1.故障现象
1台HDD6000型600t水平定向钻机钻进施工时,其控制器的显示器突然显示故障,动力头推拉、钻杆旋转及履带行走等均无动作。控制器所有脉宽调制信号(PWM信号)均无输出。除动力头顶进与回拉的高速III挡动作输出信号异常外,控制器其他开关量(DC信号)输出信号均正常。
2.控制原理及功能
(1)原理
该水平定向钻机动力头的推拉、钻杆旋转及钻机的前后行走等由电控系统控制,其原理如附图所示。
动力头前部设有钻挺,钻锥连接钻杆,动力头通过钻挺带动钻杆旋转。动力头可在钻架上前、后滑动,动力头顶进或回拉带动钻杆顶进、回拉。动力头的顶进、回拉由推拉速度调节钮、推拉手柄控制,钻杆的旋转由旋转速度调节钮、旋转手柄控制。当需要动力头顶进或回拉时,用推拉速度调节钮设定好推拉速度后,操纵推拉手柄,动力头即可顶进或回拉。当需要钻杆旋转时,用旋转速度调节钮设定好钻杆旋转速度后,操纵旋转手柄,动力头即可通过钻锥带动钻杆旋转。左、右行走手柄控制钻机左、右履带的前进与后退。为了适应复杂地下钻进工况,该水平定向钻机设置多种动力头推拉运行速度及钻杆左、右旋转速度。
(2)功能
推拉泵及旋转泵调速推拉手柄4及旋转手柄5通过控制器1对Y21a顶进阀、Y21 b回拉阀及Y13a左旋阀、Y13b右旋阀发出PWM控制信号,从而控制推拉泵及旋转泵。向前推或向后拉推拉手柄4或旋转手柄5的行程越大,推拉手柄4或旋转手柄5的S端输出到控制器1的169或170端的电压越大,控制器1的154端、178端、149端或173端输出至Y21a顶进阀、Y21b回拉阀或Y13a左旋阀、Y13b右旋阀的PWM电流信号越大,其阀口开度越大,控制推拉泵及旋转泵排出的油液越多,推拉马达或旋转马达旋转的越快。
推拉马达及旋转马达调速当需要水平定向钻机动力头以更高的顶进、回拉速度或需要钻杆以更高的旋转速度工作时,在操纵推拉手柄4及旋转手柄5前,顺时针转动推拉速度调节旋钮6或旋转速度调节旋钮7,通过控制器1控制Y5~10Y动力头推拉马达电磁阀及Y1~Y4钻杆旋转马达电磁阀得电数量(开关量)的不同组合,控制动力头推拉马达推拉、旋转马达旋转。其马达电磁阀得电数量越多,处于小排量高速工作状态的马达数量也越多,马达旋转的越快,推拉及旋转速度越快。
推拉速度调节旋钮通过控制器1对Y5~10Y动力头推拉马达电磁阀产生3种推拉速度:顺时针转动推拉速度调节旋钮至I挡时,马达电磁阀Y5及Y6得电(2个),动力头以高速I挡顶进或回拉;向右旋转II挡时,马达电磁阀Y5、Y6、Y7、Y8得电(4个),动力头以高速II挡顶进或回拉;向右旋转IQ挡时,马达电磁阀Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10得电(全部),动力头以高速III挡顶进或回拉。
旋转速度调节旋钮通过控制器1对Y1~Y4钻杆旋转马达电磁阀产生4种旋转速度:向右旋转钻杆旋转速度调节旋钮至I挡时,马达电磁阀Y1得电(1个),钻杆以高速I挡旋转;向右旋转至II挡时,马达电磁阀Y1、Y2得电(2个),钻杆以高速II挡旋转;向右旋转至m挡时,马达电磁阀Y1、Y2、Y3得电(3个),钻杆以高速至讯挡旋转;向右旋转至W挡时,马达电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4得电(4个),钻杆以高速W挡旋转。
钻机行走左、右履带行走手柄 (8、9)通过控制器1控制Y20a、Y20b、Y18a、Yl8b行走电磁阀(PWM信号),从而控制左、右行走泵。当钻机需要转移工地行走时,将操作箱上的工作/行走转换开关拨到行走位置,操纵左、右行走手柄(8、9),便可控制钻机左、右履带的前进与后退,使钻机行走或转向。