液壓技術(shù)是一門發(fā)展較晚,但卻發(fā)展較快的新技術(shù),是以流體力學(xué)為基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來的。它主要是利用液體的壓力能進(jìn)行力和力矩的傳遞,即所謂的液壓傳動。
在19世紀(jì)末,它首先被應(yīng)用于機(jī)械和機(jī)床的傳動中,隨著這項(xiàng)技術(shù)的日益發(fā)展,它在工程技術(shù)方面的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大,從20世紀(jì)50年代開始用到鉆探設(shè)備上,到了20世紀(jì)60年代后期,則出現(xiàn)了“全液壓鉆機(jī)”,液壓技術(shù)已全面地應(yīng)用到鉆探設(shè)備上,目前已達(dá)到比較成熟和相當(dāng)完善的地步。
1液壓傳動系統(tǒng)的工作原理
液壓傳動系統(tǒng)是由各種液壓元件組成的一套液流循環(huán)系統(tǒng)。它先將電動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能,通過調(diào)節(jié)和控制各液壓元件的液體流量用以傳遞壓力和工作信號,再借助適當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)將液壓能重新轉(zhuǎn)變機(jī)械能,以驅(qū)動工作機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)所要求的各種動作。
2液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1優(yōu)點(diǎn)
(1)便于在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
(2)傳動平衡均勻,易于實(shí)現(xiàn)自動過載保護(hù),減少事故。
(3)操作集中、簡便省力。
(4)液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。
(5)單位質(zhì)量的輸出功率大,容易獲得很大的力和力矩,由于質(zhì)量輕,因而慣性小,動作快速性好。
(6)用油液作為工作介質(zhì),具有自潤滑性能及吸振能力。
2.2缺點(diǎn)
(1)對油液的質(zhì)量,過濾、冷卻和防漏密封及液壓元件的加工質(zhì)量(尺寸、精度、光潔度等)要求較高。
(2)油液中滲入空氣,易產(chǎn)生振動,噪音和爬行現(xiàn)象。
(3)溫度變化時(shí),因油液粘性變化而引起運(yùn)動特性變化。
(4)液壓系統(tǒng)的調(diào)整,維護(hù)與保養(yǎng)以及檢查、確定和排除故障等都需要較高的技術(shù)水平。
3液壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)
正確使用和維護(hù)液壓系統(tǒng)是保證系統(tǒng)正常工作,延長使用壽命的重要因素。
(1)防止液壓油的污染。液壓油的污染,是指從外界混入空氣、水分、粉塵以及由自身氧化后生成的不溶解沉淀物等。油液的污染,會加劇液壓元件中相對運(yùn)動零件間的磨損,造成節(jié)流小孔堵塞或滑閥運(yùn)動副卡死,并將破壞油的化學(xué)穩(wěn)定性,加速氧化物的產(chǎn)生和油中有機(jī)雜質(zhì)的分解,據(jù)資料統(tǒng)計(jì),液壓系統(tǒng)的故障有75%以上是由于油液的污染所造成的,所以油箱要合理密封,禁止使用不耐油的密封件及膠管,定期清洗并更換油液,以防止油液污染、老化。
(2)防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)。空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)(包括水蒸汽及油中有機(jī)雜質(zhì)分解而產(chǎn)生的氣體),通常以氣泡的形式懸浮于液體之中,空氣在系統(tǒng)內(nèi)的存在是系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪音的主要原因之一。為了防止空氣進(jìn)入系統(tǒng),首先油箱中加入足量的液壓油,一般要求油面位于油標(biāo)窗2/3處以上,以保證吸油管和回油管同時(shí)插入油面下。
(3)防止油溫過高。液壓系統(tǒng)油溫過高,將使油液的粘度降低,泄漏增大,容積效率下降,造成油液速度的不穩(wěn)定,油液變質(zhì),密封件老化等。為了避免油溫過高,除了選用推薦的液壓油外,還應(yīng)注意保持油箱中油液的正確油位,以確保系統(tǒng)有足夠的循環(huán)冷卻油。同時(shí)要保持冷卻器內(nèi)水量充足,管路暢通。
4全液壓鉆機(jī)常見故障分析與除排方法
下面以MKD-5S全液壓鉆機(jī)為例,對全液壓鉆機(jī)常見故障作以分析,并提出詳細(xì)地解決辦法,詳見表1。
表1 MKD-5S全液壓鉆機(jī)常見故障、原因分析與排除方法
MKD-5S鉆機(jī)是煤炭科學(xué)研究總院西安分院研究開發(fā)研制的MK系列全液壓動力頭式鉆機(jī)之一,作為全液壓鉆機(jī)的典型油路系統(tǒng),它的油路采用了雙油泵液壓系統(tǒng)。在正常鉆進(jìn)時(shí),主油泵向回轉(zhuǎn)油路供油,主油泵向給進(jìn)油路供油,起下鉆具時(shí),主泵、副泵油路合流,以提高起下鉆具速度。