作業(yè)機行駛制動氣路監(jiān)控技術研究與應用

1、修井機行駛制動氣路監(jiān)控技術研究與應用江蘇油田井下作業(yè)處雷永明 歐陽波 李貴文 楊 斌 毛川榮 摘要 通過對XJ650修井機行駛制動氣路的工作原理進行研究分析，進而進行監(jiān)控檢測技術改造，以達到便于車輛行駛前安全檢查、及時發(fā)現(xiàn)行駛制動氣路故障并及時排除、保證車輛安全行駛的目的。前言：大型自走式作業(yè)修井機，在行駛過程中，車橋的制動完全是靠壓縮空氣作用于制動分泵來實現(xiàn)的。壓縮空氣由發(fā)動機自帶的空氣壓縮機提供，駕駛員通過踩踏駕駛室內的腳踏板，從而打開壓縮空氣通道，再通過一系列氣路閥件的組合控制作用，最終壓縮空氣進入制動分泵的膜片腔，實現(xiàn)車輛制動功能。由于整個系統(tǒng)組成閥件較多，相互之間的控制關系又比較復雜

2、，所以在車輛制動系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，很不容易判斷故障點和進行處理工作，延長緊急處理的工作時間。江蘇井下海外項目的設備維護人員，通過對制動氣路系統(tǒng)的工作原理、閥件結構、閥件之間相互的控制關系以及制動分泵等認真研究分析，最終完成了對制動氣路系統(tǒng)的監(jiān)控檢測技術改造工作，極大的方便了車輛檢查、故障處理等工作，保證了修井機轉場安全行駛。正文一、XJ650修井機行駛制動控制氣路的工作原理為了對XJ650修井機行駛制動控制氣路（以下簡稱制動總氣路）的進行監(jiān)控檢測技術改造，就必須熟悉了解該氣路系統(tǒng)的組成和工作原理，各個部件的功能和的作用，才能在各個工作點安裝監(jiān)控設施，以及利用監(jiān)控信息進行故障分析和處理工作。制動總

3、氣路由駐車制動和行駛制動兩部分組成。如圖1所示。兩部分又都由控制元件和執(zhí)行元件組成，氣源氣壓均來自主儲氣筒。圖1 650修井機行駛制動控制氣路原理圖1、駐車制動氣路工作原理 駐車制動主要由駐車制動閥（二位三通閥）、駐車制動燈開關、快排閥、后制動分泵組成。為了更清楚的進行了解，我們將駐車制動氣路從制動總氣路中分離出來，圖2所示。圖2 650修井機駐車制動氣路原理圖駐車制動主要由駐車制動閥（二位三通閥）、駐車制動燈開關、快排閥、后制動分泵組成。壓縮空氣由主儲氣筒通過分動閥換位來提供。駐車制動即車輛在長時間停止狀態(tài)下的制動功能。小型車輛的駐車制動一般使用機械手動式，修井機由于重量大，采用機械式制動人

4、力操作，制動力不夠，所以采用氣動方式。駐車制動的工作程序有制動和解剎兩個功能。當車輛長時間停止時，車輪輪轂被剎車塊抱死；需要行駛時，則要提前將剎車塊松開，稱為解剎。650修井機的制動和解剎工作主要是由后制動組合分泵來完成的。后制動組合分泵結構原理如圖3所示。其作用是：當車輛長時間停止，發(fā)動機熄火，氣路系統(tǒng)無氣壓狀態(tài)時，分泵的膜片缸推桿伸出，推動剎車塊曲柄，將剎車塊抱死在剎車圖3 后制動組合分泵結構原理圖輪轂上，俗稱斷氣剎；當車輛發(fā)動，氣路系統(tǒng)氣壓達到分泵的工作氣壓時，操作駐車制動閥，壓縮空氣進入分泵的儲壓缸體，推桿回縮，剎車塊回位，離開輪制動轂，車輛則可正常行駛，此過程俗稱解剎。2、行車制動氣

