COP1238K鑿巖機(jī)常見故障原因和解決辦法

凌德征

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦，廣東韶關(guān) 512000）

0 引言

COP1238K 型鑿巖機(jī)是Epiroc 公司生產(chǎn)的一款液壓鑿巖機(jī)，因其價(jià)格相對便宜，能夠滿足生產(chǎn)需要，近些年在某礦大量投入使用。與此同時(shí)，因使用不當(dāng)或修理不當(dāng)導(dǎo)致的故障也頻繁出現(xiàn)，不但影響了鑿巖機(jī)的使用效率，而且增加了鑿巖機(jī)的使用成本。為此，許多學(xué)者做過大量的研究，總結(jié)了許多維修和使用經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，本文將結(jié)合常見的故障，分析造成該故障的原因，提出解決辦法，希望今后能對鑿巖機(jī)的正確使用和成本控制有積極意義。

1 鑿巖機(jī)前端

鑿巖機(jī)前端主要由殼體、導(dǎo)向套、沖洗頭、止推環(huán)、水壓盤等零件組成。功能主要有兩個(gè)，一是對釬尾旋轉(zhuǎn)起到導(dǎo)向支撐作用；二是將水泵的水引入釬尾，提供到鉆桿。

1.1 導(dǎo)向套和止推環(huán)磨損

銅制導(dǎo)向套配合釬尾油潤滑一般不容易磨損，如果在短時(shí)間內(nèi)（需結(jié)合實(shí)際情況判斷）反復(fù)出現(xiàn)導(dǎo)向套磨損的情況，如圖1（a）所示，則需要檢查鑿巖機(jī)的釬尾潤滑油道是否堵塞，如果堵塞則需要將鑿巖機(jī)拆解維修。

在鑿巖機(jī)向上打眼的過程中，巖石的碎渣也會(huì)順著鉆桿流入鑿巖機(jī)前端，加速導(dǎo)向套磨損。某礦使用的中深孔鑿巖臺(tái)車，因向上打眼作業(yè)較多，導(dǎo)向套磨損速度遠(yuǎn)比水平掘進(jìn)臺(tái)車要快得多。在釬尾處加裝一個(gè)防水罩能較好阻擋碎渣進(jìn)入，延長導(dǎo)向套的使用壽命。

止推環(huán)如圖1（b）所示，其是釬尾的限位環(huán)，承受釬尾的軸向撞擊力和徑向摩擦力。在止推環(huán)和釬尾花鍵接觸位置磨損程度超過1 mm 則需要更換[1]。止推環(huán)處也是有潤滑油進(jìn)行潤滑的，如果短期內(nèi)頻繁更換，則需要注意是不是潤滑油道堵塞。

圖1 磨損的導(dǎo)向套和止推環(huán)

1.2 鑿巖機(jī)前端漏水

前端水封磨損會(huì)導(dǎo)致漏水。水封為4道Y型密封，除了防止漏水，還有防止碎渣進(jìn)入的作用。如果出現(xiàn)漏水的情況應(yīng)馬上更換水封，否則將會(huì)損壞鑿巖機(jī)前端，也會(huì)影響進(jìn)眼速度。

沖洗頭破裂也會(huì)導(dǎo)致前端漏水。沖洗頭破裂主要有兩個(gè)原因，一是長期長時(shí)間地空打，操作工無法卸鉆桿時(shí)會(huì)開沖擊振動(dòng)鉆桿，此時(shí)鉆桿沒有頂?shù)綆r石，大部分力都集中到了沖洗頭，長期如此會(huì)導(dǎo)致沖洗頭破裂[1]；二是腐蝕導(dǎo)致[2]。

2 齒輪箱

齒輪箱由傳動(dòng)軸、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、挨打套、驅(qū)動(dòng)套、齒輪箱蓋和軸承組成，作用是將油馬達(dá)的動(dòng)力傳至釬尾。

2.1 驅(qū)動(dòng)套磨損

正常情況下，驅(qū)動(dòng)套的花鍵處會(huì)磨損，超過2 mm[1]時(shí)需要更換驅(qū)動(dòng)套。所使用鉆頭的直徑越大，驅(qū)動(dòng)套磨損的速度越快。鉆頭直徑過大會(huì)增加鑿巖機(jī)負(fù)荷，造成驅(qū)動(dòng)套破裂。

