阿特拉斯科普柯液压凿岩机零部件故障原因分析

液压凿岩机是在气动凿岩机的基础上发展起来的，早在20世纪初英国就作过研制液压凿岩机的尝试，但真正投入市场是在70年代初法国蒙特贝特(Montabert）公司推出第一台液压凿岩机及其配套台车以后。相继瑞典Atlas Copco，芬兰Tamrock，日本Frukawa，美国Ingersoll-Rand等公司也推出了不同形式的液压凿岩机，它们与各种性能完善的液压台车配套，显示出凿岩机械的新特点，如功率大、钻速快、钻孔深、效率高、噪声低、振动小等，把凿岩机械化施工提高到一个新的水平。

正确的使用和维护对凿岩机是非常重要的。据统计，由于工作压力调节不正确、钎尾润滑不良、蓄能器充气压力不足等所引起的故障至少占机器故障总数的50%以上。因此，只有彻底地掌握其相关的使用和维护知识并按章办事，才能保证凿岩机安全、高效地发挥其功能。

瑞典阿特拉斯．科普柯公司（Ａｔｌａｓ　Ｃｏｐｃｏ）生产的液压凿岩机具有高可靠性、大功率、高冲击频率、速度调节范围大等优点，在国内应用范围较广，其外形附图所示。该品牌液压凿岩机在使用过程中也会出现故障，其常见故障部位包括冲击机构、回转机构和冲洗机构，本文主要针对该品牌液压凿岩机上述３个部位零部件故障原因进行分析。

▲液压凿岩机内部结构

1．冲洗头 2．止动环 3．三棱套 4．旋转轴承

5．大齿轮 6．旋转衬套 7．缓冲活塞 8．冲击活塞

9．钎尾导向套 10．活塞导向套

一、冲击机构

液压凿岩机冲击机构容易出现故障的零部件包括旋转衬套、缓冲活塞、冲击活塞、活塞导向套以及止动环等。

１、旋转衬套

缓冲活塞的功能是对来自前面的反弹力起缓冲作用。缓冲活塞的主要故障是气蚀。而气蚀的主要原因有２点：

一是蓄能器充氮压力设置过高。若蓄能器充氮压力设置过高，将造成油液脉冲波动较大，导致缓冲活塞发生气蚀。

二是流量恒定阀出现故障。若经过流量恒定阀油液的流量波动较大，也会在缓冲活塞上产生气蚀。

３、冲击活塞

冲击活塞的功能是产生冲击力，并作用到钎尾。冲击活塞的主要故障有３种：

一是冲击活塞与导向套卡滞。冲击活塞卡滞的具体原因是冲击活塞与导向套之间接触不良，造成冲击活塞因表面温度过高产生热膨胀，导致冲击活塞与导向套卡滞。冲击活塞与导向套接触不良的原因，可能有配合面受到腐蚀、液压油受到污染等。

二是产生气蚀。冲击活塞气蚀的具体原因有２个：第１个原因是长时间在低推进压力下运行。过低的推进压力迫使冲击活塞的行程变长，造成冲击活塞与换向阀的换向时间不匹配，容易引发气蚀。第２个原因是蓄能器损坏或充氮压力过高。

三是冲击面损坏。冲击活塞冲击面损坏通常有２种原因：第１个原因是盐腐蚀。液压凿岩机在盐水环境条件下施工时，其金属件会受到盐的侵蚀，其疲劳强度下降，必将加速其损坏。第２个原因是液体腐蚀。液压凿岩机运行时，冲击活塞的冲击面若有水等液体存在，其冲击面将会形成腐蚀凹槽，可导致冲击活塞断裂。

４、活塞导向套

活塞导向套的功能是为活塞导向，使其只能沿轴向运动。活塞导向套的主要故障是气蚀。其主要原因有２个：一是长时间在低推进压力下运行，二是蓄能器损坏或充氮压力过高。活塞导向套损坏后，可造成冲击活塞卡滞或破损，甚至导致相关零部件产继发性损坏。

