液壓鑿巖機(jī)常見故障分析與對策

（中船重工中南裝備有限責(zé)任公司，湖北 宜昌443005）

液壓鑿巖機(jī)是液壓鑿巖鉆車的核心部件，液壓鑿巖機(jī)的性能和質(zhì)量直接影響到液壓鑿巖鉆車的工作效率、應(yīng)用成本和效益創(chuàng)造。因此，總結(jié)液壓鑿巖機(jī)的故障情況，分析故障產(chǎn)生原因，采取相應(yīng)措施，提高液壓鑿巖機(jī)的性能和質(zhì)量，對保障液壓鑿巖鉆車的工作效率、降低維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。

1 液壓鑿巖機(jī)的常見故障形式及原因分析

液壓鑿巖機(jī)的基本構(gòu)成包括沖擊機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)、沖洗機(jī)構(gòu)和潤滑與防塵系統(tǒng)(見圖1）。

液壓鑿巖機(jī)常見故障主要有蓄能器故障、換向閥故障、缸體故障、沖擊活塞故障、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)故障、密封失效、潤滑系統(tǒng)失效等。

1.1 蓄能器故障

液壓鑿巖機(jī)一般都有進(jìn)油蓄能器、回油蓄能器、緩沖蓄能器，以滿足液壓鑿巖機(jī)沖擊所需的瞬間大流量壓力油，保持沖擊活塞后腔有較高的工作壓力從而獲得更大的沖擊速度，同時消除壓力脈沖、緩和液壓沖擊，保障液壓鑿巖機(jī)的正常工作。蓄能器故障主要有兩種形式：一是蓄能器隔膜損壞，液壓油進(jìn)入氮氣室，蓄能器失效；二是蓄能器氮氣室壓力過高或不足，蓄能器不能有效發(fā)揮作用。

蓄能器隔膜損壞的主要原因：

圖1 液壓鑿巖機(jī)基本構(gòu)成

（1）蓄能器隔膜工作時受到交替的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力作用，使隔膜出現(xiàn)單邊受力偏斜，導(dǎo)致隔膜撞擊殼體造成隔膜破裂；

（2）隔膜本身質(zhì)量不佳、壽命短；

（3）氮氣室充氮壓力長期過低造成隔膜損壞。

1.2 換向閥故障

換向閥故障主要是換向閥閥芯劃傷和卡死，閥芯劃傷會造成液壓鑿巖機(jī)沖擊效率降低，閥芯卡死會導(dǎo)致液壓鑿巖機(jī)無沖擊動作。

閥芯劃傷和卡死的主要原因：

（1）換向閥閥芯外圓圓度和同軸度誤差太大；

（2）換向閥閥蓋安裝面不平整；

（3）換向閥閥蓋內(nèi)孔與安裝端面垂直度誤差較大；

（4）油液清潔度達(dá)不到要求，油液中含有堅硬顆粒物雜質(zhì)。

1.3 缸體故障

缸體故障的主要表現(xiàn)是缸體內(nèi)表面被拉傷，俗稱拉缸。缸體拉傷后會造成沖擊功率降低，鑿巖速度變緩等問題，嚴(yán)重時導(dǎo)致液壓鑿巖機(jī)無法工作而失效。

拉缸的原因較復(fù)雜，主要原因：

（1）油液中含有堅硬顆粒物雜質(zhì)，拉傷缸體；

（2）缸體與沖擊活塞等運動配合副零部件制造質(zhì)量不合格，精度達(dá)不到設(shè)計要求；

（3）沖擊活塞與缸體等運動配合副未進(jìn)行有效磨合；

（4）缸體與沖擊活塞之間的潤滑不充分，造成缸體與沖擊活塞直接金屬接觸，發(fā)生磨損。

1.4 沖擊活塞故障

沖擊活塞是液壓鑿巖機(jī)最重要的零件，在工作過程中要長時間承受交變應(yīng)力作用，同時要承受強(qiáng)大的撞擊力?？偨Y(jié)液壓鑿巖機(jī)應(yīng)用情況發(fā)現(xiàn)，沖擊活塞故障是液壓鑿巖機(jī)最多、最主要的故障形式。沖擊活塞故障主要表現(xiàn)為沖擊活塞斷裂、沖擊活塞拉傷、沖擊活塞端面磨損、剝落等。

