钻井平台吊车吊车.ppt

,吊车培训教材,第一章 吊车概述,目前钻井平台的吊车种类较多，有柴油机、有电驱动，现以马来西亚 的Favelle Favco the cranemakers 公司制造的电动液压吊车为 例，型号为6/10K。,吊车基座滚筒,旋转主轴承,桅杆,扒杆定滑轮组,扒杆动滑轮组,扒杆,大钩动滑轮组,第一章吊车概述,一、吊车的主要参数： 设备重量(包括机械设备,电缆,旋转走道及栏杆):共 22吨，其中 主桅杆 5.6吨; 吊机附带底座4.5吨; 大钩1.1吨; 扒杆7.5吨 吊机最小工作半径7.5米,最大工作半径36.6米; 吊机扒杆长度 37.2米，最大工作角度81.4度,最小角度17.6度； 吊机的最大负荷40.8吨(安全系数2.0) 扒杆圆形底座外径1970毫米;吊机装置本体最大回转半径4609毫米; 桅杆高度：10981毫米 大钩速度：负荷0-13.6吨，45m/min;负荷13.6-40.6吨,16m/min。 扒杆速度：由最大工作半径至最小工作半径需要90s 旋转速度:0-1.2rpm,第一章吊车概述,二、吊车的工作原理： 吊车为电机带动液压泵，利用液压油作为传动介质通过液压马达将压力能量转换为滚筒的旋转动能。本吊车的液压系统设计为开式回路系统。扒杆、旋转、大小钩共用一套柱塞泵提供液压油，通过各种液压阀件的换向来控制吊车各个滚筒旋转方向。利用液压比例阀通过控制电流的大小控制阀件的开启程度来控制各个滚筒的旋转速度。而扒杆、大小钩、旋转马达均为斜轴式轴向柱塞马达。 所有滚筒的控制是通过弹簧自动归中的电控手柄来实现的，扒杆、旋转、大钩等动作可同步实现。,第一章吊车概述,三、平台吊车的特点 1、能以额定的起吊速度吊起额定负载，即有足够的功率。 2、能依照操作者要求方便灵敏地起落货物，即便于换向。 3、具有调速和限速功能，并需要相应的设置常闭式制动设备和某种机械性的固锁装置，以便有效制动和锁紧。 4、不论在起钩或放钩过程中，都能根据需要随时停止，并制动货物。,第一章吊车概述,四、液压吊车的特点： 1.液压吊车的特点是重量轻、体积小，操作方便，工作平稳， 2.可实现无级调速，能吸收冲击性负荷和自动防止过载，并具有良好的制动能力。此外， 3.系统中充满着具有润滑性的油液，部件磨损少，传动效率高，对环境的温、湿度液不太敏感， 4.它也存在着加工精度要求较高，制造、安装比较复杂，维护管理需要一定的专业知识，以及制造不良和使用不当时容易产生漏油、噪音和其它的各种故障等问题。,第二章 吊车的基本结构,吊车的电机通过带动三泵驱动齿轮箱给三个泵（大钩、扒杆、旋转）提供动力，泵将电机的机械能转化为液压能通过液压管线传递到各液压马达，驱动液压马达运转。马达依次与刹车箱、变速箱连接，从而驱动吊车的大钩、扒杆的升、降与吊车的旋转。吊车的大钩与扒杆的升降因为负载大均有两个液压马达驱动，而吊车的旋转负载小只有一个马达驱动。,液压马达,刹车箱,变速箱,第二章 吊车的基本结构,扒杆滚筒,大钩滚筒,第二章 吊车的基本结构,刹车箱,旋转内圈齿轮,液压马达,减速箱,第二章 吊车的基本结构,吊车旋转系统,液压 马达,刹车箱,变速箱,吊车起升系统,液压马达,刹车箱,变速箱,吊车的液压马达,液压马达是液压传动系统中的执行元件，它将来自液压泵的液压能转变成回转运动的机械能，从而驱动负荷进行工作。 液压马达通常可分为高速和低速两大类。 