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第二章液压泵和液压马达第一节概述一、液压泵和液压马达的工作原理液压泵是将电动机（或其它原动机）输出的机械能转换为液体压力能的能量转换装置。
在液压系统中，液压泵作为动力源，向液压系统提供压力油。
液压马达是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。
从原理上，两者是互逆的。
但由于功用的不同，结构上有差别。
1．液压泵的工作原理图2-1 所示为一个单柱塞液压泵的工作原理图。
柱塞2 安装在泵体3 内，柱塞在弹簧4 的作用下与偏心轮1 接触。
当偏心轮不停地转动时，柱塞作左右往复运动。
柱塞向右运动时，柱塞和泵体所形成的密封容积V增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下，通过单向阀6进入泵体V腔,即液压泵吸油。
柱塞向左运动时密封容积V减小，由于单向阀6封住了吸油口，于是V腔的油液打开单向阀5 流向系统，即液压泵压油。
偏心轮不停地转动，液压泵便不断地吸油和压油。
从上述泵的工作过程可以看出：1）液压泵是依靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，利用这种原理做成的泵统称为容积式液压泵。
2）在吸油过程中，对于非封闭的油箱, 必须使油箱与大气接通，这是吸油的必要条件。
3）单向阀5、6将吸油腔与压油腔隔开，保证吸油时使V腔与油箱接通，同时切断供油管道；压油时使V腔与油液流向系统的管道相通而与油箱切断。
单向阀5、6又称为配油装置。
液压马达是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。
从原理上讲，液压马达和液压泵是可逆的。
即液压泵可以作为液压马达使用，输入压力油，输出转矩和转速。
二、液压泵和液压马达的分类液压泵和液压马达的类型很多。
液压泵和液压马达按其排量V能否调节而分成定量泵和和定量马达，变量泵和变量马达两类，液压泵和液压马达按结构形式的不同，可分为齿轮式、叶片式和柱塞式等类型。
液压泵和液压马达的图形符号如图2-2 所示。
三、液压泵和液压马达的压力和流量1. 液压泵和液压马达的压力1）工作压力p 液压泵的工作压力是指它输出油液的压力，其大小由负载决定。
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HYM20ⅡD
液压猫头装置
2004年5月
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目 录
1 概述 ...................................................................................................... 1
2 主要技术参数 ................................................................................... 1
3 结构及工作原理 ............................................................................... 2
4 使用说明 ............................................................................................. 2
5 注意事项 .......................................................................................... 4
6 维护和保养 ...................................................................................... 4
7 备件明细表 ........................................................................................ 5
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1 概述
液压猫头是石油钻井机械配套部件，它与吊钳配套使用，用于陆地和海洋钻
井时，钻杆、钻铤、套管等机械化上卸扣作业。由于采用液压驱动，使输出扭矩
可根据管径大小方便地进行调节，和机械猫头相比较，它不但减轻了钻井工人的
劳动强度，降低了钻井成本，更主要的是有力保证了钻井工人的人身安全，顺利
地完成钻井作业。
2 主要技术参数
2.1额定工作压力 16.6MPa
2.2额定流量 145L/min
2.3钢丝绳规格：GB1102-74 多层股（不旋转）钢丝绳18×7-27-170-1长8米
2.4钢丝绳牵引力 200KN
2.5钢丝绳牵引行程 1500mm
2.6在不同压力下，钢丝绳牵引力、扭距（见表格）
压力扭距对应表
系统压力
MPa
钢丝绳
拉 力 （×105N） 大 钳 臂 长 （in） 44 48 50 54
扭 矩N-m
16.6 2.11 235814 257251 267970 289408
15.5 1.97 220167 240182 250190 270205
15 1.91 213462 232867 242570 261976
14.5 1.84 205638 224333 233680 252374
14 1.78 198933 217018 226060 244145
13.5 1.72 192227 209702 218440 235915