在使用不當(dāng)?shù)那闆r下，驅(qū)動(dòng)套會(huì)出現(xiàn)異常磨損，如圖2 所示。這是齒輪箱內(nèi)缺少潤滑脂或潤滑脂變質(zhì)導(dǎo)致的。潤滑脂有散熱的作用，若齒輪箱的溫度過高，從動(dòng)齒輪內(nèi)的銅制襯套由于受熱膨脹而高出臺(tái)階，驅(qū)動(dòng)套也因此與鑿巖機(jī)前端的止推環(huán)摩擦，最終導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)套端面磨損。驅(qū)動(dòng)套摩擦產(chǎn)生的碎屑會(huì)進(jìn)入鑿巖機(jī)內(nèi)部，堵塞油道甚至磨損鑿巖機(jī)的缸體部分。因此齒輪箱的潤滑脂需要耐高溫，且每周應(yīng)該更換一次。

圖2 花鍵齒和端面都磨損的驅(qū)動(dòng)套

2.2 挨打套破裂

挨打套位于釬尾末端和緩沖活塞前端，將釬尾的反沖力傳遞到緩沖活塞處。正常情況下，挨打套和釬尾末端接觸位置磨損超過1 mm[1]需要更換。

一次沖擊過程中，沖擊活塞的能量傳到釬尾，釬尾通過鉆桿將能量傳到巖石后，剩余的能量通過挨打套傳給緩沖活塞[4]。如果頻繁空打，或者緩沖活塞密封漏油，則會(huì)導(dǎo)致挨打套破裂。如果壓力表顯示壓力正常但鑿巖機(jī)進(jìn)眼慢的情況，則需要拆開前端檢查挨打套是否損壞。

2.3 空轉(zhuǎn)時(shí)回轉(zhuǎn)壓力偏高

鑿巖機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，壓力一般在5 MPa 以下。如果壓力偏高，在壓力調(diào)節(jié)閥正常的情況下，有兩個(gè)原因。一是齒輪箱內(nèi)沒有潤滑脂，容易出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)套磨損的問題；二是在安裝齒輪箱的過程中沒有把握好齒輪箱內(nèi)圓柱滾子軸承的預(yù)緊力，調(diào)整墊放置過多將軸承壓得過緊，也會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)時(shí)壓力過高的問題。在裝配齒輪箱時(shí)，應(yīng)配合專用工具將齒輪箱蓋壓緊，工具的擰緊力矩為200 N·m[1]。用塞尺測量齒輪箱蓋和齒輪箱的間隙，通過增加或減少調(diào)整墊，將間隙控制在0.15～0.20 mm，此時(shí)齒輪箱才算是正確安裝[1]。

3 中間體和缸體

中間體和缸體內(nèi)主要由緩沖活塞、沖擊活塞、前導(dǎo)套、后導(dǎo)套、換向閥等零件組成。中間體和缸體都可以理解為一種油缸形式。

3.1 緩沖活塞和中間體內(nèi)腔磨損

緩沖活塞在鑿巖機(jī)內(nèi)也是做軸向運(yùn)動(dòng)，其表面會(huì)被兩道密封磨損，當(dāng)磨損程度超過0.1 mm[1]時(shí)需要更換。如果緩沖活塞磨損較為嚴(yán)重仍不更換，則會(huì)出現(xiàn)緩沖活塞和中間體內(nèi)腔相互摩擦的現(xiàn)象，這時(shí)整個(gè)中間體都將報(bào)廢，造成巨大的損失，如圖3所示。裝配緩沖活塞時(shí)，應(yīng)將中間體放置水平，在中間體腔體內(nèi)和緩沖活塞表面涂上液壓油，將緩沖活塞垂直壓入。如果遇到較大阻力或敲擊時(shí)有明顯的回彈力，則應(yīng)立即停止壓入，檢查緩沖活塞是否放置垂直，避免損壞中間體內(nèi)腔。