额定转速高于500rpm 的常视为高速液压马达，主要形式有齿轮式、螺杆式、叶片式、轴向柱塞式。其特点是转速较高，功率密度高，转动惯量小，排量也小，启动、制动、调速及换向方便，但输出扭矩不大，通常几十到几百个牛米(N.m)，相当多的情况下不能直接满足工程负载对扭矩的要求，需要配置机械减速机构，因此，使用上受到一定的限制。 额定转速低于500rpm 的常被称为低速马达。低速马达排量大，体积也大，转速在低到每分钟几转甚至零点几转时，仍能稳定输出几千甚至几万牛米(N.m)的扭矩，所以，也常称为低速大扭矩液压马达。其主要形式有多作用内曲线柱（球）塞式液压马达和曲柄连杆式、静压平衡式等径向柱塞型液压马达。它适用于直接连接并驱动负载，无需减速机构，且启动、加速时间短，性能好，由于输出扭矩大，因此在工程设备中得到广泛的应用。,吊车的液压马达,本平台的液压马达为斜轴式轴向柱塞马达 马达的基本结构图如下所示：,柱塞,吊车的液压马达,拆下液压马达,安装液压马达,吊车的液压马达,轴向柱塞式液压马达的工作原理：圆盘和配油盘固定不动，柱塞可在缸体的孔内移动。柱塞中心线和缸体中心线相交一个倾角。高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，高压腔的柱塞被顶出，压在圆盘上。圆盘对柱塞的反作用力F分解为轴向分力Fx和垂直分力Fy。Fx与作用在柱塞上的液压力平衡，Fy则产生使缸体发生旋转的转矩，带动轴转动。液压马达产生的转矩应为所有处于高压腔的柱塞产生的转矩之和。 可见，随着柱塞和缸体垂直中心线的夹角的变化，每个柱塞产生的转矩是变化的，液压马达对外输出的总的转矩也是脉动的。 从工作原理上讲，相同形式的液压泵和液压马达是可以相互代换的。但是，一般情况下未经改进的液压泵不宜用作液压马达。这是因为考虑到压力平衡、间隙密封的自动补偿等因素，液压泵吸、排油腔的结构多是不对称的，只能单方向旋转。但作为液压马达，通常要求正、反向旋转，要求结构对称。,吊车的刹车机构,吊车的刹车机构：大钩、扒杆滚筒在没有操作时处于刹车状态，只有当滚筒操作时，刹车才会在液压油的作用下打开，使滚筒动作，刹车为常闭式刹车。而旋转刹车只要电机，其刹车由专门油路使其处于常开位置。另扒杆滚筒还设有自锁棘爪以保证扒杆滚筒在刹车损坏的情况下，也不会自溜。,刹车片,拆下刹车片,吊车的刹车机构,刹车箱中心轴,安装刹车箱,吊车的变速机构,变速箱结构：变速箱为行星齿轮变速机构。行星齿轮变速箱为内齿圈固定的行星变速器，减速箱为两级减速。第一组行星齿轮系与刹车箱相连，第二组行星齿轮系带动外面的齿轮运动，从而实现吊车的驱动。,吊车的变速机构,行星齿轮系,吊车的变速机构,行星齿轮内圈,第二级行星齿轮,吊车的变速机构,行星轮系结构图：,吊车驱动系统的拆装,拆装吊车的驱动系统的顺序： 1、将液压系统卸压，拆除相关液压管线； 2、卸掉马达与刹车箱的连接螺栓，将马达卸下，同时做好标记； 3、卸掉刹车箱与变速箱的连接螺栓，将变速箱取下，然后拆开变速箱，分别将变速箱内的刹车片与摩擦片依次取出，并做好标记； 4、卸掉变速箱的外圈，依次将两个行星轮系取出； 5、分别对各结构检测后，按顺序依次回装。,吊车的液压系统,吊车的液压系统,吊车的液压系统,吊车的液压系统,起升机构的液压系统： 该系统的三个机构的泵组：起升机构泵组（1）、变幅机构的泵组（2）和旋转机构的泵组（3）之间，通过各自的三个辅泵连接起来，三台辅泵都可以向系统提供控制油，经过阀组（20），将控制油送至各控制单元。