13 1.65 184404 201168 209550 226314
12.5 1.59 177698 193853 201930 218084
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系统压力
MPa
钢丝绳
拉 力 （×105N） 大 钳 臂 长 （in） 44 48 50 54
扭 矩N-m
12 1.53 170993 186538 194310 209855
10 1.27 141935 158438 161290 174193
9 1.15 128524 140208 146050 157734
8 1.02 113995 124358 129540 139903
6 0.76 84938 92659 96520 104242
5 0.64 71526 78029 81280 87782
3 0.38 42469 46330 48260 52121
3 结构及工作原理
3.1结构：本液压猫头，主要由两个部分组成：
（一）头部定滑轮液压猫头 （二）猫头操纵总成
其液压动力源与液压大钳共用。
3.2工作原理：猫头钢丝绳套于吊钳尾柄上，接通猫头油缸进出管线，搬动操纵
箱上的控制手柄，使猫头油缸的活塞杆伸出，通过动定滑轮使钢丝绳牵动吊钳回
转一定角度完成紧扣或松扣动作，复位时，搬动控制阀手柄，使猫头油缸活塞杆
退回，由回绳弹簧使钢丝绳复位，以便进行下一次松紧扣作业。工作原理见图1。
4 使用说明
4.1猫头安装见图2。
本液压猫头为钻机的配套部件，在钻机总体设计时，已考虑了该猫头安装位
置及安装方式。
4.2.1将挡圈和弹簧套在钢丝绳上，然后把端部做成套圈或用钢丝绳夹夹紧，做
成套圈，连接到吊钳尾柄上。
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4.2.2在油缸处于完全收起的位置上和吊钳处于开始拉动的位置时，拉紧缆绳另
一末端使各处钢丝绳均无松垂，并穿入楔块孔中做成圈状将楔块放入，用手拉住
末端，尽可能地拉紧钢丝绳，使楔块楔入孔中。
4.2.3将吊钳卡紧在管柱上（或将大钳尾端另用钢丝绳固定住）驱动猫头油缸活
塞杆向外伸出，使楔块被进一步楔紧，如果此时缆绳长度不合适，可以打出楔块
重新调整，并且切去多余的钢丝绳。
4.2.4将弹簧推向挡板处，从自由长度向油缸方向压缩200㎜左右，并拧紧钢丝
绳夹。
4.3操纵箱安装
在司钻操纵台附近的刚性构件上，直接地安装操纵箱，以便司钻操作为宜。
4.4操作
4.4.1接通液压源，根据所需松紧扣扭距，所选大钳的钳臂长，查表选取对应的
液压系统工作压力来调整溢流阀，使压力表的读数为所需压力。
4.4.2操纵箱控制箱手动换向阀，使猫头油缸活塞杆伸出，从而使钢丝绳拉动大
钳，完成松紧扣作业，工作完毕活塞杆缩回。
4.4.3每次松紧扣扭矩大小是从控制箱压力表中读数得出的，要得到精确的数值，
必须在活塞杆伸出后，钢丝绳与大钳成900时压力表中所读出的数据。因此这就
要操作者重新定位几次才能得到保证。
4.4.4初次安装中可能会有些空气残留在阀和软管中，可通过操纵手动换向阀使
猫头活塞杆伸出和收回反复几次，将空气从系统中排出。
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5 注意事项
5.1司钻应牢记住，当活塞到达行程终点位置时，要立即操纵手动换向阀停止供
油。
5.2从表中选用钢丝绳牵引力要与大钳额定承载相匹配，严禁前者大于后者造成
事故。
5.3猫头工作时。人员离开缆绳，以防断绳造成事故。
5.4长期使用后，定期更换钢丝绳。
6 维护和保养
6.1猫头活塞杆每次工作完毕后，必须全部退入缸内以免外露部分腐蚀而形成麻
点，破坏缸口密封件，并经常检查活塞杆周围有无漏油，发现漏油应及时更换密
封件，并修复导致漏油的部位。
6.2猫头牵引钢丝绳回绳弹簧必须经常涂防腐油，并定期检查钢丝绳有无折弯、
腐蚀、磨损、断丝或严重扭绞，发现上述任一缺陷应立即更换。
6.3经常检查高压软管及接头处有无泄露和破损，必要时进行修复和更换。
6.4每班使用前必须对动、定滑轮轴上的黄油嘴打一次润滑油。
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7 备件明细表
序号 代号 名称 数量 备注
1 JB982-77 组合垫 33 6
2 JB982-77 组合垫 14 2
3 GB1235-76 O形圈 8×1.9 2
4 GB3452.1-92 O形圈 69×5.3 2
5 GB3452.1-92 O形圈 112×5.3 2
6 GB3452.1-92 O形圈 170×5.3 2
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12接17Mpa液压源PO3
1.YTN-100ZT耐震压力表
2.DL20-d25L-2T-CG-CG多路换向阀
3.液压猫头缸
HYM20II型猫头液压原理图
图1
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图2 HYM20ⅡD型液压猫头
序号 代号 名称 规格 数
量
备注
1 HYM20Ⅱ-10 液压缸总成 缸径180mm 2
2 HYM20Ⅱ-20 操纵箱主体 1
12
360±0.3140±0.3120±0.317040100
6-M30
1
8
0
±
0
.
3
φ
2
1
8
2
6
0
774
270
3
0
φ2104-NPT3/4接A.B油4-NPT3/4接压力油NPT3/4(前面）接回油箱NPT1(后面）NPT3/4（内螺纹）φ210
NPT3/4
（内螺纹）
250
建议底板安装尺寸建议底板安装尺寸
NPT3/4（内螺纹）NPT3/4（内螺纹）
