通过开关S186来接通。（电路图12页）。3、定位当钻孔/行走开关在钻孔位时，定位系统油泵1供油；在行走位时，泵1卸荷，定位系统由3号泵供油（通过Y187电磁阀转换）。因为泵1的流量和压力均比泵3大，所以在钻孔位时，定位动作更加快速和有力。臂和梁的动作由驾驶室内的手柄（手控液压阀）直接控制方向和速度，如果安装了卷扬机，也可通过遥控盘操作盘操作大臂升降和摆动（通过比