图中压力表(28)用来测量控制油路的压力。 起升机构的操作：起升机构的操作手柄（11）的动作用以控制吊车的钩头起升（H1）或降落（H2），从而控制起升机构的油泵组（1）的主泵的供油方向，即起升方向或降落方向动作的快慢取决于操作手柄（11）的动作幅度大小，继而决定了油泵的供油量的大小，从而影响钩头的动作快慢。 油马达的变量：驱动钩头的油马达有两个，进排油方向同步，这两台油马达为变量油马达，其排量的大小取决于载荷的大小，并通过,吊车的液压系统,油马达组块（5）中的两个两位三通阀予以实现。其中右边一个两位三通阀与油马达的调节杆相连，带有位置的反馈机构，操纵手柄（11）发出的控制油信号除了（H1）（H2）以外，还有一路信号经过（HX）作用于该阀的下部，使该阀向上移动，工作于下位接通的位置，从油马达两边进入的高压一边的油压经过左边的两位三通阀进入油马达变量机构的上部油缸因为变量油缸的上部活塞面积大于下部活塞面积，于是油马达控制油杆向下移动，即油马达的排油量增加，输出扭矩随即增大，与此同时，右边的两位三通阀在控制杆下移至一定距离后在弹簧作用力的作用下，又返回至下位，该阀的上位接通，将控制油缸上部空间的油放回至油箱，油马达工作在操纵手柄给定的位置上（即HX值的大小），以给定的转速工作。同时，在工作过程中，如果载荷过大，则油马达一侧的工作油压将超过左边两位三通阀的设定值，该两位三通阀将工作于下位，将控制油缸上部的油放回油箱，油马达停止工作。,吊车的液压系统,起升系统的换油：在油马达组块（5）中，与油马达相连的还有溢流阀和低压选择阀（三位三通阀），其作用是在工作过程中，选择油马达的低压侧（一般情况下是上升工况时油马达的回油侧）部分油经过溢流阀回油箱，设置溢流阀的作用是确保低压侧的油压不低于设定值，这部分回油箱的油液先经过油马达泵体，对油马达进行冷却并提供润滑，然后经过冷却器（23）回油箱，从而，实现对工作油液逐步冷却。低压油路的补油，是通过控制油路经过油泵组块（1）中的溢流阀（设定值30bar）前进入低压侧，也即部分油液经过冷却器回油箱的同时，低压侧的油压将会降低，一旦低于30bar时，从控制油路来的油自动补充至低压侧。,吊车的液压系统,安全保护：在油泵组块（1）中，有一个280bar的溢流阀，其作用是用以防止系统的油压过高，当油泵出口的压力达到280bar时，将经过三位四通液动控制阀进入油泵控制油缸的油放回至油箱，油泵回中，处于空转状态。因此，该起升系统的最大工作油压为280bar。在油泵组块（1）中还有两个用以保护油管的制动溢流阀（压力设定值分别为310bar和150bar，用以对高低压油管实现保护），当油马达工作过程中，突然停止动作，钩头带载荷停在空中时，此时油马达的进油管压力将会突然升高，此时的突增压力，将通过这两个制动溢流阀实现释放。,吊车的液压系统,降落超速保护：当吊车处于降落状态时，具有超速保护功能，也即当操纵手柄降落幅度过大，降落速度较快时，这油路HD压力很高，于是使得超速液动控制阀（8）下移，工作于上位，从而使油马达右边的变量控制阀上移而工作于下位，将变量油马达上部控制油缸放回油箱，而使油马达停止转动。 