作業(yè)機(jī)行駛制動(dòng)氣路監(jiān)控技術(shù)研究與應(yīng)用

1、修井機(jī)行駛制動(dòng)氣路監(jiān)控技術(shù)研究與應(yīng)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(jī)行駛制動(dòng)氣路的工作原理進(jìn)行研究分析，進(jìn)而進(jìn)行監(jiān)控檢測技術(shù)改造，以達(dá)到便于車輛行駛前安全檢查、及時(shí)發(fā)現(xiàn)行駛制動(dòng)氣路故障并及時(shí)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(jī)，在行駛過程中，車橋的制動(dòng)完全是靠壓縮空氣作用于制動(dòng)分泵來實(shí)現(xiàn)的。壓縮空氣由發(fā)動(dòng)機(jī)自帶的空氣壓縮機(jī)提供，駕駛員通過踩踏駕駛室內(nèi)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(jìn)入制動(dòng)分泵的膜片腔，實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)功能。由于整個(gè)系統(tǒng)組成閥件較多，相互之間的控制關(guān)系又比較復(fù)雜

2、，所以在車輛制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，很不容易判斷故障點(diǎn)和進(jìn)行處理工作，延長緊急處理的工作時(shí)間。江蘇井下海外項(xiàng)目的設(shè)備維護(hù)人員，通過對制動(dòng)氣路系統(tǒng)的工作原理、閥件結(jié)構(gòu)、閥件之間相互的控制關(guān)系以及制動(dòng)分泵等認(rèn)真研究分析，最終完成了對制動(dòng)氣路系統(tǒng)的監(jiān)控檢測技術(shù)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(jī)轉(zhuǎn)場安全行駛。正文一、XJ650修井機(jī)行駛制動(dòng)控制氣路的工作原理為了對XJ650修井機(jī)行駛制動(dòng)控制氣路（以下簡稱制動(dòng)總氣路）的進(jìn)行監(jiān)控檢測技術(shù)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(gè)部件的功能和的作用，才能在各個(gè)工作點(diǎn)安裝監(jiān)控設(shè)施，以及利用監(jiān)控信息進(jìn)行故障分析和處理工作。制動(dòng)總

3、氣路由駐車制動(dòng)和行駛制動(dòng)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(jī)行駛制動(dòng)控制氣路原理圖1、駐車制動(dòng)氣路工作原理 駐車制動(dòng)主要由駐車制動(dòng)閥（二位三通閥）、駐車制動(dòng)燈開關(guān)、快排閥、后制動(dòng)分泵組成。為了更清楚的進(jìn)行了解，我們將駐車制動(dòng)氣路從制動(dòng)總氣路中分離出來，圖2所示。圖2 650修井機(jī)駐車制動(dòng)氣路原理圖駐車制動(dòng)主要由駐車制動(dòng)閥（二位三通閥）、駐車制動(dòng)燈開關(guān)、快排閥、后制動(dòng)分泵組成。壓縮空氣由主儲氣筒通過分動(dòng)閥換位來提供。駐車制動(dòng)即車輛在長時(shí)間停止?fàn)顟B(tài)下的制動(dòng)功能。小型車輛的駐車制動(dòng)一般使用機(jī)械手動(dòng)式，修井機(jī)由于重量大，采用機(jī)械式制動(dòng)人

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

5、路工作原理行車制動(dòng)氣路系統(tǒng)主要由三位四通閥（分動(dòng)閥）、單氣二位三通閥（繼氣閥）、雙腔制動(dòng)閥、主儲氣筒、副儲氣筒、制動(dòng)加速閥、緊急繼動(dòng)閥、前制動(dòng)分泵、后制動(dòng)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(jìn)入制動(dòng)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(nèi)充滿壓縮空氣，需要制動(dòng)時(shí)，副儲氣筒內(nèi)壓縮空氣直通過過最短的管線經(jīng)制動(dòng)加速閥和緊急繼動(dòng)閥進(jìn)入分泵，起到制動(dòng)迅速的作用。圖4行駛制動(dòng)氣路工作原理圖制動(dòng)系統(tǒng)氣路的工作原理流程是：將分動(dòng)閥倒到行駛氣路上，與分動(dòng)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(nèi)的壓縮空氣輸送到載車前后兩個(gè)副儲氣筒內(nèi)

6、。前副儲氣筒接通載車前面三個(gè)車橋的制動(dòng)控制閥（制動(dòng)加速閥）進(jìn)氣口上，后副儲氣筒接通載車后面兩個(gè)行駛橋的制動(dòng)控制閥（緊急繼動(dòng)閥）進(jìn)氣口上。制動(dòng)加速閥和緊急繼動(dòng)閥均由雙腔制動(dòng)閥控制，雙腔制動(dòng)閥的進(jìn)氣口直接由主儲氣筒供氣。當(dāng)踩下駕駛室內(nèi)的制動(dòng)踏板時(shí)，雙腔制動(dòng)閥閥芯打開，壓縮空氣經(jīng)雙腔制動(dòng)閥打開的閥芯通道到達(dá)兩只制動(dòng)控制閥，兩只制動(dòng)控制閥的閥芯同時(shí)打開，此時(shí)，前副儲氣筒內(nèi)壓縮空氣經(jīng)制動(dòng)加速閥打開的閥芯通道進(jìn)入前制動(dòng)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(dòng)推桿伸出，推動(dòng)前輪剎車曲柄，起到制動(dòng)作用。后輪制動(dòng)作用原理與前輪相同。 雙腔制動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)其實(shí)就是兩個(gè)并聯(lián)在一起的二位三

