转盘的液压驱动设计

　　液压转盘的结构特点及参数

　　1·结构特点

　　车装钻机和修井机的转盘驱动包括发动机、传动轴、链条传动、角箱、绞车、转盘传动箱、传动轴、爬坡链条盒等。液压转盘是指转盘采用液压传动的方式来驱动,它省去了复杂的机械传动链,具有传动紧凑,节省空间的特点,更加适应车装钻机和修井机的台面布置。这种转盘尤其适用于水井钻机、修井机、浅井钻机、液压钻机。转盘与液压马达的连接如图1所示。

　　2·主要设计参数

　　最大扭矩: 12 kN·m;

　　转速: 0~300 r/min;

　　液压系统最高压力: 32 MPa;

　　液压油泵型号: HCV125;

　　液压马达型号: HIC90;

　　减速器型号: EM1090/8。

　　液压系统原理及设计要点[1,2]

　　图2为液压系统的原理图。液压转盘的液压系统为闭式液压系统,系统油泵的进油管与液压马达直接相连,形成一个闭合的循环。为了补充液压系统的损失,常需附设1个小型辅助补油泵和油箱。闭式系统结构较复杂,散热条件较差,要求有较高的过滤精度,因而应用受到一定的限制。但液压系统的油箱体积很小,结构紧凑,空气进入油液的机会少,工作较平稳;同时油泵能直接控制液流方向并允许能量反馈。

　　图2中,液压油泵由双向变量油泵和补油泵及2-1~2-7控制阀块、伺服油缸组成一个整体结构。液压泵提供给转盘的扭矩可以从零增大为最大值,并能提供从零到最大值的不同流量,非常方便地实现转盘从小到大不同的正反转转速。液压转盘的闭式液压系统由主液压回路、冷却、过滤和补油回路、控制回路、制动回路组成。并在主回路上设置双向过滤器,液路中大于200目的杂质被挡住,保证液压系统元件的长寿命。

　　1·主液压回路

　　转盘的主液压回路由双向变量柱塞泵2和驱动定量柱塞马达11组成。系统变量主油泵2-5的变量由斜盘控制,输出流量随斜盘摆角从零增加到最大值,需要换向时,斜盘摆过中位可以使流动方向平稳转换。液压转盘马达经行星减速器(减速比i=8·7)后给转盘提供旋转动力。采用高速马达加行星减速器可较为方便地与主机参数相匹配,减少钻井时冲击对液压马达的影响,具有启动效率高,启动扭矩大,运转平稳的优点。主泵高压出口处配有2个高压溢流阀2-2、2-3,液压马达进出口处设有1个双向溢流阀13,以便过载时保护液压油泵和液压马达。

　　2·散热、补油、过载保护回路

　　主液压回路采用闭式循环,液压马达的最高温度不允许超过85℃,系统产生的部分热油经冲洗阀12 (由液控三位三通换向阀和背压阀组成)、冷却器返回油箱。为了补充主液压回路由于散热、泄漏损失的油液,系统采用齿轮泵2-6作为补油泵。补油泵经2-2、2-3阀块中的单向阀,向主液压回路的低压管路补充冷却油液, 2-1为低压溢流阀,用于控制补油压力。为了保证闭式系统的清洁,油箱加油需经过10μm的滤网,在补油泵的吸油管路上设粗过滤器,用于保护系统免受大颗粒杂质的侵入,精过滤器安装在散热回路的排油管上。