液壓系統基本結構及工作原理
2023-10-25一、概述
液壓系統主要包括主油泵、液壓油箱、過濾器、減壓閥、溢流閥、起升油缸、伸縮油缸、大鉗油缸、支架油缸、液壓馬達以及各種液壓操作。閥門和其他部件。設備出廠前，溢流閥、減壓閥及各種壓力閥的壓力均已調整好，以確保液壓系統的安全運行，使用者在使用過程中不得貿然更改。
液壓系統包括主液壓系統和轉向液壓系統，兩個系統共用一個液壓油箱。
1.主液壓系統
主液壓系統在設備調整和鑽修作業時為鑽孔機提供液壓動力。它配備有各種閥門來控制每個液壓工具的正確和安全操作。
2.轉向液壓系統
轉向液壓系統為車輛前軸液壓輔助轉向提供液壓動力。配備各種閥門，控制液壓系統的壓力、流向和穩定的最大流量，確保車輛轉向輕巧、靈活、安全可靠。
三、結構特點
液壓系統組成：
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4.主液壓系統
由以下組件組成：
1）液壓油箱：儲存、冷卻、沉澱、過濾液壓油。油箱安裝有：
l 油箱頂部安裝有兩個人孔蓋。油箱回油區人孔蓋上安裝有液壓空氣濾清器；
l 液壓空氣濾清器，過濾流經油箱的空氣，並在油箱加油時過濾油液；
l 液位計2個，安裝在油箱前側。有兩個液位計，高位和低位。高位液位計顯示井架下降後油位；井架立起後，低位液位計顯示油位；
l 油溫表安裝在油箱前側，測量油箱內油溫。正常工作油溫為 30 至 70°C。主回油口有兩個，設置在油箱底板上。它們均配有單向閥並分別連接。主回油管及溢流閥回油口；維修液壓管路時單向閥自動關閉，防止油箱內油液流失；
l 洩油口設置在油箱底板上，並用塞子堵住；打開塞子，排出油箱液壓油；
l 主油幫浦吸入口設置在油箱前側，並安裝主吸入過濾器；
l 轉向油泵吸油口設置在油箱前側，並安裝轉向油吸濾器；
l 轉向系統回油口設置在油箱底板上，並裝有單向閥。維修液壓管路時單向閥自動關閉，防止油箱內油液流失；
2）液壓油泵：單齒輪結構，2台，分別安裝在兩個液壓傳動取力器上，由液壓變矩器泵輪驅動。當引擎旋轉時，動力輸出箱可驅動油泵。動力輸出箱配備液壓離合器。當需要液壓動作時，可操作司鑽控制箱的「液壓離合器」手柄，並將其置於「油泵I關閉」位置。油泵I聯合輸出工作壓力油；手柄設定為“油泵 II”。 「關」位置，油泵II接通，輸出工作壓力油；。手柄處於中位，兩個油泵脫離並停止。
3）溢流閥：先導式結構，2套，分別安裝在主液壓油幫浦的出油端。調節系統壓力，防止系統過載，保護系統及零件安全。
溢流閥的結構原理：由先導閥和主滑閥組成。先導閥部分包括閥體、滑閥、調壓彈簧等零件。主閥滑閥上有一個小孔a，使進口的壓力油可以進入滑閥上腔B。當作用在提升閥上的液壓小於彈簧的預緊力時，先導閥提升閥將在彈簧力的作用下動作。由於閥體內沒有油流，滑閥上、下端油腔內的液壓相等。因此，滑閥在上端彈簧的作用下處於下端極限位置。溢流閥進出口由滑閥切斷，溢流閥不溢流；當因溢流閥進口壓力增加而作用在提動閥上的液壓增大到與彈簧力相等時，提動閥被推開，滑閥上腔B的油液流入油液中。回油口b和滑閥中心通孔溢流回油箱。此時溢流閥進油口的壓力油從小孔a流出。向上補充至B室，由於油液通過小孔a時有壓力損失，導致B室壓力低於進油口壓力，上下端出現壓差滑閥的。因此，在上下端壓力差的作用下，滑閥克服彈簧力，滑閥自重和摩擦力向上移動，打開溢流閥的進、回油口，油液流過。滑閥打開後，流體受液壓力驅動。受此影響，進口壓力P將持續上升，滑閥將繼續向上移動。當滑閥的力平衡在某一位置時，溢流閥的進口壓力將穩定在某一值，該值稱為溢流閥的整定壓力。
