淺析新型雙管路制動(dòng)系統(tǒng)在修井機(jī)上的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

劉喆

四機(jī)公司裝備集成廠 湖北 荊州 434024

修井機(jī)是油田用于油、氣井修理作業(yè)的專業(yè)設(shè)備。常規(guī)修井機(jī)為自走式修井機(jī)。外形尺寸大，重量重。小型修井機(jī)重量約40噸，中、大型修井機(jī)重量為70多噸。修井機(jī)采用雙管路制動(dòng)系統(tǒng)，具有制動(dòng)平穩(wěn)、快捷的優(yōu)勢(shì)。

1 雙管路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

現(xiàn)使用的常規(guī)雙管路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)為前橋制動(dòng)和后橋制動(dòng)各自為單獨(dú)的制動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)一條管路發(fā)生故障，另一條仍能繼續(xù)起作用。前后制動(dòng)系統(tǒng)均采用了繼動(dòng)閥。繼動(dòng)閥的作用是縮短因管路太長(zhǎng)引起的制動(dòng)起作用滯后時(shí)間。其原理是通過(guò)制動(dòng)總泵給繼動(dòng)閥一個(gè)信號(hào)(氣壓信號(hào)) 打開繼動(dòng)閥， 然后由儲(chǔ)氣筒直接通過(guò)繼動(dòng)閥供氣給制動(dòng)分泵[1]。主制動(dòng)時(shí)，腳踏板經(jīng)過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)，操縱雙腔制動(dòng)閥，分別控制前橋制動(dòng)器和后橋制動(dòng)器，經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)控制各自的車輪制動(dòng)器。手制動(dòng)，為獨(dú)立的斷氣制動(dòng)。控制后橋組合制動(dòng)氣室的彈簧制動(dòng)腔。手制動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)和緊急制動(dòng)。當(dāng)彈簧制動(dòng)腔的氣壓低于4.5bar時(shí)，彈簧制動(dòng)氣室的氣壓不足以壓縮彈簧，彈簧腔動(dòng)作，車輪制動(dòng)。在常規(guī)的雙管路系統(tǒng)中，前橋制動(dòng)管路，后橋制動(dòng)管路，手制動(dòng)管路為各自獨(dú)立的系統(tǒng)。雙腔制動(dòng)的前腔和后腔也是分別單獨(dú)控制修井機(jī)的后橋制動(dòng)和前橋制動(dòng)。

2 新型雙管路系統(tǒng)分析

在四機(jī)公司加拿大XJ250S修井機(jī)上，使用了國(guó)際通用的典型的雙管路系統(tǒng)，如下圖：

圖1 雙管路系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）將壓縮空氣首先輸入濕儲(chǔ)氣罐，壓縮空氣在濕儲(chǔ)氣罐內(nèi)冷卻并進(jìn)行油水分離之后，分成兩個(gè)回路：一個(gè)回路進(jìn)入主儲(chǔ)氣罐10，另一個(gè)回路進(jìn)入次儲(chǔ)氣罐6，雙腔制動(dòng)閥2的上腔控制后橋繼動(dòng)閥6，來(lái)指揮后橋組合制動(dòng)氣室的前橋，供氣制動(dòng)。雙腔制動(dòng)閥2的下腔同時(shí)可控制前橋繼動(dòng)閥和后橋繼動(dòng)閥。雙腔制動(dòng)閥2的上下腔在控制后橋繼動(dòng)閥前，用梭閥隔開。當(dāng)其中一個(gè)管路發(fā)生故障失效時(shí)，另一個(gè)回路仍能繼續(xù)工作，同時(shí)梭閥動(dòng)作，保證制動(dòng)回路氣壓不損失，以維持汽車具有一定的制動(dòng)能力，從而提高了汽車行駛的安全性[2]。

雙腔制動(dòng)閥通過(guò)制動(dòng)踏板來(lái)操縱。不制動(dòng)時(shí)，前、后制動(dòng)氣室分別經(jīng)制動(dòng)閥和繼動(dòng)閥與大氣相通，而與來(lái)自儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣隔絕，因此所有車輪制動(dòng)器均不制動(dòng)。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)閥首先切斷各制動(dòng)氣室與大氣的通道，并接通與壓縮空氣的通道，于是兩個(gè)主儲(chǔ)氣罐便各自獨(dú)立地經(jīng)繼動(dòng)閥向前，后制動(dòng)氣室供氣，促動(dòng)前，后制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)。

雙管路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，并帶排氣緊急制動(dòng)和彈簧儲(chǔ)能駐車制動(dòng)裝置。在此管路中，手制動(dòng)閥1和彈簧制動(dòng)閥7組合動(dòng)作。行車時(shí)，按下手制動(dòng)閥1數(shù)秒，手制動(dòng)閥1會(huì)由于彈簧制動(dòng)閥7的動(dòng)作而被鎖定并向后橋差動(dòng)式繼動(dòng)閥12供氣，進(jìn)入組合彈簧制動(dòng)氣室的彈簧制動(dòng)腔，解除剎車。當(dāng)氣壓低于60psi時(shí)，手制動(dòng)閥制動(dòng)彈起，實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)或駐車制動(dòng)。

在后橋制動(dòng)系統(tǒng)中，采用了繼動(dòng)閥和差動(dòng)式繼動(dòng)閥組合使用的配置。差動(dòng)式繼動(dòng)閥上設(shè)有防混合控制口，與繼動(dòng)閥的工作口相連。當(dāng)繼動(dòng)閥動(dòng)作，組合彈簧制動(dòng)氣室的膜片腔動(dòng)作時(shí)，防混合口阻止差動(dòng)式繼動(dòng)閥控制口進(jìn)氣，以阻止組合彈簧氣室同時(shí)動(dòng)作而導(dǎo)致剎車裝置損壞，反之亦然。

3 新型雙管路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

新型雙管路系統(tǒng)與常規(guī)雙管路系統(tǒng)相比，常規(guī)雙管路系統(tǒng)的雙腔制動(dòng)閥的前后腔只能單獨(dú)控制修井機(jī)的前橋和后橋。而新雙管路系統(tǒng)雙腔制動(dòng)閥上下腔可同時(shí)控制修井機(jī)的前后橋。在兩管路之間用梭閥隔開，保證了兩管路控制的獨(dú)立型。在手制動(dòng)系統(tǒng)中，手制動(dòng)閥為自動(dòng)回位閥，和彈簧制動(dòng)閥組合使用，當(dāng)氣壓低于60psi時(shí)，自動(dòng)彈起，提高了修井機(jī)在行駛時(shí)的安全性。同時(shí)采用組合式繼動(dòng)閥，增加防混合控制口，防止了手制動(dòng)和腳制動(dòng)的同時(shí)動(dòng)作對(duì)剎車系統(tǒng)產(chǎn)生的破壞。同時(shí)，滿足了修井機(jī)在不同速度時(shí)的制動(dòng)距離，增加了修井機(jī)行駛的安全性和平穩(wěn)性[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

新型雙管路系統(tǒng)在我廠出口加拿大修井機(jī)上的應(yīng)用表明，它比我們常規(guī)使用的雙管路系統(tǒng)具有安全性高、智能化程度高、制動(dòng)性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。