液压盘式刹车装置培训教材中国石油勘探开发研究院采油采气装备所任丘市博科机电新技术有限公司2011-10-10目录一.机构组成 (2)1．液压站 (3)2．操纵机构 (5)3．执行机构 (7)二.装置调试 (8)1．系统压力的调定（出厂前已调好） (8)2．现场安装调试内容 (9)三.操作使用 (10)1．工作制动 (10)2．驻车制动 (11)3．紧急制动 (11)四.维护保养 (12)1．注意检查事项 (12)2．关键元器件的拆装和更换 (13)五.故障检修 (17)前言本培训教材针对中油中国石油勘探开发研究院采油采气装备所（原机械研究所）设计生产的液压盘式刹车装置，其它液压盘式刹车装置不一定适合参考。

中国石油勘探开发研究院采油采气装备所为各钻井总公司钻机配套的液压盘式刹车装置为液控操作控制方式，下面以液控操作盘式刹车为基础进行讲解。

一.机构组成液压盘式刹车系统主要由三部分组成，液压站、操作台、执行机构（执行机构又包括钳架、刹车盘和刹车钳三部分，刹车钳有工作钳和安全钳之分）。

液压站、操作台和执行机构三部分之间用液压管线连接，管线分为:从液压站到操作台有四根管线（ZJ40、ZJ50、ZJ70 ），分别为P1、P2、P3、T，其中P1管线通过液压阀的控制给安全钳一路供油，P2、P3经液压阀控制后分别给两路工作钳（左右路工作钳）供油，T为系统回油。

从操作台到执行机构的刹车钳油缸有B1、B2、B3三根液压管线连接。

其中B1管线接安全钳油缸，B2、B3管线接工作钳油缸。

ZJ30LDB、ZJ30DB钻机配套的液压盘式刹车液压管线从液压站到操作台有三根管线，分别为P1、P2、T，其中P1管线通过液压阀的控制给安全钳一路供油，P2经液压阀控制后给两路工作钳（左右路工作钳）供油，T为系统回油。

从操作台到执行机构的刹车钳油缸有B1、B2两根液压管线连接。

其中B1管线接安全钳油缸，B2管线接工作钳油。

盘刹基本信息见下表：1．液压站液压站又叫液压源，是为盘刹系统提供必需的液压动力的装置。

液压站由箱体、油箱、控制块总成、泵电机总成、电控箱等部分组成，根据应用的钻机不同，液压站有双回路液压站（应用于ZJ40~ZJ90）和单回路液压站（应用于ZJ30以下钻机和修井机、通井机）两个规格，其区别在于控制块总成上，有四个蓄能器，四个外接油口，四个压力表为双回路液压站，有两个储能器，三个外接油口，三个压力表的为单回路液压站，其余两者完全相同。

下面以双回路液压站为例讲述，液压站有四个外接油口：T、P1、P2、P3，其中T为回油口，P1、P2、P3都是供油口，P1是专门设计给安全钳供油的压力油口，P2、P3是分别为左路和右路工作钳供油的压力油口。