4）吸油過濾器：油箱外自密封結構，安裝在液壓油箱側面，吸油管浸入油箱內液面下方，過濾器濾頭露在油箱外。配有自密封閥、旁通閥、過濾元件污染傳送器和其他裝置。更換或清洗濾芯時，可拆卸安裝在罐外。濾芯取下後，自密封閥自動關閉，防止油流出油箱。旁通閥，當濾芯堵塞時，不得立即停機檢修。可透過旁通閥使油循環，並可適時停機清洗或更換濾芯。壓力差指示器是機械目視檢查結構。如果濾芯堵塞，會影響油壓差，指針會擺動。 ，指向紅色區域時，應停機清洗或更換濾芯。在過濾器出口安裝球閥，在液壓管路維護、修理時將其關閉，以防止油箱內油液流失。
5）回油過濾器：設有旁通閥和壓力差指示器。過濾器過濾液壓油中的固體雜質，防止管路中的雜質進入油箱，並保持系統油液清潔；當濾芯堵塞時使用旁通閥。此後，不得立即停機檢修。油可經由旁通閥循環，應適時停機清洗或更換濾芯。壓力差指示器為機械目視檢查結構。如果濾芯堵塞，影響油壓差，指示樁就會伸出並指向紅色區域。必要時應停機清洗或更換濾芯。
7）舉升油缸：三級複合油缸結構，配有單向節流閥；起落井架，單向節流閥防止井架起落過程中重力超速，保護井架起落安全。本機配備雙提升油缸。
l 結構及工作原理：結構由汽缸、一級活塞、二級活塞、三級活塞、導引環、密封環等零件組成。缸蓋上裝有銷耳板，透過銷釘與車架橫樑上的固定耳板連接。第三級活塞桿以同樣的方式與井架下體門架銷軸連接。第一、第二級柱塞為單向作用結構。在液壓油的作用下，柱塞借助動力伸出，返回時靠自重縮回。第三級活塞具有雙向作用結構。在液壓油的作用下，第三級活塞推動活塞伸出和縮回。舉升油缸設有P1、P2、P3三個油口。油口P1位於汽缸蓋處，連接柱塞工作室和第三級活塞無桿室。油路內設有單向節流閥；油口P2位於第三級活塞桿處，連接第三級活塞無桿室。桿腔及油道內有節流孔；油口P3位於第三級活塞桿處，連接柱塞工作腔和第三級活塞無桿室，並與P1油道連通。油道內有節流孔。油缸第三級活塞缸蓋處設有排氣孔，其上安裝有排氣塞。
l 排出空氣：井架每次起升和降落前，應將起升油缸和伸縮油缸內的空氣完全排出。液壓油含有空氣，管路洩漏導致油缸內有空氣。當舉升油缸和伸縮油缸長時間停放時，油缸上部會累積空氣。井架升降時，會增加發生事故的機率，排出空氣，消除事故隱患。
l 系統管路排氣：打開六通閥控制面板上的針閥E，使舉升油缸P1、P3形成暢通迴路，連接回油管路。抬起舉升油缸控制閥手柄，油泵的液壓油經P1進入舉升油缸，再經P3返回油箱。液壓系統空載運轉；液壓系統空載運轉5～10分鐘，排除管路及舉升缸氣體外洩。
l 排出舉升缸第三級活塞桿腔內的空氣：關閉針閥E，舉升缸P1、P3形成閉路。輕輕抬起起升油缸控制閥手柄，向起升油缸下腔供給壓力油，控製油壓在2~3MPa，打開油缸第三級活塞缸頭處的放氣塞，排出舉升缸內的空氣。
l 系統洩漏檢查：微升起升油缸控制閥，向起升油缸下腔供壓力油，緩慢升起井架，離開井架前支架100~200mm，停止起升，保持井架不動。 。檢查液壓系統及管路，各處不應有洩漏；觀察井架，應無明顯行蹤。