应急降落：系统中设有应急降落手动控制阀（17）,当发生某些特殊情况，如系统突然断电、油泵突然停止供油等，此时，钩头将带载停在空中，为了将钩头放下，就可以采用手动打开控制阀（17），将钩头逐渐降落。,吊车的液压系统,低油压保护：该系统还设有低油压保护继电器（27），当低压侧的油压低于设定值7bar时，继电器（27）断电，油泵停止工作，防止压力过低而产生气穴现象。 系统的控制油路：该系统的控制油路由三台辅泵经过油路（CP）提供而来，（CP）来的控制油先经过电磁阀SV2，该阀与主油泵的信号一致，即油泵工作时，该两位四通阀有电，工作在左边的交叉位置，控制油通到各操纵手柄前。吊车起升机构的操纵手柄是图中的（11），而变幅和旋转机构的操纵手柄是（12）。当起升机构操纵手柄（11）动作时，就使得（H1）或(H2)输出油压，一方面使得刹车控制阀（25）下移，工作于上位，于是起升油马达的刹车松闸，与此同时，通过（H1）或(H2)的油压使得油泵控制油杆动作，油泵产生供油动作，使油马达按照操纵手柄的要求方向工作。在起升机构的起升控制油路（H1）上设一个两位四通电磁换向阀（SV3），作为钩头的起升限位阀，起升机构达到上升的极限高度时，该阀失电（正常工作时与油泵同时有电），控制油路（H1）回油箱，,吊车的液压系统,油马达停止运转。 变幅机构的工作原理与起升机构基本相同，而旋转机构的工作原理较之起升机构更为简单。在控制油路中，变幅机构和旋转机构公用一个操作手柄（12），操作手柄的前后左右动作分别表示变幅机构的上下运动（L1）和（L2）以及旋转机构的顺时针或逆时针（S1）和（S2）。其中在变幅机构的控制油路中设有吊臂降落低位极限限制两位四通电磁阀（SV5），当吊臂降落至极限位置时，该阀断电，变幅油马达停转。变幅机构的上扬幅度受限位阀（13）限定，当达到最大上扬幅度时，该阀使得控制油路（L2）回油箱，从而使变幅油马达停转。除此之外，变幅机构的运转原理几乎与起升机构相同。正常情况下，旋转机构采用两个二通阀（13）实现限位，分别限制顺时针和逆时针的旋转幅度，同时，还设置有手动限位控制阀（10），用以随时控制旋转机构的停转。,吊车的液压系统,吊车系统的冷却：油箱中的部分油液通过辅助油泵（4）泵送经过滤器组块（20）和冷却器（23）后，又返回至油箱，当滤器组块（20）中的滤器由于脏堵严重时，可经过单向旁通阀旁通，与此同时，继电器接通报警，表明滤器脏堵严重；而如果油液经过冷却器的流阻过大，超过3bar时，此油路可经过旁通路返回油箱。油箱中有加油口（16），油位计（21）和（19），在油位计的下方安有油位低位继电器，油位过低时，发出报警信号。 手动应急释放：对于起升机构，还设有手动应急释放系统，通过手摇泵（24）提供控制油，与应急降落手动阀（17）一起完成起升机构的降落动作。,第二章 吊车的基本结构,扒杆的起升由两个定滑轮组构成，具体结构如图所示：,扒杆动滑轮组,扒杆钢丝绳固定点,第二章 吊车的基本结构,扒杆钢丝绳滑轮,第二章 吊车的基本结构,大钩的起升机构由一个定滑轮组和一个动滑轮组构成，具体机构如下图所示：,大钩定 滑轮组,大钩钢丝绳 导向轮,第二章 吊车的基本结构,大钩钩头动滑轮 组结构图,第二章 吊车的基本结构,限位机构：,扒杆缓冲 液 压 缸,第二章 吊车的基本结构,棘爪防溜钩机构：,扒杆制动棘爪,第三章 吊车的保养,一、每日保养内容 1、检查驱动油泵油位 2、检查液压油位 3、检查大钩滚筒，扒杆滚筒排绳状况 