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欧洲杯绞车刹车基础知识

2021-06-08 11:40

  绞车刹车系统基础知识 Basic Knowledge of Drawworks Brake 程瑞亮 Associate Professor 目 第一部分 第二部分 录 带刹车 液压盘刹 第三部分 伊顿刹车 第四部分 辅助刹车 第一部分 带刹车 一、带刹车的结构组成与工作原理 1、带刹车的结构组成 带刹车机构主要由控制部分(刹把)、传动部分 (刹带轴、刹把轴、曲拐、连杆)、制动部分 (两根刹带、刹带块、刹带吊耳及机械换档机 构)、气刹车等组成。 第二部分 液压盘刹 一、液压盘式刹车组成、原理及技术规范 液压动力源、刹车装置总成、控制系统等组成。 1、液压动力源(液压站): 由油箱组件、泵 组、控制块总成、加油组件、电控箱等 1)油箱组件: 包括油箱、吸油阀、放油阀、 液位液温计、冷却器等元器件。 DBS系列 液压控制盘式刹车装置 ZJ70D执行 机构 4、刹车系统工作原理 SY 型盘式刹车的刹车系统可实 现五个方面刹车: 1)工作刹车由开式钳承担。操作司钻阀向开式钳输入 不同压力的压力油,即产生不同的刹车力。工作刹车 的刹车力仅是液压力。 2)驻刹车由闭式钳承担。实施驻刹车时闭式钳泄油刹 车。驻刹车的刹车力是碟簧力。 3)紧急刹车由开式钳与闭式钳共同承担。实施紧急刹 车时,闭式钳泄油刹车,同时开式钳充入压力油也可 进行刹车。 4)防碰天车刹车由闭式钳承担。当过卷阀起动送来的 气压信号传递给盘式刹车系统的饿控制元件时,闭式 钳自动泄油刹车。 5)蓄能器在系统失电的情况下,分别向开式钳和闭式 钳提供刹车压力油,可分别进行6—8次刹车 刹车工作原理 5、液压盘式刹车型号及技术规范 如:SY-PS-1650/720, SY-PS-1500/480 型号 SY-PS-1650/720 SY-PS-1500/480 适用钻机 ZJ70 720KN 180KN-M 390KN-M 2 1650 75 水冷 6 2 ZJ50 480KN 120KN-M 330KN-M 2 1500 75 水冷 4 2 技 术 特 性 基 本 参 数 额定总压力 额定刹车力矩 紧急刹车力矩 数量 刹 车 盘 直径 厚度 冷却方式 基 本 配 置 开式钳数量 闭式钳数量 操作件 刹把、紧急刹车按钮、驻刹车按钮 液 压 系 统 参 数 系统压力 主泵排量 工作介质 油箱容积 10MPa 16升/分 夏天HM46#抗磨液压油 冬天HV46#抗磨液压油 150升 二、液压盘式刹车结构 1、工作钳/常开钳/开式钳 工作钳 2、安全钳/闭式钳/驻刹钳 安全钳 3、液压盘式刹车Paker 密封圈 4、碟簧 5、背板 三、液压盘刹刹车操作 1、工作刹车操作 送钻、起下钻及下套管作业属于正常工作刹车。它是 靠司钻操作刹把进行。刹把在原始位置时刹车力为 零,其转角越大刹车力越大。要点如下: ①完全松开刹把时,刹把在初始位置,此时开式钳松 刹。需要刹车时,握住刹把向后方拉(或向后方推) 即可。改变刹把角度可得到不同的刹车力 ②在大钩载荷小于最大钻柱质量(ZJ50钻机为150吨、 ZJ70钻机为210吨)时,如出现某一个刹车盘上的 开式钳或管路故障,仍可操作刹把控制另一刹车盘 上的开式钳进行作业。但大钩载荷大于最大钻柱质 量时,出现上述情况则必须停止工作、排除故障 2、驻刹车操作 当需要临时悬持钻具(驻车)或对液压系统 维修时,可使用驻刹车系统。驻刹车按钮 被压下时,闭式钳刹车。其操作要点如下: ①压下驻刹车按钮,闭式钳压力表为零,闭 式钳刹车 ②提起驻刹车按钮,驻刹车解除。