造成沖擊活塞拉傷的主要原因：

（1）油液中含有堅硬顆粒物雜質(zhì)，拉傷沖擊活塞表面；

（2）沖擊活塞制造質(zhì)量不合格，精度達(dá)不到設(shè)計要求，沖擊活塞表面硬度低；

（3）沖擊活塞與缸體等運動配合副未進(jìn)行有效磨合；

（4）沖擊活塞與缸體之間的潤滑不充分，造成沖擊活塞與缸體直接金屬接觸，發(fā)生磨損。

造成沖擊活塞斷裂的主要原因：

（1）沖擊活塞長期承受交變應(yīng)力作用，易從應(yīng)力集中處產(chǎn)生斷裂；

（2）沖擊活塞熱處理質(zhì)量不合格；

（3）沖擊活塞制造質(zhì)量不合格，加工精度達(dá)不到要求。

造成沖擊活塞端面磨損、剝落的主要原因：

（1）沖擊活塞長時間撞擊形成疲勞破壞，導(dǎo)致活塞沖擊端部表面磨損、剝落；

（2）活塞沖擊端部表層硬度和心部硬度匹配不合適，導(dǎo)致表層壓碎，產(chǎn)生剝落；

（3）零件熱處理質(zhì)量不合格。

1.5 傳動機(jī)構(gòu)故障

主要表現(xiàn)為傳動元件如齒輪、傳動套、傳動軸、傳動襯套等磨損嚴(yán)重、損壞，造成液壓鑿巖機(jī)傳動效率降低甚至失效。

造成傳動機(jī)構(gòu)故障的原因主要是傳動元件本身的質(zhì)量不合格，此外，安裝質(zhì)量不好和維護(hù)不到位也會導(dǎo)致傳動機(jī)構(gòu)故障。

1.6 密封失效

密封失效包括下列幾種情況：

（1）機(jī)頭釬尾處漏油，是因為緩沖活塞或沖擊活塞的密封失效；

（2）缸體端面漏油，是因為缸體端面的密封失效；

（3）機(jī)頭漏水嚴(yán)重，是因為水封損壞而失效。

出現(xiàn)密封失效故障，主要原因是密封件的質(zhì)量不好、密封件安裝時受損以及密封槽加工質(zhì)量不合格等。

1.7 潤滑失效

潤滑失效包括齒輪箱潤滑失效和釬尾潤滑失效。齒輪箱潤滑失效是由于潤滑脂未加滿或者潤滑脂泄漏，從而導(dǎo)致齒輪箱發(fā)熱。此時應(yīng)檢查齒輪箱潤滑脂情況，及時加注潤滑脂。釬尾潤滑失效是由于鉆車潤滑油氣不足或者壓力太低，導(dǎo)致鑿巖機(jī)整機(jī)發(fā)熱。

2 防范和減少故障的應(yīng)對措施

為防范和減少液壓鑿巖機(jī)故障，可從以下方面采取相應(yīng)措施。

（1）要高度重視設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、硬度匹配、運動副配合間隙確定等方面不斷優(yōu)化，形成最佳方案，同時要關(guān)注設(shè)計細(xì)節(jié)，尤其是一些關(guān)鍵零部件的細(xì)微設(shè)計，如毛刺清除等。

（2）提高零件的加工質(zhì)量和熱處理質(zhì)量，尤其是沖擊活塞、缸體和換向閥等關(guān)鍵零件。除嚴(yán)格保證尺寸精度和形位公差精度外，還要降低表面粗糙度，減少應(yīng)力集中。制定合理的熱處理工藝參數(shù)，保證抗疲勞性能和耐磨性，延長使用壽命。

（3）提高鑿巖機(jī)的裝配質(zhì)量，裝配前仔細(xì)檢查各零件，對沖擊活塞、缸體、換向閥等關(guān)鍵零部件的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行復(fù)驗；沖擊活塞、換向閥裝入后應(yīng)推拉數(shù)次，檢查配合情況；襯套、密封的安裝要采用專用工具，防止裝配過程中受損。

（4）加強(qiáng)密封、軸承等外購件的質(zhì)量監(jiān)控。

（5）加強(qiáng)鑿巖機(jī)維護(hù)保養(yǎng)，防患于未然。加強(qiáng)液壓系統(tǒng)油液清潔度、潤滑油氣和潤滑脂、蓄能器氮氣室壓力的監(jiān)測。定期檢查各聯(lián)接部分是否松動，及時擰緊螺栓。

（6）密切監(jiān)視設(shè)備工作情況，出現(xiàn)任何異常情況應(yīng)及時檢修，更換零件，以免故障擴(kuò)大，連帶損壞其它零件。