7、通閥，兩個(gè)閥件各自圖 5 前制動(dòng)分泵結(jié)構(gòu)原理圖圖 6 雙腔制動(dòng)閥結(jié)構(gòu)原理圖控制前制動(dòng)控制閥（制動(dòng)加速閥）和后制動(dòng)控制閥（緊急繼動(dòng)閥）。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，通過連桿機(jī)構(gòu)同時(shí)打開雙腔制動(dòng)閥的兩個(gè)閥芯，使前后制動(dòng)控制閥同時(shí)打開，起到前后車橋同時(shí)制動(dòng)的作用。如圖6所示。制動(dòng)加速閥、緊急繼動(dòng)閥結(jié)構(gòu)原理相同，其實(shí)就是有多個(gè)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(shí)接通多個(gè)剎車分泵的需要。前制動(dòng)控制閥即制動(dòng)加速閥，當(dāng)閥件的閥芯控制氣缸接受到雙腔制動(dòng)閥控制氣壓時(shí)，閥芯迅速打開，將來自前副儲氣筒的壓縮空氣通過多個(gè)出口迅速輸送到前橋的各個(gè)制動(dòng)分泵，起到制動(dòng)加速作用。后輪制動(dòng)控制閥的作用與前制動(dòng)控制閥相同

8、，接受控制氣壓時(shí)，閥芯迅速打開，多個(gè)出口向多個(gè)制動(dòng)分泵輸送壓縮空氣，起到制動(dòng)加速的作用。當(dāng)控制氣壓解除時(shí)，閥芯迅速回位，各個(gè)組合分泵內(nèi)的壓縮空氣迅速排入大氣中，解除行車制動(dòng)。 3、工作原理歸納總結(jié)由上述可以分別歸納總結(jié)出兩部分氣路的工作的流程，依照壓縮空氣前進(jìn)順序，以及各個(gè)閥件的控制關(guān)系，使用箭頭表示。1）、駐車制動(dòng)氣路流程：2）、行車制動(dòng)的氣路流程：二、總制動(dòng)氣路進(jìn)行檢測監(jiān)控的必要性分析作業(yè)修井機(jī)在轉(zhuǎn)場行駛時(shí)，由于其自身質(zhì)量大（50-70噸），制動(dòng)系統(tǒng)必須靈敏可靠，系統(tǒng)的各個(gè)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(jìn)行嚴(yán)格認(rèn)真的檢查。但是如何準(zhǔn)確及時(shí)

9、的判斷制動(dòng)系統(tǒng)是否完好，各個(gè)元件是否性能可靠，在出現(xiàn)問題時(shí)如何準(zhǔn)確快速判斷故障點(diǎn)并及時(shí)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(dòng)分泵推桿伸出不夠?qū)е虑爸苿?dòng)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(dòng)閥中控制前制動(dòng)閥的閥芯開度不夠；3、前制動(dòng)控制閥閥芯開度不夠；4、前制動(dòng)分泵進(jìn)氣管線堵塞；5、前制動(dòng)分泵膜片漏氣。為了解決這個(gè)問題，我們需要對這5種情況進(jìn)行一一排查，既增加檢修工作量，又影響了轉(zhuǎn)場時(shí)間。三、檢測技術(shù)方案研究實(shí)施與故障分析判斷說明現(xiàn)在我們采取在各個(gè)有可能發(fā)生故障的連接點(diǎn)安裝檢測壓力表的方式，通過觀察壓力表的壓力值，進(jìn)行綜合判斷分析，直接找出故障點(diǎn)進(jìn)行排除。利用

10、一、3中的流程圖，研究在哪些點(diǎn)上安裝壓力表最能直接有效的判斷故障點(diǎn)。圖7為總制動(dòng)控制系統(tǒng)故障檢測點(diǎn)示意圖。圖8為總制動(dòng)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(shí)際安裝圖。圖7 總制動(dòng)控制氣路系統(tǒng)檢測壓力表安裝位置圖8 總制動(dòng)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(dòng)氣壓（副儲氣筒）、前、后制動(dòng)閥檢測壓力表圖10 前制動(dòng)分泵檢測壓力表 圖 11 駐車制動(dòng)（解剎）、后制動(dòng)分泵檢測壓力表圖12 維護(hù)人員在安裝檢測壓力表下面對各個(gè)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(jī)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(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)調(diào)壓閥；2、制動(dòng)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(dòng)閥至繼氣閥的管線堵塞；3、前制動(dòng)閥氣壓表：該表顯示的是雙腔制動(dòng)閥為前制動(dòng)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(dòng)閥閥芯堵塞；4、后制動(dòng)閥氣壓表：原理同3；5、前制動(dòng)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(dòng)閥未打開或工作不良。實(shí)際情況應(yīng)結(jié)合2、3進(jìn)行判斷分析。6、后前制動(dòng)分泵氣壓表：原理同5，實(shí)際情況應(yīng)結(jié)合2、4進(jìn)行判斷分析。7、解剎氣壓表：監(jiān)控檢測駐車制動(dòng)工作狀態(tài)。車輛駐車制動(dòng)時(shí)，該表應(yīng)無氣壓；車輛行駛時(shí)，該表氣

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