l 安全機構：井架較重，升降井架時發生事故的幾率較大。操作時要多加註意，嚴格遵守操作規程。安全舉升油缸設有多重安全機構。即使舉升油缸控制閥故障或液壓軟管破裂損壞，舉升油缸也會有效減緩井架下降速度，防止發生重大事故。
l 起重井架：液壓油從P1口經由單向閥進入油缸工作腔。第一級柱塞首先伸出。到達位置後，第二級柱塞和第三級活塞桿依序伸出。第三級活塞有桿。腔內的油經P2回流。由於P2口設有節流孔，當第三級活塞伸出時，應減少控制閥的開度，並減慢伸出速度。否則，液壓系統壓力會升高；
l 下降井架：液壓油從P2進入第三級活塞的桿腔，推動活塞縮回。無桿腔內油液經P1節流閥回油，油缸緩慢縮回，防止重力超速；各柱塞、活塞的縮回順序為：首先，第三級活塞縮回。到達位置後，第二級和第一級柱塞依序縮回。當副柱塞和主柱塞縮回時，它們靠自重回落，而不向油缸供應液壓油。此時可降低引擎轉速，操作手把緩慢返回井架。
8）伸縮油缸、液壓伸縮二層井架。
l 結構組成：超長柱塞缸，缸體總長14～16m。柱塞端部有油口，油道內裝有單向節流閥；汽缸蓋配有放氣塞。油缸體用U型螺栓緊固在井架上部體上，頂部壓入井架梁座圈內。柱塞桿下部裝有連接板，並用螺栓固定在井架下體橫樑上。
l 工作流程。二層井架伸出，操作伸縮油缸控制閥升起。壓力油經柱塞桿端油口、單向閥、空心柱塞進入油缸，推動油缸伸出，帶動井架上體沿軌道上升。井架就位，鎖銷機構自動鎖定。二層井架收回，手動釋放安全銷。先操作伸縮油缸控制閥上升，使二層井架緩慢上升200mm左右。鎖銷機構自動解鎖，然後操作伸縮油缸控制閥下推，油缸內的液壓油由二層井架自重產生的壓力經由節流閥流出油缸。二樓井架倒塌。下降速度是透過單向節流閥和伸縮氣缸控制閥的開度來調節的。
l 安全機制：二層井架較重，升降井架時發生事故的幾率較大。操作時要多加註意，嚴守操作規程。安全伸縮油缸配有單向節流閥。即使油缸控制閥故障或液壓軟管破裂損壞，油缸也會有效減緩井架下降速度，防止重大事故。
l 排氣：氣瓶放置一段時間後，空氣會從密封處滲入。新安裝的氣缸內部空氣較多。因此，在每次操作伸縮氣缸之前，必須將伸縮氣缸內的空氣排出，以防止氣缸的膨脹過程。爬行。稍微抬起起升油缸控制閥手柄，向伸縮油缸供給壓力油，控製油壓在2～3MPa。打開汽缸頂部的排氣塞，將伸縮汽缸內的空氣排出。排空後，擰緊螺母。放氣時請勿移動。打開井架安全閂鎖。
9）夾緊油缸：油缸為雙向活塞結構，缸蓋和缸蓋兩端設有緩衝裝置，防止油缸的液壓衝擊。當油缸活塞桿縮回時，吊鉗貓頭繩收緊，以擰緊和鬆開鑽柱螺紋；活塞桿伸出，貓頭繩回來。
10）液壓小絞車：行星減速機構，配有煞車和平衡閥，可安全提升物體，並可懸停在空中。
11）雙聯閥：安裝在司鑽控制箱下部，由一個進油閥板、一個回油閥板和兩個工作閥板組成。進油閥片上裝有安全閥，調節進入雙聯閥的工作壓力。鬆開和擰緊螺母，擰緊調節螺絲即可改變安全閥的調節壓力。旋入時，調整壓力增大，旋出時，調節壓力減少。注意調整完畢後，鎖緊後蓋並鎖緊調整螺帽。工作閥板採用手動控制。
A、吊鉗I氣缸閥門：控制吊鉗I氣缸伸出和縮回，以鬆開和收緊錨頭繩。閥芯設定浮動閥位，形成差動缸迴路。油泵油和有桿腔油同時進入油缸無桿腔，使活塞桿快速伸出；閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
