液壓鑿巖機常見故障分析與對策

（中船重工中南裝備有限責任公司，湖北 宜昌443005）

液壓鑿巖機是液壓鑿巖鉆車的核心部件，液壓鑿巖機的性能和質量直接影響到液壓鑿巖鉆車的工作效率、應用成本和效益創造。因此，總結液壓鑿巖機的故障情況，分析故障產生原因，采取相應措施，提高液壓鑿巖機的性能和質量，對保障液壓鑿巖鉆車的工作效率、降低維護成本、提高經濟效益具有重要作用。

1 液壓鑿巖機的常見故障形式及原因分析

液壓鑿巖機的基本構成包括沖擊機構、回轉機構、緩沖機構、沖洗機構和潤滑與防塵系統(見圖1）。

液壓鑿巖機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、回轉機構故障、密封失效、潤滑系統失效等。

1.1 蓄能器故障

液壓鑿巖機一般都有進油蓄能器、回油蓄能器、緩沖蓄能器，以滿足液壓鑿巖機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，蓄能器不能有效發揮作用。

蓄能器隔膜損壞的主要原因：

圖1 液壓鑿巖機基本構成

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

（2）隔膜本身質量不佳、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沖擊效率降低，閥芯卡死會導致液壓鑿巖機無沖擊動作。

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）換向閥閥蓋內孔與安裝端面垂直度誤差較大；

（4）油液清潔度達不到要求，油液中含有堅硬顆粒物雜質。

1.3 缸體故障

缸體故障的主要表現是缸體內表面被拉傷，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，嚴重時導致液壓鑿巖機無法工作而失效。

拉缸的原因較復雜，主要原因：

（1）油液中含有堅硬顆粒物雜質，拉傷缸體；

（2）缸體與沖擊活塞等運動配合副零部件制造質量不合格，精度達不到設計要求；

（3）沖擊活塞與缸體等運動配合副未進行有效磨合；

（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，發生磨損。

1.4 沖擊活塞故障

沖擊活塞是液壓鑿巖機最重要的零件，在工作過程中要長時間承受交變應力作用，同時要承受強大的撞擊力。總結液壓鑿巖機應用情況發現，沖擊活塞故障是液壓鑿巖機最多、最主要的故障形式。沖擊活塞故障主要表現為沖擊活塞斷裂、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，拉傷沖擊活塞表面；

（2）沖擊活塞制造質量不合格，精度達不到設計要求，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力作用，易從應力集中處產生斷裂；

（2）沖擊活塞熱處理質量不合格；

（3）沖擊活塞制造質量不合格，加工精度達不到要求。

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，導致表層壓碎，產生剝落；

（3）零件熱處理質量不合格。

1.5 傳動機構故障

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

造成傳動機構故障的原因主要是傳動元件本身的質量不合格，此外，安裝質量不好和維護不到位也會導致傳動機構故障。

1.6 密封失效

密封失效包括下列幾種情況：

（1）機頭釬尾處漏油，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）機頭漏水嚴重，是因為水封損壞而失效。

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

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，從而導致齒輪箱發熱。此時應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，導致鑿巖機整機發熱。

2 防范和減少故障的應對措施

為防范和減少液壓鑿巖機故障，可從以下方面采取相應措施。

（1）要高度重視設計對產品質量的影響，在結構設計、材料選擇、硬度匹配、運動副配合間隙確定等方面不斷優化，形成最佳方案，同時要關注設計細節，尤其是一些關鍵零部件的細微設計，如毛刺清除等。

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

（3）提高鑿巖機的裝配質量，裝配前仔細檢查各零件，對沖擊活塞、缸體、換向閥等關鍵零部件的關鍵尺寸進行復驗；沖擊活塞、換向閥裝入后應推拉數次，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）加強密封、軸承等外購件的質量監控。

（5）加強鑿巖機維護保養，防患于未然。加強液壓系統油液清潔度、潤滑油氣和潤滑脂、蓄能器氮氣室壓力的監測。定期檢查各聯接部分是否松動，及時擰緊螺栓。

（6）密切監視設備工作情況，出現任何異常情況應及時檢修，更換零件，以免故障擴大，連帶損壞其它零件。