液压站上有四块压力表：MP压力表显示系统压力，P1、P2、P3压力表，分别显示P1口、P2口、P3口油路的压力。

箱体是液压站的框架，有支撑保护的功能。

其四周都有可打开或拆卸的门或挡板，顶部也可卸下，便于检查、维护保养和维修。

液压站油箱上装有液位温度计、空气滤清器、电加热器、油温高报警器、液位低报警器等，并设计了油箱清洗口。

正常使用情况下，应保证油箱内液压油达90L，可按液位温度计标线指示加油。

油箱上还连接了加油装置、水冷式冷却器、回油过滤器和放油截止阀。

液位温度计能够显示油箱内液压油的液位和温度，液位上限是温度计的摄氏100度的刻度线，下限是液位温度计底部的红线。

加油不能超过上限，低于下限必须加油。

空气滤清器在油箱的上部，它是油箱的呼吸器，过滤吸入油箱的空气，把它拆下来能够清洗滤芯。

电加热器根据环境温度及液压油情况，当液压油的粘度较高使泵吸入困难时须启动电加热器。

油温高报警器当油温高于60℃时会发出报警信号。

液位低报警器当液位低于正常工作液位时，会发出报警信号。

油箱清洗口卸下螺栓，取下盖板，可以清洗油箱内部。

加油装置用来给油箱加油。

由手摇泵、截止阀、旋转式管路过滤器，抽油管线等组成。

不加油时，抽油软管单独固定在液压站箱体内，抽油软管的两端和手摇泵的吸油口都用护帽堵住，以免进入赃物。

加油时，把护帽都拆下，将抽油软管的一端与手摇泵的吸油口连接好，将抽油软管另一端直接插入原装油桶内，打开截止阀，顺时针摇动手摇泵，抽进的油经过旋转式管路过滤器过滤后进入油箱，加到液位上限停止加油，关闭截止阀，拆掉吸油管线，堵好放回原处。

水冷式冷却器系统在冷却器前装有旁路截止阀，可根据情况控制回油是否经过冷却器，如果油箱的液压油温度超过60℃，应将冷却器旁路截止阀关闭，使回油经过冷却器并给冷却器接冷却循环水，冷却回油箱的油液，从而降低油箱油液温度。

回油过滤器安装在油箱的上部，系统回油经过回油过滤器过滤后回油箱，其上装有目测式堵塞指示器，指针在绿区时，运行正常，在黄区时，轻微堵塞，红区时，严重堵塞，须更换滤芯。

放油截止阀安装在油箱底部，油箱放油时，把抽油软管接上，另一端放入油桶内，打开截止阀，就可以放掉油箱里的油。

控制块总成由以下主要元器件组成：油路块、四个储能器、一个安全阀、一个高压滤油器、三个板式截止阀和五个内置的插装式单向阀等。

压力低报警器与控制块总成连接。

蓄能器可降低液压回路的压力脉动，并在泵无法正常工作时，提供一定的储备能量。

安全阀起安全保护作用，该阀调定压力，出厂时已调定好，无特殊需要，严禁调节该阀。

高压滤油器过滤系统高压油，滤油器上有目测式堵塞指示器，当内部的圆柱指示棒露出到红色时，滤芯已被堵塞，必须更换。

板式截止阀打开中间这个截止阀，释放两个蓄能器的油压，就是压力表P1显示的压力，打开左边的截止阀，释放一个储能器的油压，就是压力表P2显示的压力。

打开右边的截止阀，释放一个储能器的油压，就是压力表P3显示的压力。

当启动电机工作前，一定要检查将这些截止阀，确保都已完全关闭，以免截止阀关闭不严引起压力损失，造成系统油压建立不起来，油温升高等情况。

单向阀控制油路走向，当某个或某些单向阀损坏时可造成系统或某些支路压力不正常。

压力低报警器当系统压力低于6MPa时会发出报警信号。

（预留接口）泵电机组含两台同样的泵电机组，互为备份，正常工作时，只能启动一台泵电机组，为了延长泵组的使用寿命，每班交替使用两台泵电机组。

电机的正确旋向是从电机尾部看顺时针旋转，即按红色箭头方向，泵采用的是进口高性能恒压变量柱塞泵，正常工作时，保持压力恒定，根据系统需要，自动调节流量。

系统压力是由泵的调压阀调定的。

在泵的吸油管路和内泄回油箱管路上，都装有截止阀，在泵启动前应使它们处于完全打开状态。

电控箱控制两台电机的起停和电加热器的开关，电控箱中还设置了控制开关旋钮，在操作电机起停按钮和电加热器开关按钮前需先将控制开关拨到“开”位，为控制电路通电。

2．操纵机构通过操纵制动手柄或按钮可实现紧急工作制动、驻车制动及紧急制动等刹车功能。

操纵机构包括工作制动刹车阀组件、驻车制动阀组件、控制阀块组件、三块压力表和紧急制动阀等组成。

工作制动刹车阀组件由一个双回路刹车阀和一个操作机构组成，刹车阀是一个比例减压阀，上面有五个油口：SP1、BR1、SP2、BR2、T，分别连接到控制阀块组件油路块上的SP1、BR1、SP2、BR2、T口。