B、吊鉗II汽缸閥門：控制吊鉗II汽缸伸出和縮回，以鬆開和收緊錨頭繩。閥芯設定浮動閥位，形成差動缸迴路。油泵油和有桿腔油同時進入油缸無桿腔，使活塞桿快速伸出；閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
7）舉升油缸：三級複合油缸結構，配有單向節流閥；起落井架，單向節流閥防止井架起落過程中重力超速，保護井架起落安全。本機配備雙提升油缸。
l 結構及工作原理：結構由汽缸、一級活塞、二級活塞、三級活塞、導引環、密封環等零件組成。缸蓋上裝有銷耳板，透過銷釘與車架橫樑上的固定耳板連接。第三級活塞桿以同樣的方式與井架下體門架銷軸連接。第一、第二級柱塞為單向作用結構。在液壓油的作用下，柱塞借助動力伸出，返回時靠自重縮回。第三級活塞具有雙向作用結構。在液壓油的作用下，第三級活塞推動活塞伸出和縮回。舉升油缸設有P1、P2、P3三個油口。油口P1位於汽缸蓋處，連接柱塞工作室和第三級活塞無桿室。油路內設有單向節流閥；油口P2位於第三級活塞桿處，連接第三級活塞無桿室。桿腔及油道內有節流孔；油口P3位於第三級活塞桿處，連接柱塞工作腔和第三級活塞無桿室，並與P1油道連通。油道內有節流孔。油缸第三級活塞缸蓋處設有排氣孔，其上安裝有排氣塞。
l 排出空氣：井架每次起升和降落前，應將起升油缸和伸縮油缸內的空氣完全排出。液壓油含有空氣，管路洩漏導致油缸內有空氣。當舉升油缸和伸縮油缸長時間停放時，油缸上部會累積空氣。井架升降時，會增加發生事故的機率，排出空氣，消除事故隱患。
l 系統管路排氣：打開六通閥控制面板上的針閥E，使舉升油缸P1、P3形成暢通迴路，連接回油管路。抬起舉升油缸控制閥手柄，油泵的液壓油經P1進入舉升油缸，再經P3返回油箱。液壓系統空載運轉；液壓系統空載運轉5～10分鐘，排除管路及舉升缸氣體外洩。
l 排出舉升缸第三級活塞桿腔內的空氣：關閉針閥E，舉升缸P1、P3形成閉路。輕輕抬起起升油缸控制閥手柄，向起升油缸下腔供給壓力油，控製油壓在2~3MPa，打開油缸第三級活塞缸頭處的放氣塞，排出舉升缸內的空氣。
l 系統洩漏檢查：微升起升油缸控制閥，向起升油缸下腔供壓力油，緩慢升起井架，離開井架前支架100~200mm，停止起升，保持井架不動。 。檢查液壓系統及管路，各處不應有洩漏；觀察井架，應無明顯行蹤。
l 安全機構：井架較重，升降井架時發生事故的幾率較大。操作時要多加註意，嚴格遵守操作規程。安全舉升油缸設有多重安全機構。即使舉升油缸控制閥故障或液壓軟管破裂損壞，舉升油缸也會有效減緩井架下降速度，防止發生重大事故。
l 起重井架：液壓油從P1口經由單向閥進入油缸工作腔。第一級柱塞首先伸出。到達位置後，第二級柱塞和第三級活塞桿依序伸出。第三級活塞有桿。腔內的油經P2回流。由於P2口設有節流孔，當第三級活塞伸出時，應減少控制閥的開度，並減慢伸出速度。否則，液壓系統壓力會升高；
l 下降井架：液壓油從P2進入第三級活塞的桿腔，推動活塞縮回。無桿腔內油液經P1節流閥回油，油缸緩慢縮回，防止重力超速；各柱塞、活塞的縮回順序為：首先，第三級活塞縮回。到達位置後，第二級和第一級柱塞依序縮回。當副柱塞和主柱塞縮回時，它們靠自重回落，而不向油缸供應液壓油。此時可降低引擎轉速，操作手把緩慢返回井架。
8）伸縮油缸、液壓伸縮二層井架。
l 結構組成：超長柱塞缸，缸體總長14～16m。柱塞端部有油口，油道內裝有單向節流閥；汽缸蓋配有放氣塞。油缸體用U型螺栓緊固在井架上部體上，頂部壓入井架梁座圈內。柱塞桿下部裝有連接板，並用螺栓固定在井架下體橫樑上。