但在提起 驻刹车按钮之前,必须先操作刹把用开式 钳刹住载荷 3、紧急刹车操作 压下紧急刹车按钮时,所有闭式钳和开式钳都刹车。 但如果驻刹车按钮已先期被压下,再压下紧急刹 车按钮时,则只有闭式钳刹车,开式钳不刹车。 因此,在处理紧急情况时,只能压下紧急刹车按 钮,而不能将驻刹车按钮与紧急刹车按钮同时压 下。操作要点如下: ①压下紧急刹车按钮,闭式钳压力指示为零,远、 近端出口压力指示应为工作压力。 ②提起紧急刹车按钮可解除紧急刹车,但必须先操 作刹把用开式钳刹住车 ③紧急刹车按钮不应长时间闲置不用,每周活动几 次以保证其工作的可靠性 4、防碰天车刹车 作它是一个不需人工操作的自动系统。其动 作是当位于绞车滚筒上方的过卷被触动时, 气压信号进入盘式刹车的控制系统,滚筒 离合器摘开、闭式钳刹车。操作要点: ①在过卷阀被触动实施防碰刹车并进行了处 理后,要及时解除来自钻机的防碰信号, 以免影响后续操作 ②天车防碰刹车系统不能长期不使用。应每 班强制操作一次 5、蓄能器刹车 液压动力源失电时,蓄能器可分别向开式钳和闭式 钳提供液压力,进行5—7次刹车。操作要点: ①正常操作时,如发现司钻房内(不是液压动力源 上)的系统压力表、指示不正常,说明液压动力 源失电或不正常。 ②液压动力源失电后,应观察相关的压力表。此时 液压动力源上的远、近端进口压力表应指示工作 压力,司钻房内的闭式钳压力表应指示系统压力。 如果指示正确,说明蓄能器刹车功能正常,可利 用蓄能器进行刹车 ③蓄能器刹车的次数是有限的,要注意安排好避免 出现液压力不足的情况 提醒: ①蓄能器刹车的次数是有限的,要注意安排 好避免出现液压力不足的情况,欧洲杯,给工作造 成影响 ②应随时注意观察司钻房内系统压力表的指 示,以判断液压动力源是否失电,否则将 可能发生事故或耽误生产。 ③如果钻机供气系统出现故障(无压力或压 力不足),闭式钳将可能自动刹车 周期 内 容 要 求 油箱液位 在液位计可见范围内 相应压力表指示0.35兆帕 无遮盖物 低于80摄氏度 高于10摄氏度 用机油壶各加2滴机油 10兆帕 8兆帕 10兆帕 8兆帕 0~8兆帕 10兆帕(8兆帕) 0~0.35兆帕 无杂质 4兆帕 开式钳:绿色,闭式钳:红色 检 查 与 每班 保 养 低压油滤 空气滤清器 油液温度(油箱) 司钻阀的凸轮、滚轮、导向套 压力指示:系统压力 工作压力 闭式钳压力 远、近进口压力 远、近出口压力 蓄能器压力:1#、2#(3#、4#) 循环系统压力 油样 蓄能器充氮气压力(检查前必须卸油) 刹车块厚度 每周 刹车间隙 钳臂各连接销 防碰天车系统 开式钳:1毫米;闭式钳:0.5毫米 推、拉、转动松刹的刹车钳,各 连接销运动自如、无粘连 触动过卷阀,滚筒离合器摘开、 闭式钳刹车 检查与保养 三个月 紧固件力矩 给所有润滑部件加润滑油 钳臂与连接销 检查所有螺栓和螺钉,并按 要求拧紧 各油嘴注稀油 拆卸并清洗刹车粉尘,更换损坏 或通过清洗不能消除粘连的部件, 注油 六个月 高压油滤、低压油滤 更换滤芯 油箱、液压油路、刹车钳缸 清洗、更换液压油 减压阀、溢流阀 柱塞泵 刹车盘 结构件 按要求检查、调节压力 按要求检查、调节压力 厚度大于65毫米 检查刹车系统中所有结构件无损 坏、变形、裂纹、生锈、焊缝开裂 一年 碟簧 全部更换 第三部分 伊顿EATON刹车 美国EATON公司生产的WCB系列水冷却盘 式刹车是目前比较理想的辅助刹车,它特 别适用于大转动惯量的制动以及快速散热。 WCB刹车可以安装在轴的中间,也可以安 装在轴的末端。