5、路工作原理行車制動氣路系統(tǒng)主要由三位四通閥（分動閥）、單氣二位三通閥（繼氣閥）、雙腔制動閥、主儲氣筒、副儲氣筒、制動加速閥、緊急繼動閥、前制動分泵、后制動分泵等組成。氣路工作原理如圖4所示。為了保證車輛行駛中有足夠、快速的壓縮空氣進入制動分泵，在載車前后各安裝一只副儲氣筒，車輛正常行駛中，副儲氣筒內充滿壓縮空氣，需要制動時，副儲氣筒內壓縮空氣直通過過最短的管線經制動加速閥和緊急繼動閥進入分泵，起到制動迅速的作用。圖4行駛制動氣路工作原理圖制動系統(tǒng)氣路的工作原理流程是：將分動閥倒到行駛氣路上，與分動閥出氣口連接的氣路管線接一只繼氣閥，繼氣閥打開，將主儲氣筒內的壓縮空氣輸送到載車前后兩個副儲氣筒內

6、。前副儲氣筒接通載車前面三個車橋的制動控制閥（制動加速閥）進氣口上，后副儲氣筒接通載車后面兩個行駛橋的制動控制閥（緊急繼動閥）進氣口上。制動加速閥和緊急繼動閥均由雙腔制動閥控制，雙腔制動閥的進氣口直接由主儲氣筒供氣。當踩下駕駛室內的制動踏板時，雙腔制動閥閥芯打開，壓縮空氣經雙腔制動閥打開的閥芯通道到達兩只制動控制閥，兩只制動控制閥的閥芯同時打開，此時，前副儲氣筒內壓縮空氣經制動加速閥打開的閥芯通道進入前制動分泵（如圖5所示），分泵膜片腔受壓力作用，膜片前移克服壓縮彈簧彈力將制動推桿伸出，推動前輪剎車曲柄，起到制動作用。后輪制動作用原理與前輪相同。 雙腔制動閥的結構其實就是兩個并聯(lián)在一起的二位三

7、通閥，兩個閥件各自圖 5 前制動分泵結構原理圖圖 6 雙腔制動閥結構原理圖控制前制動控制閥（制動加速閥）和后制動控制閥（緊急繼動閥）。當踩下制動踏板時，通過連桿機構同時打開雙腔制動閥的兩個閥芯，使前后制動控制閥同時打開，起到前后車橋同時制動的作用。如圖6所示。制動加速閥、緊急繼動閥結構原理相同，其實就是有多個出氣口的單氣二位三通閥，增加出氣口的數(shù)量是為了滿足同時接通多個剎車分泵的需要。前制動控制閥即制動加速閥，當閥件的閥芯控制氣缸接受到雙腔制動閥控制氣壓時，閥芯迅速打開，將來自前副儲氣筒的壓縮空氣通過多個出口迅速輸送到前橋的各個制動分泵，起到制動加速作用。后輪制動控制閥的作用與前制動控制閥相同

8、，接受控制氣壓時，閥芯迅速打開，多個出口向多個制動分泵輸送壓縮空氣，起到制動加速的作用。當控制氣壓解除時，閥芯迅速回位，各個組合分泵內的壓縮空氣迅速排入大氣中，解除行車制動。 3、工作原理歸納總結由上述可以分別歸納總結出兩部分氣路的工作的流程，依照壓縮空氣前進順序，以及各個閥件的控制關系，使用箭頭表示。1）、駐車制動氣路流程：2）、行車制動的氣路流程：二、總制動氣路進行檢測監(jiān)控的必要性分析作業(yè)修井機在轉場行駛時，由于其自身質量大（50-70噸），制動系統(tǒng)必須靈敏可靠，系統(tǒng)的各個控制元件和執(zhí)行元件必須全部保證性能良好。這就要求在車輛出場、回場以及長途行駛過程中進行嚴格認真的檢查。但是如何準確及時