l 工作流程。二層井架伸出，操作伸縮油缸控制閥升起。壓力油經柱塞桿端油口、單向閥、空心柱塞進入油缸，推動油缸伸出，帶動井架上體沿軌道上升。井架就位，鎖銷機構自動鎖定。二層井架收回，手動釋放安全銷。先操作伸縮油缸控制閥上升，使二層井架緩慢上升200mm左右。鎖銷機構自動解鎖，然後操作伸縮油缸控制閥下推，油缸內的液壓油由二層井架自重產生的壓力經由節流閥流出油缸。二樓井架倒塌。下降速度是透過單向節流閥和伸縮氣缸控制閥的開度來調節的。
l 安全機制：二層井架較重，升降井架時發生事故的幾率較大。操作時要多加註意，嚴守操作規程。安全伸縮油缸配有單向節流閥。即使油缸控制閥故障或液壓軟管破裂損壞，油缸也會有效減緩井架下降速度，防止重大事故。
l 排氣：氣瓶放置一段時間後，空氣會從密封處滲入。新安裝的氣缸內部空氣較多。因此，在每次操作伸縮氣缸之前，必須將伸縮氣缸內的空氣排出，以防止氣缸的膨脹過程。爬行。稍微抬起起升油缸控制閥手柄，向伸縮油缸供給壓力油，控製油壓在2～3MPa。打開汽缸頂部的排氣塞，將伸縮汽缸內的空氣排出。排空後，擰緊螺母。放氣時請勿移動。打開井架安全閂鎖。
9）夾緊油缸：油缸為雙向活塞結構，缸蓋和缸蓋兩端設有緩衝裝置，防止油缸的液壓衝擊。當油缸活塞桿縮回時，吊鉗貓頭繩收緊，以擰緊和鬆開鑽柱螺紋；活塞桿伸出，貓頭繩回來。
10）液壓小絞車：行星減速機構，配有煞車和平衡閥，可安全提升物體，並可懸停在空中。
11）雙聯閥：安裝在司鑽控制箱下部，由一個進油閥板、一個回油閥板和兩個工作閥板組成。進油閥片上裝有安全閥，調節進入雙聯閥的工作壓力。鬆開和擰緊螺母，擰緊調節螺絲即可改變安全閥的調節壓力。旋入時，調整壓力增大，旋出時，調節壓力減少。注意調整完畢後，鎖緊後蓋並鎖緊調整螺帽。工作閥板採用手動控制。
A、吊鉗I氣缸閥門：控制吊鉗I氣缸伸出和縮回，以鬆開和收緊錨頭繩。閥芯設定浮動閥位，形成差動缸迴路。油泵油和有桿腔油同時進入油缸無桿腔，使活塞桿快速伸出；閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
B、吊鉗II汽缸閥門：控制吊鉗II汽缸伸出和縮回，以鬆開和收緊錨頭繩。閥芯設定浮動閥位，形成差動缸迴路。油泵油和有桿腔油同時進入油缸無桿腔，使活塞桿快速伸出；閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
13）六通閥：安裝在車架左後側液壓控制箱上。它由進油閥板、回油閥板和六個工作閥板組成。進油閥片上裝有安全閥，調節進入六通閥的工作壓力。鬆開和擰緊螺母，擰緊調節螺絲即可改變安全閥的調節壓力。旋入時，調整壓力增大，旋出時，調節壓力減少。注意調整完畢後，請鎖緊後蓋並鎖緊調整螺帽。
- 右前支腳油缸閥門：控制車架前部右支架油缸，實現車架的升降、車架水平調整。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
- 左前支腳油缸閥門：控制車架前方的左支腳油缸，實現車架的升降、車架水平調整。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
