安百拓YYG18U液压凿岩机常见故障分析

贾体锋，马建乐

（徐州徐工铁路装备有限公司，江苏徐州221004）

0 绪言

随着隧道、矿山、洞库等硬岩施工的机械化普及，凿岩设备得到较大程度的推广应用。液压凿岩机是凿岩设备的核心零部件，其性能的稳定性、可靠性将直接影响凿岩设备效能的发挥。液压凿岩机结构比较复杂，具有冲击、回转、冲洗等功能，使用过程中需定期保养维护，本文针对安百拓YYG18U 常见故障进行分析，以便为液压凿岩机的使用者带来帮助。

1 凿岩机结构及性能

1.1 凿岩机结构组成

安百拓YYG18U液压凿岩机主要由钎尾、冲击活塞、冲击活塞导套、驱动套、隔套、齿轮箱、壳体、回转马达、蓄能器等部件组成，如图1所示。

图1 YYG18U 凿岩机结构组成

1.2 凿岩机性能

YYG18U 是安百拓针对国内市场开发的一款液压凿岩机，主要应用于隧道、矿山等硬岩钻进施工，功率为18 kW，最大冲击频率57 Hz，钻孔直径范围为33~64 mm，在岩石硬度Ⅱ级以上的硬岩铁矿钻直径45 mm 的炮孔的平均速度为1.2 m/min，与COP1838 系列凿岩机性能相当，YYG18U 型凿岩机的性能与COP1838+型凿岩机性能及结构的对比情况见表1。

表1 YYG18U 凿岩机与COP1838+凿岩机性能及结构对比

2 凿岩机典型故障及分析

安百拓YYG18U液压凿岩机在国内使用时间不长，但总的应用数量已超过上百台,并逐步得到了市场的认可。本文结合近2年来YYG18U液压凿岩机在山西、山东、安徽、新疆等地多个矿山的使用情况，对使用过程中出现的典型故障进行分析，希望为安百拓YYG18U液压凿岩机正确使用、保养提供帮助。

2.1 钎尾断裂

钎尾是液压凿岩机传递回转、冲击能量的关键零件，作业中承受凿岩机冲击活塞、回转马达传递来的复杂载荷，钎尾的典型故障通常为异常断裂，一般其工作时间小于10 个班次，钎尾在螺纹根部或螺纹处产生断裂。

2.1.1 故障分析

（1）凿岩机工作过程中产生的冲击造成凿岩机与安装板连接螺栓松动，使凿岩机工作时产生摆动。

（2）钎尾导套在内孔磨损超标后未及时更换，使凿岩机与导向套之间的间隙过大，造成凿岩机工作过程中钎尾前端晃动。

（3）凿岩机润滑不充分，使钎尾在凿岩中未能得到有效的润滑及冷却，钎尾温度过高、强度降低。

（4）凿岩机推进压力与冲击压力不匹配，造成凿岩机产生空打现象，钎尾承受较大的不应有冲击载荷。

（5）凿岩机未在推进梁上正确安装，使钎尾中心线与前端及中间扶钎器孔心不同轴，使钎尾受到额外的径向力。

2.1.2 故障预防措施

（1）每班开机前检查机头的气润滑油喷出情况，观察钎尾上油膜是否均匀，待其符合润滑要求后方可开机打钻。

（2）每工作40 冲击小时检查凿岩机安装螺栓与凿岩机安装座的连接情况，应保证螺栓扭矩正常、钎尾中心与前端及中间扶钎器孔心同轴、凿岩机空推进压力小于3 MPa。

（3）在打钻过程中及时根据岩石状况调整推进压力，岩石硬度高时降低推进压力、硬度低时升高推进压力，避免凿岩机出现空打现象。

（4）定期检查钎尾导套内径，并按照每工作800 冲击小时的周期更换钎尾导套，避免钎尾因导套内径过度磨损而产生摆动现象。

2.2 驱动套磨损

驱动套是将液压马达产生的回转扭矩传递给钎尾的零件，在作业过程中承受钻头传递的复杂交变扭矩，且驱动套与钎尾发生摩擦。驱动套的典型故障是圆柱面磨损及内花键磨损，损坏情况见图3、图4。