9、的判斷制動系統(tǒng)是否完好，各個元件是否性能可靠，在出現(xiàn)問題時如何準確快速判斷故障點并及時排除，這就需要使用快速檢測手段。例如檢查發(fā)現(xiàn)前制動分泵推桿伸出不夠導致前制動不良，故障可能有以下幾種：1.前副儲氣筒氣壓不足；2.雙腔制動閥中控制前制動閥的閥芯開度不夠；3、前制動控制閥閥芯開度不夠；4、前制動分泵進氣管線堵塞；5、前制動分泵膜片漏氣。為了解決這個問題，我們需要對這5種情況進行一一排查，既增加檢修工作量，又影響了轉場時間。三、檢測技術方案研究實施與故障分析判斷說明現(xiàn)在我們采取在各個有可能發(fā)生故障的連接點安裝檢測壓力表的方式，通過觀察壓力表的壓力值，進行綜合判斷分析，直接找出故障點進行排除。利用

10、一、3中的流程圖，研究在哪些點上安裝壓力表最能直接有效的判斷故障點。圖7為總制動控制系統(tǒng)故障檢測點示意圖。圖8為總制動控制氣路監(jiān)控檢測工作原理圖，圖9、10、11、12為檢測壓力表實際安裝圖。圖7 總制動控制氣路系統(tǒng)檢測壓力表安裝位置圖8 總制動控制氣路系統(tǒng)監(jiān)控檢測工作原理圖圖9 主儲氣筒、制動氣壓（副儲氣筒）、前、后制動閥檢測壓力表圖10 前制動分泵檢測壓力表 圖 11 駐車制動（解剎）、后制動分泵檢測壓力表圖12 維護人員在安裝檢測壓力表下面對各個壓力表的檢測功能做以及如何判斷處理氣路故障做如下說明。1、主儲氣筒壓力表：監(jiān)控檢測修井機系統(tǒng)氣壓。該壓力表顯示壓力不足，低于0.75MPa，說明

11、需要調節(jié)空氣壓縮機調壓閥；2、制動氣壓表，即監(jiān)控檢測前、后副儲氣筒氣壓，副儲氣筒無壓力或壓力不足，說明繼氣閥未打開或工作不良，或者分動閥至繼氣閥的管線堵塞；3、前制動閥氣壓表：該表顯示的是雙腔制動閥為前制動控制閥提供的閥芯開啟壓力，該表無氣壓或壓力不足，說明雙腔制動閥閥芯堵塞；4、后制動閥氣壓表：原理同3；5、前制動分泵氣壓表：監(jiān)控檢測前分泵的工作氣壓，該表無壓力或氣壓不足，說明前制動閥未打開或工作不良。實際情況應結合2、3進行判斷分析。6、后前制動分泵氣壓表：原理同5，實際情況應結合2、4進行判斷分析。7、解剎氣壓表：監(jiān)控檢測駐車制動工作狀態(tài)。車輛駐車制動時，該表應無氣壓；車輛行駛時，該表氣

12、壓應為系統(tǒng)氣壓值。下面舉出幾個應用檢測系統(tǒng)的實例來分析故障點及處理方法：1、駐車制動無法解除（即解剎功能失效）：手制動閥扳至解剎位置，觀察解剎壓力表，若壓力正常，說明后制動分泵彈簧腔漏氣或進氣管堵塞，或泵推桿卡死，檢修制動分泵或疏氣通管線。若壓力表無解剎壓力，來回搬動手制動閥，聽有無氣壓從手制動閥排出的聲音，若有，則手制動閥完好，快排閥閥芯卡死，檢查快排閥；若無排氣聲音，則首先檢查手制動閥。2、前制動分泵不工作：首先觀察制動氣壓表，若無氣壓，則首先檢查繼氣閥；、制動氣壓正常，前制動閥開啟氣壓為0或不足，則檢查雙腔制動閥；、制動氣壓、前制動閥氣壓均正常，前制動氣壓為0或不足，檢查前制動控制閥；、制動氣壓、前制動閥氣壓、前制動氣壓均正常，檢查制動分泵，漏氣或推桿卡死。3、整車無制動：、首先主儲氣筒氣壓表，若無氣壓，則檢查空壓機或主儲氣筒連接管線；、主儲氣筒氣壓正常，制動氣為0 或不足，檢查繼氣閥控制氣壓管線或繼