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XZ3000A型水平定向钻机钻杆无旋转动作
来源:工程机械与维修  作者:佚名  2016-09-02 08:24:58

    (1)故障现象
    1台XZ3000A型水平定向钻机施上时,显示器屏幕突然显示通讯故障,屏幕上的数据时有时无,有时显示屏幕上的数据不变化。显示器出现故障时,钻杆旋转无动作,钻杆推拉及其他动作正常。
    (2)控制原理
    该定向钻机动力头可在钻架上前、后移动,动力头前部通过钻挺连接钻杆,动力头输出的动力通过钻挺带动钻杆旋转。动力头移动及钻杆旋转由电控系统控制,其电控系统由控制器I、控制器II、推拉手柄、旋转手柄、推拉泵阀、旋转泵阀及显示器等组成,动力头的前、后移动由推拉手柄控制,钻杆的正、反旋转由旋转手柄控制。如图1所示。

    该机电控系统使用TTC60型控制器,每个TTC60型控制器只有8路PWM信号(脉宽调制信号)输出端,而该定向钻机需控制多个PWM信号,故该定向钻机使用了2个TTC60型控制器。其中控制器I为主控制器,用于控制推拉泵阀;控制器II为副控制器,用于控制旋转泵阀。控制器I通过265端与259端与控制器II的265端与259端通讯。
    定向钻机工作时,向前推或向后拉推拉手柄或旋转手柄的行程越大,推拉手柄及旋转手柄的s端输出至控制器I的129端及141端的电压越大,控制器I输出至推拉泵阀的105端(至前推阀Y5a)或117端(至后拉阀Y5b)、旋转泵阀的106端(至正转阀Y6a)或118端(至反转阀Y6b)输出电流越大,推拉泵或旋转泵内部的斜盘摆角越大,推拉泵或旋转泵排出的液压油越多,推拉缸伸缩或旋转马达旋转的速度越快。
    控制器I除了与控制器II通讯外,还将控制器II传递的信息及控制器I的信息通过自身的通讯端口265端与259端与显示器的CAN -H端与CAN一端进行通讯联系。
    该定向钻机与操作房采用分体式结构,控制器I与控制器II安装在主机控制箱内,且两者距离较近,显示器安装在操作房内的操作台上,2个控制器与显示器距离约20m。为了保证通讯信号安全、稳定,显示器的CAN -H端和CAN_L端,以及控制器I的265端和259端分别并接有120Ω的电阻。显示器将2个控制器检测到的信一号以数据形式显示,便于操作人员观察水平定向钻机的运行情况。
    (3)故障排查
    分析认为,定向钻机动力头推拉动作正常,说明控制动力头推拉的控制器I无故障。因动力头旋转动作是由旋转手柄、控制器II控制,故怀疑旋转手柄、控制器I(可能有故障;因控制器I与控制器II是主副控制关系,故怀疑控制器I到相关旋转手柄的通讯联系也可能有故障;因显示器显示的数具不变化,故说明控制器I与显示器之间的通讯线路有故障。另外,旋转泵阀的输出端口或通讯端口也可能有问题。
    根据原因分析,我们对电控系统的控制器及显示器进行排查。
    首先,检查旋转手柄是否有故障。将定向钻机电源接通后,将万用电表调到电压挡,将红表笔与黑表笔分别接旋转手柄的147端及133端,测得输出的电压为5V,这说明旋转手柄的供电电压正常。将红表笔与黑表笔分别接旋转手柄的141端及133端,旋转手柄在中位时直流电压为2.5V,这说明旋转手柄中位电压正常。向前推旋转手柄,电压由2.5V线性增大到5V左右,向后拉旋转手柄,电压由2.5V线性减小到0V左右,这说明旋转手柄及S端输入到控制器I的141端的电压信号正常。
    其次,检查控制器II是否有故障。将万用电表的红表笔与黑表笔分别接控制器II的265端与259端,电位差约2V左右,属正常范围。由此怀疑控制器I的265端或259端与控制器II的265端或259端连接有问题,于是检测2个控制器通讯线的连接端子排,发现控制器II的265端已从端子排孔内脱落,重新将265端插入端子排并紧固,动力头旋转正常,但是查看显示器显示仍然不正常。
    再次,检查显示器通讯线路。因显示器上有数据显示,只是时有时无、数据无变化,此时水平定向钻机的所有输出动作均已正常,故怀疑控制器I与显示器之间的通讯线路有问题。我们关掉钻机的总电源,用万用电表的电阻挡测量控制器I的265端及259端到显示器CAN -H及CAN -L线路,均连接完好。
    最后,测量265端与259端之间电阻。因为控制器I、控制器II与显示器连接的CAN线两端均并联有120Ω电阻,所以并联阻值应为60Ω。用万用电表实际测量时显示值为120Ω、说明并联阻中有一端电阻已经断路。用万用表继续检测,发现显示器I端并联的120Ω电阻有一端接点脱落,判断可能是钻机工作时的振动所致。
    分析认为,120Ω电阻接点脱落,导致控制器I(主控制器)与显示器之间的通讯不稳定,数据时有时无,且无变化,重新连接120Ω电阻的脱落端后试机,故障消失。现场跟踪该钻机施工2天,所有动作及其显示均正常。
 

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