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水平定向钻机闭式回转液压系统工作原理及回转无力排查方法张永华王鹏甘立
水平定向钻机回转液压系统驱动动力头主轴旋转，主轴带动回转进行钻进作业。回转液压系统分为开式系统和闭式系统，开式系统结构简单、制造成本低，但传动效率较低，主要用于小吨位水平定向钻机；闭式系统结构复杂，但传动效率较高，广泛应用于中、大吨位水平定向钻机。本文介绍闭式回转液压
系统工作原理及回转无力排查方法。 1.工作原理
水平定向钻机闭式回转液压系统主要由变量泵2、冲洗阀7、变量马达8 和液压油箱9组成，变量泵2为轴向柱塞变量泵，其泵体上集成了排量控制模块1、补油泵3、压力限制阀4、补油溢流阀5、高压溢流阀6等，如附图所示
变量泵2和变量马达8通过管路直接连接，构成闭式回路。变量泵2将
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发动机输入的机械能转换为液压能，向液压系统输出高压油。变量马达8将变量泵2输出的液压能转化为机械能，带动动力头主轴回转。排量控制模块1用于改变变量泵2输出压力油的流量和方向，以控制变量马达8的转速和旋转方向：从而控制动力头主轴的转速及回转方向。
补油泵3为排量控制模块1提供先导压力油：补油溢流阀6为常开状态的溢流阀，用于设定补油泵3的溢流压力。
闭式回路压力油在变量泵2和变量马达8之间宿环，其产生的热量难以消除，故该液压系统设置冲洗阀7。冲洗阀7依靠高压端的压力推动其阀芯打开
一小部分液压油回流到液压
将低压增的
油箱，将闭式系统中的高温油液释放出来，并对变量马达8壳体进行冲洗，回时保持变量泵2低压端油液压力。补油
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水平定向钻机闭式回转液压系统工作原理
1.排量控制模块2.变量泵3.补油泵4.压力限制阅5.补油溢流阀
6.高压溢流阀7.冲洗阔8.变量马达9.液压油箱
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泵3通过高压溢流阀6内的补油单向阀向系统低压端补油，以补充冲洗阀7置换出的油液。
该液压系统设置2个压力限制阀4 和2个高压溢流阀6，分别对称布置于变量泵2两侧进、出油口，均用于设定变量泵2主油口的最高工作压力，以避免液压系统相关零件超载。高压溢流阀 6的设定压力高于压力限制阀4的设定值，高压溢流阀6起缓冲作用，避免闭式系统瞬间冲击压力过高，其设定值不可调节。压力限制阀4用于设定闭式液压系统的最高稳定工作压力，设定值可进行无级调节，当液压系统工作时，如果负载增大，会使变量泵2排量逐渐减小，当达到最小排量状态时，为压力限
制阀4设定的最高稳定压力值。 2.回转无力排查方法
水平定向钻机回转无力的原因是变量马达输出扭矩不足，而扭矩不足的原因是液压系统工作压力低，无法达到该系统设计值。由回转液压系统原理可知，变量泵总成、变量马达，冲洗阀出现故障，均会造成回转无力。
(1）排查变量泵总成
变量泵总成集成了补油泵、补油溢流阀、压力限制阀、高压溢流阀、排量控制模块和补油单向阀等多个液压元件，任何1个元件出现故障，均会造成液压系统工作压力低，回转无力。
排查补油泵和补油溢流阀变量泵变量机构的控制压力油由补油泵提供，并通过补油溢流阀设定工作压力。补油