５、止动环

止动环的功能是疏导卡住的钻杆，当冲击活塞驱动钎尾到达其前面位置时，冲击活塞会有一些剩余的冲击速度，止动环用来接收这部分冲击力。止动环的主要故障是异常磨损或损坏。止动环磨损或损坏原因有２种：一是液压凿岩机剧烈的反打，二是液压凿岩机推进力太低或者无推进力。上述２种原因，均可造成止动环承受的冲击力超过其设计标准，导致止动环加速磨损甚至损坏。

二、回转机构

液压凿岩机回转机构容易出现故障的零部件包括旋转轴承、三棱套和钎尾导向套。

１、旋转轴承

旋转轴承的功能是固定大齿轮，并使其只能转动。旋转轴承的主要故障是异常磨损或损坏。旋转轴承磨损或损坏原因主要是大齿轮和凿岩机壳体作用在旋转轴承上的预紧力不合适。

如果预紧力过小，轴承滚动体就会处于游离状态。液压凿岩机工作时，缓冲活塞击打在旋转衬套上，产生的振动可引起轴承滚动体瞬时偏离滚道，导致滚动体保持器变形甚至破裂。如果预紧力过大，可造成滚动体直接承受旋转衬套施加的外力，从而导致轴承过早磨损。

２、三棱套

三棱套的功能是将来自大齿轮的扭矩传递给钎尾。三棱套常见故障有以下３种：

一是异常磨损。三棱套异常磨损的具体原因有以下３个：第１个原因是三棱套没有润滑油、润滑油不够或者选错润滑油型号。第２个原因是凿岩机钻孔直径超出极限范围。第３个原因是过多热量聚集在三棱套处，造成钎尾花键区域损坏，导致三棱套产生严重的继发性损坏。

二是三棱套内部齿条损坏。三棱套内部齿条损坏通常原因是前端导向套磨损严重，冲击活塞前端作用在三棱套内部齿条上，由于冲击活塞的冲击力很大，造成三棱套内部齿条损坏。

三是三棱套开裂。三棱套开裂通常是由三棱套及其外部大齿轮之间的间隙超差引起，如果三棱套外面间隙太大，三棱套和外部大齿轮不能很好的接触，导致传递扭矩时，只有局部受力，很容易造成三棱套开裂。

３、钎尾导向套

钎尾导向套的功能是在圆周方向固定钎尾。钎尾导向套常见故障主要是导向套与钎尾间隙过大。其原因是钎尾导向套的材料是铜合金，如果材质不达标或加工精度没有达到要求，就会造成钎尾导向套迅速磨损，导致钎尾的导向性变差、加速磨损。若发现导向套与钎尾之间的间隙较大，需立即更换钎尾导向套，否则会产生继发性破坏。

三、冲洗机构

液压凿岩机冲洗机构容易出现故障的零部件包括冲洗头和密封圈。

１、冲洗头

冲洗头的功能是支承止动环并使水封处于正确位置，冲洗头由高强度耐腐蚀钢材制成。冲洗头常见故障主要是产生破裂和疲劳失效。冲洗头破裂原因是过多地在无推进力工况下冲击或反打。如果这两种情况同时存在，可能使损坏更为严重。疲劳失效的原因是所使用的钢材不能同时具有高强度和耐腐蚀性，如果冲洗头材料具有高强度，其可能会因腐蚀引起裂纹，从而导致疲劳失效。

２、密封圈

密封圈的功能是保证冲洗头具有良好的密封性，其常见故障主要是密封圈磨损。当密封圈损坏后，冲洗用水进入凿岩机，就会造成液压系统污染，或杂质进入凿岩机内部造成机件磨损。因此要经常检査密封圈的密封性，并且定期进行更换。

四、结语

液压凿岩机故障有很多原因，总的来说是由于没有按要求装配、参教设置不旬里、操作不当、没有定期检査、没有及时更换损坏零件等引起。为保证液压凿岩机正常使用，应建立合理的检修制度，落实安全操作规程，加强检査监督，以便最大限度地发挥液压凿岩机高效凿岩作用。