4、检查控制面板上各声光报警处于正常工作状态 5、检查大钩上限位处于正常状态 6、检查扒杆收放限位处于正常状态 7、检查旋转限位处于正常状态 8、检查滚筒框架及泵站固定螺栓 9、检查应急停止功能,第三章 吊车的保养,二、每十日保养内容 1、全面检查各油管线接头状况,管线外观，液压马达及油泵是否存在漏油情况 2、检查扒杆棘轮装置,液缸是否正常工作 3、检查大钩与变幅钢丝绳磨损，变形，断丝及腐蚀情况 4、检查润滑保养旋转轴承，24个黄油嘴，每次打10-15下 5、检查润滑保养大钩滚筒齿轮,变幅滚筒齿轮,旋转滚筒齿轮 6、润滑保养扒杆连接销轴，2个黄油嘴，每次打10-15下 三、每月检查保养内容 1、检查液压泵齿轮箱油位。,第三章 吊车的保养,2、检查大钩刹车是否正常。 3、检查保养桅杆滑轮轴承,4个黄油嘴，每次打10-15下。 4、检查保养变幅滑轮轴承,3个黄油嘴,每次打10-15下。 5、检查保养钩头滑轮轴承,4个黄油嘴，大钩导向滑轮1个黄油嘴,大钩定滑轮组2个黄油嘴,每次打10-15下。 6、检查保养大钩滚筒轴承, 变幅滚筒轴承，各有2个黄油嘴，每次打10-15下。 7、检查润滑旋转齿轮轴承,1个黄油嘴,每次10-15下。 四、每年或10000小时检查保养内容 检查旋转,变幅,大钩驱动小齿轮磨损,变形状况。,第四章 常见故障分析,一、溜扒杆故障 1、故障现象 吊车在使用中，发现扒杆在停止动作时，扒杆向下滑动一点后停止。 2、原因分析 可能存在以下几种可能： 2.1、刹车液缸的油路控制存在问题，不能放压。 2.2、离合器、刹车片和摩擦片老化。 2.3、刹车小液缸不能正常工作。 3、处理措施 3.1 检查刹车液缸的油路，是畅通的，没有问题。 3.2 拆开刹车机构，检查离合器、刹车片和摩擦片，发现都老化了，刹车片比较严重 3.3 检查刹车小液缸，小液缸不工作，活塞断裂。 3.4 更换刹车小液缸总成，恢复使用吊车，一切正常，故障排出。,第四章 常见故障分析,二、吊车大钩控制故障分析 1、故障现象 发现该大钩只能放钩，不能起钩（有时可以起钩一两米）。 2、原因分析 存在下列几种可能： 2.1 大钩操作阀故障。 2.2 大钩带刹不能正常打开 2.3 液压马达及控制管路故障。 2.4 大钩蝶刹故障。 3、处理措施 3.1 检测大钩操作阀，并做功能试验，确认工作正常。 3.2 检测大钩带刹油缸工作正常。 3.3 功能测试液压马达，起钩时憋压 4600PSI，说明有控制液进入液压马达。 3.4 拆检大钩蝶刹，发现是其蝶刹方向错误，将棘轮机构换向后，吊车恢复正常使用。该蝶刹为单向刹车，在起钩时无需控制液便可以自由转动，在放钩时需要 1000PSI 的控制压力将刹车打开。,第四章 常见故障分析,三、吊车大、小钩限位故障 1、故障现象 左舷吊车大、小钩的限位无法使用。 2、原因分析 存在下列几种可能 2.1 限位阀有损坏。 2.2 控制 PILOT VALVE 的管线无压力。 2.3 PRIORITY VALVE 阀损坏。 3、处理措施 3.1 首先检查、更换大小钩限位阀，限位阀正常。 3.2 检查 PILOT VALVE 正常。 3.3 检查 PRIORITY VALVE，控制 PILOT VALVE 阀的压力不正常，更换PRIORITY VALVE 阀后恢复大小钩限位功能。,Click to edit title style,