图2 钎尾断裂

图3 驱动套磨损

图4 驱动套烧伤

2.2.1 故障分析

（1）驱动套与钎尾之间因相对运动产生摩擦，当润滑不充分时，驱动套温度升高，磨损加剧。

（2）未按照凿岩机操作规程，频繁使凿岩机处于空打状态，使驱动套承受较大冲击力而磨损。

（3）凿岩机工作过程中未及时根据岩石状态调整推进压力，使钎尾与驱动套接合过紧而产生磨损。

2.2.2 故障预防措施

（1）每班开机前检查机头的气润滑油喷出情况，观察钎尾上油膜是否均匀，待符合润滑要求后方可开机打钻。

（2）严格按照凿岩机操作规程进行凿岩机操作，避免凿岩机空打。

（3）在钻孔过程中及时根据岩石状况调整推进压力，岩石硬度高时降低推进压力、硬度低时升高推进压力，以避免驱动套磨损。

2.3 圆锥滚子轴承损坏及断裂

圆锥滚子轴承用于支撑大齿轮的回转，在工作过程中承受钻头传递来的交变载荷。圆锥滚子轴承的典型故障是滚子损坏及轴承内、外圈过度磨损，其磨损情况见图5。

图5 圆锥滚子轴承损坏

2.3.1 故障分析

圆锥滚子轴承故障的主要原因是轴承的不正确预紧。轴承安装时的预紧力过大，轴承滚子承受了过大的外力，使滚子或轴承外圈过度磨损、破裂。预紧力过小时，会导致保持架在冲击活塞的冲击震动下变形甚至断裂。

2.3.2 故障预防措施

在更换轴承时严格按照轴承预紧方法进行预紧。

2.4 隔套磨损

隔套安装在钎尾后端，用于将钎尾回弹的冲击力传递给缓冲活塞，隔套的典型故障是碎裂，其碎裂情况见图6、图7。

图6 隔套损坏

图7 隔套损坏

2.4.1 故障分析

隔套碎裂的主要原因是气润滑系统故障。若气润滑系统出现异常，隔套得不到有效的润滑与冷却，会导致隔套的温度急剧升高。高温使隔套烧伤、强度下降，进而在冲击活塞的击打下最终碎裂。

2.4.2 故障预防措施

每班开机前检查机头的气润滑油喷出情况，观察钎尾上油膜是否均匀，待符合润滑要求后方可开机打钻。

2.5 蓄能器损坏

蓄能器是吸收凿岩机冲击脉冲的零件。其典型故障是膜片损坏，其损坏情况见图8、图9。

图8 蓄能器膜片损坏

图9 蓄能器膜片损坏

2.5.1 故障分析

（1）蓄能器使用一段时间后在氮气压力不足时仍进行打钻，未及时按照要求进行充气，高压的液压油将导致蓄能器膜片损坏。

（2）蓄能器充气压力过高，高压氮气将导致蓄能器膜片损坏。

2.5.2 故障预防措施

（1）冲击进油管及冲击回油管抖动时立刻停机，检查蓄能器压力并及时充气。

（2）需严格按照规定的充氮压力进行充气。

2.6 冲击活塞损坏

冲击活塞是凿岩机最核心的零部件之一，凿岩机的冲击功由冲击活塞产生。冲击活塞的典型故障是气蚀和断裂，其故障情况见图10。

图10 冲击活塞断裂

2.6.1 故障分析

（1）凿岩机长期在过低的推进压力下运行，使凿岩机冲击力太低，钎尾异常回弹，造成冲击活塞做功位置异常，换向阀抖动，使冲击活塞产生气蚀。

（2）凿岩机长期在高盐雾环境下工作，使冲击活塞的冲击面形成腐蚀凹槽。

（3）侧螺栓断裂或拧紧力矩不均衡，使冲击活塞受到不应有的径向力而断裂。

2.6.2 故障预防措施

（1）需减少凿岩机低推进压力下的运行时间。

（2）严格按照规定的方法进行凿岩机的维护保养。

2.7 冲击活塞导套损坏

冲击活塞导套是支撑冲击活塞的零件，在工作中长期处于交变压力的环境下。冲击活塞导套的故障会导致冲击活塞产生变形。冲击活塞导套的典型故障是气蚀，其故障情况见图11。

图11 冲击活塞导套气蚀

2.7.1 故障分析

（1）凿岩机长期在低推进压力下运行，凿岩机冲击力低，钎尾异常回弹，造成冲击活塞做功位置异常，换向阀抖动，使冲击活塞导套产生气蚀。

（2）蓄能器损坏或充氮压力过高。

2.7.2 故障预防措施

需减少凿岩机低推进压力下的运行时间，严格按照规定的充氮压力进行充气，发现蓄能器损坏后应立即更换。

3 结束语

安百拓YYG18U 凿岩机投放市场以来，出现了一些故障，根据多台钻车的使用经验判断，大部分故障是由不正确的装配、不正确的操作以及不及时的维护、保养造成的。为保证凿岩机的正常使用，用户一定要建立合理的凿岩机安装、操作、维护保养规程，并严格按规程操作，以便最大限度地发挥液压凿岩机的作用，为用户创造更大的价值。