- 右後支架油缸閥門：控制車架後方的右支架油缸。升高、降低和調平框架。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
- 左後支架油缸閥門：控制車架後方的左支架油缸。升高、降低和調平框架。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
- 起升油缸閥門：控制起升油缸的動作，實現整個井架的升降。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。兩個輸出油口均設有過載閥，限制進入油缸的壓力，提升井架作業的安全性。
- 伸縮油缸閥：控制伸縮油缸動作，使二層井架伸縮。閥芯鎖銷定位，鬆開手柄。閥芯仍停留在工作位置，油缸繼續移動。兩個輸出油口均設有過載閥，限制進入油缸的壓力，提升井架作業的安全性。
13）六通閥：安裝在車架左後側液壓控制箱上。它由進油閥板、回油閥板和六個工作閥板組成。進油閥片上裝有安全閥，調節進入六通閥的工作壓力。鬆開和擰緊螺母，擰緊調節螺絲即可改變安全閥的調節壓力。旋入時，調整壓力增大，旋出時，調節壓力減少。注意調整完畢後，請鎖緊後蓋並鎖緊調整螺帽。
A、右前支腳油缸閥門：控制車架前部右支撐油缸，實現車架的升降、車架水平調整。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
B、左前支腳油缸閥門：控制車架前方的左支腳油缸，實現車架的升降、車架水平調整。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
C、右後支架油缸閥門：控制車架後方的右支架油缸。升高、降低和調平框架。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
D、左後支架油缸閥門：控制車架後方的左支架油缸。升高、降低和調平框架。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。
E、起升油缸閥門：控制起升油缸的動作，實現整個井架的升降。閥芯彈簧復位，鬆開手柄，閥芯自動回到中位，汽缸運動停止。兩個輸出油口均設有過載閥，限制進入油缸的壓力，提升井架作業的安全性。
F、伸縮油缸閥：控制伸縮油缸動作，使二層井架伸出與縮回。閥芯鎖銷定位，鬆開手柄。閥芯仍停留在工作位置，油缸繼續移動。兩個輸出油口均設有過載閥，限制進入油缸的壓力，提升井架作業的安全性。
2.轉向液壓系統
由以下組件組成：
1）轉向油泵安裝在引擎的取力器口上。引擎旋轉並帶動油泵工作。
2）吸油過濾器在油箱外具有自密封結構。它安裝在液壓油箱的側面。吸油管浸入油箱液面以下。濾頭露在油箱外。它配有自密封閥、旁通閥和過濾元件。更換或清洗污染發射器等裝置的濾芯時，可在罐外進行。拆裝方便，油箱內的油不會流出。
3）溢流穩流閥調節系統壓力，防止系統過載，保護系統及零件的安全；油泵高速運轉，當流量過大時，將流量引回油箱，確保系統最高的穩定流量。見圖（洩壓和穩流閥）
4）轉向分配閥跟隨方向盤的方向，控制液壓油的流動方向和流量，供給轉向油缸，推動前軸車輪左右轉向。見圖（轉向分配閥）
5）轉向油缸，雙向活塞油缸，前三軸各一個；活塞桿頭與轉向節臂連接，控制車輪角度。見圖（轉向油缸）
- 球閥連接在壓力管路和回油管路之間。鑽孔機作業時，打開球閥，給系統卸荷，保護系統部件。