坚固的结构可以确保其长 时间无故障运行 一、EATON型号及技术规范 1、EATON型号 伊顿刹车刹车型号 伊顿刹车技术规范 摩擦盘的最大转速 静摩擦盘拧紧扭矩 (Nm) 尺寸 #10-24NC 1/4-20NC2 5/16-18NC 5/16-18NC 3/8-16NC2 扭矩 7 16 28 28 54 型号 最大磨合转 速rpm 2150 1260 955 715 475 摩擦盘最大转速 rpm 3580 2045 1600 1200 700 进出水口 尺寸 8WCB 14 WCB 18 WCB 24 WCB 36 WCB 1/2-14NPT 1/2-14NPT 1/2-14NPT 3/4-14NPT 11/411NPT 二、伊顿刹车结构 制动系统 刹把、刹带、主刹车、辅助刹车及气刹车装置 嵌 式 刹 车 结束 盘刹 继续 伊顿水冷盘刹 在绞车上的应用 2000M钻机绞车 结束 70D钻机绞车 JC50D 继续 JC40-3绞车为墙板式的三轴绞车,具 有四正四倒档速度,适合于2500-4000M 深井作业 旋转液压猫头 JC40-3绞车 结束 继续 三、EATON刹车工作原理 当来自钻机气控制系统的压缩空气从汽缸上 的进气孔进入汽缸后推动活塞向左移动, 活塞推动压紧盘移动,压紧盘克服弹簧力 向左移动,将动摩擦盘压紧,从而产生制 动力矩。当切断汽缸进气孔处的压缩空气 时,压紧盘在弹簧的作用下向右移动,推 动活塞复位,同时动摩擦盘脱离两个静摩 擦盘,使得盘式刹车处于非工作状态 电磁刹车 组成 左右定子、转子、 壳体、冷却风机等 工作原理 经过整流的直流电输 至激磁线圈,在磁极周围 产生固定磁场,转子即处 于磁场中,当它被滚筒轴 转动时,转子磁通密度的 变化在转子表面感生电动 势,遂即引起涡电流。此 涡电流形成旋转磁场,与 固定磁场相互作用便产生 制动力矩 电磁刹车基本参数 型 基 本 参 数 额定制动扭矩,kN· m 适用井深,m 最高空载转速,r/min 最大励磁功率,kW 冷却水流量,L/min 冷却风量,m3/h 最高出水(风)温度, ℃ 号 DS90 110 9000 500 25 600 DS12 0 130 12000 500 — — DS(F) 30 23 3000 500 9 150 DS(F) 40 33 4000 500 10 190 DS(F) DS(F) 50 70 55 5000 500 12 285 98 7000 500 23 560 4000 72 42 6000 72 42 12000 72 42 15000 72 42 — 72 42 — 72 42 70 40 70 40 70 40 70 40 最高进水(风)温度, ℃ 感应式电磁刹车使用注意事项 1、电磁刹车只用起下钻作业的间断工况,严禁用 于长时间通电的其它工况 2、严禁在无冷却风的情况下使用 3、起下钻作业完毕必须摘掉离合器,继续通风不 得少于1个小时。 风冷比水冷具有的有点: 1、简化了冷却系统,无需配备庞大的水箱、水泵、 水管线,解决了寒冷季节的水冻问题 2、不因水质结垢及锈蚀而增大空气隙,从而保证 了刹车制动力矩的工作可靠性 3、水冷刹车因误操作(忘开水泵)而导致线圈烧 毁,酿成设备事故,风冷无此隐患 4、水刹车一旦密封失效,便会导致线圈烧毁和轴 承失效,风冷则无此问题 5、当下钻完毕,开始钻进时,电磁刹车立即停止 转动,水冷却作用立即终止,不利于刹车散热 6、采用了径向通风道结构,减少了风压,增大风 量,增大散热面积。停车后散热均匀 7、定子三磁极采用螺栓连接,便于维修、更换, 节约成本 8、外壳全密封结构,有效地保持了磁极清洁和良 好的导磁效果。更能适应在大风雨雪等恶劣环境 下安全运行,同时避免了因水冲洗造成的磁极损 坏