操作机构为一个凸轮控制机构，扳动操作手柄可使凸轮转动，推动刹车阀行程杆移动，从而调节刹车阀的输出压力。

工作钳油缸的压力与刹车阀的输出压力相等。

刹车阀向工作钳油缸输出压力油，使工作钳实现制动。

操作手柄拉动角度越大，工作钳刹车力越大。

当松开操作手柄时，操作手柄会自动回复到初始零度角位置，刹车阀没有压力油输出，工作钳刹车压力为零。

控制台上的左右路工作钳压力表，直接显示着施压在左右路工作钳上的压力值。

该压力值将依据手柄位置从零变化到一个最大值，这个最大值就等于系统压力的设定值。

驻车制动阀组件由一个手动换向阀和一个阀块组成。

阀块上有三个接口：P、A、T，分别连接控制阀块组件的P、A、T口，向前推进驻车阀手柄，安全钳油缸给压，安全钳打开，向后拉动手柄，安全钳油缸泄油，安全钳抱紧刹车盘实现驻车制动。

控制阀块组件由一个油路块、一个气控换向阀和两个液控换向阀组成。

油路块上有七个外接油口：T、P1、P2、P3、B1、B2、B3分别对应连接液压站的T、P1、P2、P3口和安全钳、左右路工作钳；还有八个内接油口，为SP1、SP2、BR1、BR2、T、A、P、T，分别连接工作制动刹车阀组件和驻车制动阀组件；另有压力表管线的三个接口：M1、M2、M3与B1、B2、B3的压力对应。

紧急制动阀紧急制动阀是一个气控按钮阀，P口接主气源，A 口接气控换向阀气控口，按下该阀的红色按钮，使气控换向阀换向，实现安全钳和工作钳同时刹车，即紧急制动，正常打钻作业时，该按钮应拔出。

3．执行机构由刹车盘、钳架、刹车钳组成，刹车钳又有安全钳、工作钳两种。

目前有四个系列的安全钳和工作钳，可根据需要进行组合，以满足各种型号的钻机、修井机和通井机对刹车力矩的要求。

刹车盘有水冷式、风冷式和实心盘三种，与刹车钳组成刹车副。

水冷式和风冷式刹车盘的初始厚度为76mm，使用中应定期检查每一刹车盘的厚度，刹车盘单边允许磨损量最大为5mm，当盘厚为66毫米时，须更换新盘，如果磨损不均匀，应以磨损量最大处进行测量（部分实心盘初始厚度为40mm）。

应当指出的是，刹车盘的摩擦面上会出现一种小裂纹，这属于正常现象。

如果发现很长而深的裂纹，则应做进一步的分析，采取相应的处理措施。

对于水冷式刹车盘，绞车运转时必须有足够的冷却水通过刹车盘，把刹车副在制动产生的热量带走，以防盘过热而损坏。

钳架用来安装支撑刹车钳的固定架，与刹车盘对应。

安全钳对于ZJ70以下规格的钻机，每套盘式刹车配置两个安全钳，由一个单独的油路控制的。

当具有一定压力的液压油进入安全钳油缸时，液压油产生的轴向力就会克服内置于油缸的碟型弹簧的弹簧力而使弹簧压缩，活塞被压入油缸，油缸缩短，然后再通过杠杆带动刹车块松刹，当安全钳油缸中液压油的压力降到一定程度时，弹簧力使活塞伸出油缸，油缸伸长，通过两个杠杆，将力传给刹车块，作用于刹车盘上，产生摩擦制动力，实现制动。

安全钳间隙对于安全钳的制动非常重要，间隙变大，安全钳的刹车力矩将显著降低。

安全钳间隙的调整方法是在安全钳油缸给压的情况下，松开锁紧螺母，顺时针旋转调节螺母，使安全钳刹车块与刹车盘完全贴合，然后再逆时针旋转调节螺母小于八分之一圈（一个孔距左右），此时刹车盘与刹车块间有小于0.5毫米的间隙，最后拧紧锁紧螺母工作钳对于ZJ70规格的钻机，每套盘式刹车配置六个工作钳，对称布置，对称布置ZJ40、ZJ50规格的钻机，每套盘式刹车配置四个工作钳，对称布置，分别由两条油路控制（ZJ30规格钻机每套盘式刹车配置两个工作钳，由一条油路控制）。

当具有一定压力的液压油进入工作钳油缸时，液压油产生的轴向力，使油缸活塞与缸体分别向两侧移动，通过杠杆，将力传给刹车块，作用于刹车盘上，产生摩擦制动力。