圖3 磨損的緩沖活塞和中間體內(nèi)腔

3.2 沖擊活塞斷裂

沖擊活塞斷裂是十分嚴(yán)重的問題，如圖4（a）所示。在實(shí)際使用過程中，活塞斷裂后操作工無法馬上判斷，繼續(xù)開啟沖擊的話，斷裂的活塞和碎屑可能會(huì)將缸體磨損，導(dǎo)致鑿巖機(jī)缸體報(bào)廢。因此在日常維修中，應(yīng)該極力避免這一情況出現(xiàn)。

圖4 出現(xiàn)裂紋的沖擊活塞和被汽蝕的沖擊活塞表面

沖擊活塞斷裂主要有兩個(gè)原因，一是缸體前后端的兩個(gè)導(dǎo)向套不均勻磨損；二是鑿巖機(jī)3個(gè)固定螺栓擰緊力矩不同[2]。當(dāng)導(dǎo)向套與活塞的間隙超過0.06 mm[1]則需要更換。需要特別提出的是，在取出和裝配沖擊活塞時(shí)，也應(yīng)該注意順序。拆解鑿巖機(jī)時(shí)，應(yīng)該先取出沖擊活塞，再拆卸鑿巖機(jī)的固定螺栓。在裝配鑿巖機(jī)時(shí)，應(yīng)該將3 個(gè)固定螺栓擰到300 N·m[2]的力矩后，在活塞上涂液壓油，從后端緩慢旋入，如遇阻力應(yīng)立刻停止安裝并查找原因，這是為了保證沖擊活塞安裝后不出現(xiàn)偏心現(xiàn)象。

3.3 沖擊活塞汽蝕

在沖擊活塞與斯特封接觸的周圍表面會(huì)出現(xiàn)變粗糙的現(xiàn)象，這是汽蝕造成的，如圖4（b）所示。在一次沖擊過程中，如果液壓油無法得到補(bǔ)充，則缸體產(chǎn)生的真空會(huì)將液壓油中混入的空氣吸出，形成氣泡。氣泡在高溫高壓下破裂而侵蝕了沖擊活塞表面，造成了汽蝕現(xiàn)象[7]。出現(xiàn)了汽蝕的沖擊活塞，其粗糙的表面在與斯特封的摩擦過程中，會(huì)加速斯特封損壞，進(jìn)而造成鑿巖機(jī)的漏油現(xiàn)象。

定期檢查蓄能器壓力，能夠有效防止沖擊活塞發(fā)生汽蝕。COP1238K鑿巖機(jī)的兩個(gè)蓄能器都是與高壓油路連接，其中一個(gè)無法工作時(shí)，另一個(gè)仍能起到一定的作用[8]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鑿巖機(jī)的主回油管異常跳動(dòng)時(shí)，需要補(bǔ)充氮?dú)饣蚋鼡Q蓄能器。兩個(gè)蓄能器的充氮壓力分別為8～10 MPa[5]。

4 使用和維修注意事項(xiàng)

鑿巖機(jī)是鑿巖臺(tái)車上精密的核心部件，使用和維修時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）要保證液壓油清潔，定期更換液壓油濾芯，在更換油管和添加液壓油時(shí)，也應(yīng)該注意不要混入泥漿石子等；

（2）要及時(shí)更換鑿巖機(jī)前端的導(dǎo)向套、水密封等易損件；

（3）要定期檢查蓄能器壓力、潤滑油道，定期加注潤滑脂和按力矩要求擰緊固定螺栓；

（4）拆解鑿巖機(jī)后，應(yīng)著重檢查挨打套、驅(qū)動(dòng)套、緩沖活塞，從動(dòng)齒輪等零件的磨損程度，檢查沖擊活塞和前后端導(dǎo)向套的配合間隙；

（5）裝配鑿巖機(jī)時(shí)，應(yīng)注意沖擊活塞的安裝順序，齒輪箱的預(yù)緊力，以及鑿巖機(jī)各個(gè)螺栓的擰緊力矩。

5 結(jié)束語

通過對COP1238K 鑿巖機(jī)各個(gè)故障進(jìn)行原因分析，分別提出了使用和維修建議，為杜絕操作人員不當(dāng)使用鑿巖機(jī)的現(xiàn)象，以及提高維修人員的技能水平提供了理論支持。