阿特拉斯·科普柯液壓鑿巖機(jī)零部件故障原因分析

瑞典阿特拉斯·科普柯公司（Atlas Copco）生產(chǎn)的液壓鑿巖機(jī)具有高可靠性、大功率、高沖擊頻率、速度調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)應(yīng)用范圍較廣，其外形附圖所示。該品牌液壓鑿巖機(jī)在使用過程中也會(huì)出現(xiàn)故障，其常見故障部位包括沖擊機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和沖洗機(jī)構(gòu)，本文主要針對(duì)該品牌液壓鑿巖機(jī)上述3個(gè)部位零部件故障原因進(jìn)行分析。

1.沖擊機(jī)構(gòu)

液壓鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)故障的零部件包括旋轉(zhuǎn)襯套、緩沖活塞、沖擊活塞、活塞導(dǎo)向套以及止動(dòng)環(huán)等。

（1）旋轉(zhuǎn)襯套

旋轉(zhuǎn)襯套的功能是將反彈力從釬尾傳遞到緩沖活塞上。旋轉(zhuǎn)襯套的主要故障是磨損，其主要原因有2點(diǎn)：

一是潤滑不足。充分的潤滑可使旋轉(zhuǎn)襯套保持良好性能，而潤滑不足可使旋轉(zhuǎn)襯套端面因高溫變色，甚至造成旋轉(zhuǎn)襯套碎成兩半，并導(dǎo)致相關(guān)零件的損傷。

二是疲勞磨損。在液壓鑿巖機(jī)使用高推進(jìn)力和大孔徑鉆頭作業(yè)時(shí)，旋轉(zhuǎn)襯套承受來自釬尾很大的反彈力，若其疲勞強(qiáng)度不足，很容易損壞。

（2）緩沖活塞

緩沖活塞的功能是對(duì)來自前面的反彈力起緩沖作用。緩沖活塞的主要故障是氣蝕。而氣蝕的主要原因有2點(diǎn)：

一是蓄能器充氮壓力設(shè)置過高。若蓄能器充氮壓力設(shè)置過高，將造成油液脈沖波動(dòng)較大，導(dǎo)致緩沖活塞發(fā)生氣蝕。

二是流量恒定閥出現(xiàn)故障。若經(jīng)過流量恒定閥油液的流量波動(dòng)較大，也會(huì)在緩沖活塞上產(chǎn)生氣蝕。

（3）沖擊活塞

沖擊活塞的功能是產(chǎn)生沖擊力，并作用到纖尾。沖擊活塞的主要故障有3種：

一是沖擊活塞與導(dǎo)向套卡滯。沖擊活塞卡滯的具體原因是沖擊活塞與導(dǎo)向套之間接觸不良，造成沖擊活塞因表面溫度過高產(chǎn)生熱膨脹，導(dǎo)致沖擊活塞與導(dǎo)向套卡滯。沖擊活塞與導(dǎo)向套接觸不良的原因，可能有配合面受到腐蝕、液壓油受到污染等。

二是產(chǎn)生氣蝕。沖擊活塞氣蝕的具體原因有2個(gè)：第1個(gè)原因是長時(shí)間在低推進(jìn)壓力下運(yùn)行。過低的推進(jìn)壓力迫使沖擊活塞的行程變長，造成沖擊活塞與換向閥的換向時(shí)間不匹配，容易引發(fā)氣蝕。第2個(gè)原因是蓄能器損壞或充氮壓力過高。

三是沖擊面損壞。沖擊活塞沖擊面損壞通常有2種原因：第1個(gè)原因是鹽腐蝕。液壓鑿巖機(jī)在鹽水環(huán)境條件下施工時(shí)，其金屬件會(huì)受到鹽的侵蝕，具疲勞強(qiáng)度下降，必將加速其損壞。第2個(gè)原因是液體腐蝕。液壓鑿巖機(jī)運(yùn)行時(shí)，沖擊活塞的沖擊面若有水等液體存在，其沖擊面將會(huì)形成腐蝕凹槽，可導(dǎo)致沖擊活塞斷裂。

（4）活塞導(dǎo)向套

活塞導(dǎo)向套的功能是為活塞導(dǎo)向，使其只能沿軸向運(yùn)動(dòng)。活塞導(dǎo)向套的主要故障是氣蝕。其主要原因有2個(gè)：一是長時(shí)間在低推進(jìn)壓力下運(yùn)行，二是蓄能器損壞或充氮壓力過高。活塞導(dǎo)向套損壞后，可造成沖擊活塞卡滯或破損，甚至導(dǎo)致相關(guān)零部件產(chǎn)生繼發(fā)性損壞。

（5）止動(dòng)環(huán)

止動(dòng)環(huán)的功能是疏導(dǎo)卡住的鉆桿，當(dāng)沖擊活塞驅(qū)動(dòng)釬尾到達(dá)其前面位置時(shí)，沖擊活塞會(huì)有一些剩余的沖擊速度，止動(dòng)環(huán)用來接收這部分沖擊力。止動(dòng)環(huán)的主要故障是異常磨損或損壞。止動(dòng)環(huán)磨損或損壞原因有2種：一是液壓鑿巖機(jī)劇烈的反打，二是液壓鑿巖機(jī)推進(jìn)力太低或者無推進(jìn)力。上述2種原因，均可造成止動(dòng)環(huán)承受的沖擊力超過其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致止動(dòng)環(huán)加速磨損甚至損壞。

