针对液压钻机流量测试装置的研制

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1、2010年6月矿业安全与环保第37卷第3期液压钻机流量测试装置的研制李贞杰(煤炭科学研究总院重庆研究院，重庆40~37)摘要：介绍了液压钻机的一种流量测试装置，分析了该装置的结构原理及整流器和换向阀在装置中的应用。给出与流量测试相关的故障诊断方法，以及钻机流量测试值的修正计算公式。关键词：液压钻机；流量测试装置；整流器；修正计算中图分类号：TD41；P634．31文献标志码：B文章编号：1008—4495(2010)03—0041一o3钻机广泛应用于煤矿井下各种工程钻孔，是治旋转液压马达的工作流量时，通常可采用如图2所理瓦斯灾害的重要装备。我国煤矿在用的钻机，又示的连接方式。以液

2、压钻机为主。因液压钻机(以下简称钻机)系统复杂，影响其性能的因素较多，尤其是液压元件对钻机性能的影响最为突出，需要在试验室检测过程中，对液压钻机的各种性能参数，进行全面的数据测试并进行相应的分析。一般试验室对钻机的输出参数都有比较全面且成熟的常规测试手段，但对钻机液压系统的中间工作状态，尤其是对工作流量的检测，手段不完善，没有切实易行的常规测试装置。笔者介绍一套整流流量测试装置，通过液压整1一油泵；2一换向阀；3一双向旋转液压马达；4一溢流阀。流的原理，满足钻机试验室流量测试工作的需要，适图1钻机旋转系统原理简化图用于钻机试验室的常规测试。1钻机旋转工作原理钻机旋转系统主要由泵站

3、、操纵台、动力头组成。泵站是钻机的动力源，将电能转化为液压能，通过油泵从油箱吸油并输出压力油；操纵台通过换向阀控制分配压力油至执行元件液压马达，液压马达将液压能转化成机械能。钻机设计时，大多选用双向旋转液压马达，通过操作台换向阀控制工作介质的流动方向，实现马达的正反向旋转，满足实际工作1～8一截止阀；9～12一流量计及其测试流向。需要。钻机旋转系统液压原理简化图如图1所示。图2钻机流量测试原理示意图2钻机的流量测试原理当管路I处于液压马达进口(高压)端，管路Ⅱ处于液压马达出口(低压)端时，开启截止阀3，4，5，6，流测试时，在液压马达进口和出口各连接1个流量计10，11处于工作状

4、态，分别测试马达进口流量量计，分别测试液压马达进口流量和回油流量。由和出口流量；关闭截止阀1，2，7，8，避免工作介质逆于流量计测试具有方向性，因此要求工作介质流通向冲击流量计9，12。当液压马达反方向旋转，管路方向必须与流量计标示的方向保持一致。测试双向Ⅱ处于马达进口端时，管路I处于马达出口端，关闭收稿日期：2009—06—25；2010—02—08修订截止阀3，4，5，6，流量计10，11处于非工作状态；开作者简介：李贞杰(1981一)，男，重庆万州人，主要从事煤启截止阀1，2，7，8，通过流量计12，9分别测试马达矿安全装备方面的研究工作。Tel：023—65239451。

5、进口流量和出口流量。·41·2010年6月矿业安全与环保第37卷第3期在实际测试过程中，按以上测试原理直接加工于高压端，选择适应液压系统钻机工作压力的高压制造的测试装置主要有以下缺点：使用的流量计和流量计；出口流量计测试马达出口流量，处于低压控制阀较多，测试装置结构复杂、零散、笨重；测试过端，选择适应钻机液压系统背压的低压流量计。程中，试验人员操作繁琐，工作效率低下；钻机换向3)换向阀。钻机工作介质经整流器整流后，保阀的误动作可能导致工作介质逆向流过流量计，影持单一的流动方向，不能改变马达旋转方向。协调响流量计测试精度。换向阀的作用是改变整流后的工作介质流动方向，实现马达的双向旋

6、转。钻机正常工作时，协调换向3流量测试装置阀与钻机换向阀协调动作，使马达旋转方向与钻机3．1流量测试装置的设计要求换向阀指令方向一致。协调换向阀选择三位四通M1)结构紧凑、操作简捷，方便与被试钻机的连型换向阀。接，适应试验室测试的需要；4)压力表和温度计。进口压力表处于高压端，2)适应流量计测试流向要求，避免逆向冲击，选择满足钻机液压系统工作压力测试要求的压力满足钻机双向旋转流量测试；表；出口压力表处于低压端，选择满足钻机液压系统3)测试数据直观，便于钻机液压系统的性能分背压测试要求的压力表；进口温度计和出口温度计析和故障诊断。量程为0—100℃。3．2流量测试装置原理4测试计算

7、及故障诊断流量测试装置由整流器、协调换向阀(为了与钻机换向阀区分，此换向阀称作“协调换向阀”)、流量4．1计算公式计、温度计和压力表组成，见图3。测试装置连接于1)根据进口流量与出口流量差计算液压马达钻机换向阀与液压马达之间。整流器整定工作介质外泄漏量：的流动方向，协调换向阀改变液压马达旋转方向。AQ=Qi—Q。(1)式中：AQ为马达外泄漏量，mL／min；Qi为进口流量测试值，mL／min；Q。为出口流量测试值，mL／min。2)根据马达输出转矩及进口压力与出口压力差计算液压马