2.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)故障的零部件包括旋轉(zhuǎn)軸承、三棱套和釬尾導(dǎo)向套。

（1）旋轉(zhuǎn)軸承

旋轉(zhuǎn)軸承的功能是固定大齒輪，并使其只能轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸承的主要故障是異常磨損或損壞。旋轉(zhuǎn)軸承磨損或損壞原因主要是大齒輪和鑿巖機(jī)殼體作用在旋轉(zhuǎn)軸承上的預(yù)緊力不合適。

如果預(yù)緊力過小，軸承滾動(dòng)體就會(huì)處于游離狀態(tài)。液壓鑿巖機(jī)工作時(shí)，緩沖活塞擊打在旋轉(zhuǎn)襯套上，產(chǎn)生的振動(dòng)可引起軸承滾動(dòng)體瞬時(shí)偏離滾道，導(dǎo)致滾動(dòng)體保持器變形甚至破裂。如果預(yù)緊力過大，可造成滾動(dòng)體直接承受旋轉(zhuǎn)襯套施加的外力，從而導(dǎo)致軸承過早磨損。

（2）三棱套

三棱套的功能是將來自大齒輪的扭矩傳遞給纖尾。三棱套常見故障有以下3種：

一是異常磨損。三棱套異常磨損的具體原因有以下3個(gè)：第1個(gè)原因是三棱套沒有潤滑油、潤滑油不夠或者選錯(cuò)潤滑油型號(hào)。第2個(gè)原因是鑿巖機(jī)鉆孔直徑超出極限范圍。第3個(gè)原因是過多熱量聚集在三棱套處，造成釬尾花鍵區(qū)域損壞，導(dǎo)致三棱套產(chǎn)生嚴(yán)重的繼發(fā)性損壞。

二是三棱套內(nèi)部齒條損壞。三棱套內(nèi)部齒條損壞通常原因是前端導(dǎo)向套磨損嚴(yán)重，沖擊活塞前端作用在三棱套內(nèi)部齒條上，由于沖擊活塞的沖擊力很大，造成三棱套內(nèi)部齒條損壞。

三是三棱套開裂。三棱套開裂通常是由三棱套及其外部大齒輪之間的間隙超差引起，如果三棱套外面間隙太大，三棱套和外部大齒輪不能很好的接觸，導(dǎo)致傳遞扭矩時(shí)，只有局部受力，很容易造成三棱套開裂。

（3）釬尾導(dǎo)向套

釬尾導(dǎo)向套的功能是在圓周方向固定釬尾。釬尾導(dǎo)向套常見故障主要是導(dǎo)向套與釬尾間隙過大。其原因是釬尾導(dǎo)向套的材料是銅合金，如果材質(zhì)不達(dá)標(biāo)或加工精度沒有達(dá)到要求，就會(huì)造成釬尾導(dǎo)向套迅速磨損，導(dǎo)致釬尾的導(dǎo)向性變差、加速磨損。若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向套與釬尾之間的間隙較大，需立即更換釬尾導(dǎo)向套，否則會(huì)產(chǎn)生繼發(fā)性破壞。

3.沖洗機(jī)構(gòu)

液壓鑿巖機(jī)沖洗機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)故障的零部件包括沖洗頭和密封圈。

（1）沖洗頭

沖洗頭的功能是支承止動(dòng)環(huán)并使水封處于正確位置，沖洗頭由高強(qiáng)度耐腐蝕鋼材制成。沖洗頭常見故障主要是產(chǎn)生破裂和疲勞失效。沖洗頭破裂原因是過多地在無推進(jìn)力工況下沖擊或反打。如果這兩種情況同時(shí)存在，可能使損壞更為嚴(yán)重。疲勞失效的原因是所使用的鋼材不能同時(shí)具有高強(qiáng)度和耐腐蝕性，如果沖洗頭材料具有高強(qiáng)度，其可能會(huì)因腐蝕引起裂紋，從而導(dǎo)致疲勞失效。

（2）密封圈

密封圈的功能是保證沖洗頭具有良好的密封性，其常見故障主要是密封圈磨損。當(dāng)密封圈損壞后，沖洗用水進(jìn)入鑿巖機(jī)，就會(huì)造成液壓系統(tǒng)污染，或雜質(zhì)進(jìn)入鑿巖機(jī)內(nèi)部造成機(jī)件磨損。因此要經(jīng)常檢查密封圈的密封性，并且定期進(jìn)行更換。

液壓鑿巖機(jī)故障有很多原因，總的來說是由于沒有按要求裝配、參數(shù)設(shè)置不合理、操作不當(dāng)、沒有定期檢查、沒有及時(shí)更換損壞零件等引起。為保證液壓鑿巖機(jī)正常使用，應(yīng)建立合理的檢修制度，落實(shí)安全操作規(guī)程，加強(qiáng)檢查監(jiān)督，以便最大限度地發(fā)揮液壓鑿巖機(jī)高效鑿巖作用。

（作者地址：甘肅省蘭州市城關(guān)區(qū)甘南路568號(hào)甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司730030）