液压凿岩机工作原理及常见故障处理

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　　【摘要】本文论述了通用型液压凿岩机的主要结构和工作原理，结合理论分析了凿岩机在工作中经常出现的故障、故障原因，并提出了解决这些问题所采取的具体方法。
　　【关键词】液压凿岩机；原理；故障；解决
　　目前，煤矿掘进广泛选用液压钻车，而液压钻车的主要工作机构就是液压凿岩机，凿岩机技术含量高，结构复杂，对使用维护的要求较高。而国内钻车主要选用的是以赛珂玛技术为基础的HYD200凿岩机，其工作类型是前腔常压后腔回油式结构。鉴于凿岩机是液压钻车的主要工作部件，一旦凿岩机出现了故障，就会造成整台钻车停产，从而影响整个掘进断面的正常工作。因此，了解凿岩机的工作原理和常见问题的处理对使用者是至关重要的。
　　一、凿岩机的工作原理
　　HYD200液压凿岩机从结构上来划分，是冲击回转式的，分为冲击部分和回转部分，工作时，冲击部分和回转部分由两个独立的液压系统来驱动，两部分共同工作而完成实际的凿岩过程。其冲击部分的工作原理（图1）是：冲击部分采用活塞前腔恒高压式，活塞后腔回油并有配油阀的结构，由于活塞前腔是恒定高压，所以推动活塞往后部移动。当活后移运动信号液压油到配油阀的推阀腔，推动配油阀交变切换位置，把高压油又切换到活塞的后腔，吸收活塞回程的运动能量。当活塞继续后退到速度等于零的位置，由于活塞后腔高压油形成的轴向推力大于活塞前腔恒高压条件下的面积差的轴向力，活塞开始向前运动进入冲程，当活塞快要打击钎尾之前，活塞上的泄压槽把低压回油路与配油阀孔道接通，使得配油阀的推阀腔很快失压，于是配油阀交变复位，切断了向活塞后腔供油，同时把低压回油路与活塞后腔沟通，使活塞后腔失压，由于这时的活塞冲程能量最大，虽然活塞前腔恒高压开始吸收冲击能量，但活塞仍然靠惯性向前高速运动，很快打击钎尾，此后又开始进入回程进行下一个工作循环，不断的对钎尾进行冲击。冲击动作大致可分为四个阶段，即后退―后退换向―冲击―冲击换向。这四个阶段是由配油阀的供油状态决定的。蓄能器从回程开始积蓄能量，回程转换结束蓄能完毕；从冲击转换开始释放能量，冲击完毕，释放能量结束。
　　二、常见问题及处理方法
　　1.冲击机构没有冲击
　　不冲击是凿岩机在工作过程中经常遇到的问题，造成不冲击的原因是多方面的，归纳起来有以下几方面：
　　①供凿岩机工作的液压系统故障；②活塞或配油阀卡滞；③活塞过冲；④蓄能器故障。
　　由液压系统造成的凿岩机不冲击，主要是供给凿岩机工作的液压系统流量不足，或者是液压系统安全阀调整的压力过低，不能保证凿岩机在工作时建立正常的压力，从而造成凿岩机不冲击。对这类问题的处理应该用压力检测装置检测系统中的压力值，如果压力太低，就应该重新调整压力或者系统流量，使凿岩机恢复正常。
　　对于活塞或配油阀卡滞而形成的凿岩机不冲击，主要是活塞或配油阀与缸体的间隙进入杂质而被卡住。凿岩机正常工作时，活塞和配油阀以50Hz的高频协调工作，如果稍有阻力就会破坏活塞和配油阀的协调性，从而造成凿岩机冲击停止。这时，应该拆出凿岩机的活塞或配油阀进行检测，最好加以清洗来保证活塞和配油阀滑动正常。另外，如果凿岩机使用时间过长，缸体内密封液压油的格莱圈唇口磨损，这时密封圈和活塞的接触面积变大，活塞受到的滑动摩擦阻力变大，会影响凿岩机冲击活塞的滑动，甚至造成不冲击。如果通过检测，确定是这方面原因造成的不冲击，只能更换密封圈来解决问题。
　　活塞过冲，即活塞冲过位。往往发生在凿岩机的空冲击时，尤其是在凿岩机不装钎尾时的空冲击。由于通用的HYD200型凿岩机是前腔常压结构，如果活塞冲击的太靠前，那么活塞就会把缸体前腔的高压油口堵住，使活塞不能回程而造成凿岩机没有冲击。因此要求凿岩机绝对不能在不装钎尾的前提下空冲击。如果遇到了凿岩机活塞过位造成的不冲击，需要把活塞回拉到正常位置就可以了。
　　蓄能器的作用是在凿岩机工作冲程阶段为活塞补充冲击能量的，蓄能器里充有一定压力的氮气，靠氮气的压力把储存在内部的液压油压出，供给凿岩机冲击使用。如果蓄能器内的气体压力不够，那么就会造成压出的液压油压力不足，达不到给凿岩机补充能量的作用，造成凿岩机冲击过缓或不冲击。在这种情况下，外部表现为凿岩机的油管冲击、震动比较厉害，这时就需要重新检测蓄能器的气压，如果必要，则要按照凿岩机的气压要求重新充气，从而解决凿岩机的冲击故障。
　　2.回转机构故障
　　凿岩机的回转机构故障往往表现在凿岩机回转过慢、钻进速度过慢，或者是凿岩机频频出现卡钎现象。这方面的问题是由回转液压系统的压力和流量两方面原因造成的，在使用过程中需要检测系统流量和回转的额定压力。如果是因为流量不足造成的转速过慢，就需要调整流量。如果单纯是压力不够，就需要调整系统的压力；另外，回转机构的回转马达长时间工作以后，会由于磨损造成机械件的间隙变大，马达的泄漏量增大，这样也会影响凿岩机的正常回转。
　　3.供水装置故障
　　供水装置主要故障是会出现漏水现象。如果供水装置漏水太多，则凿岩机冲洗孔的水流量就会不足，可能会造成卡钎现象。供水装置漏水有水封的原因，也可能有钎尾的原因。如果是水封原因则需要更换水封，比较容易处理。另一方面就是钎尾的问题，由于凿岩机的工作环境比较恶劣，冲洗用水的腐蚀性比较大，在长期的使用过程中，冲洗水往往会把钎尾腐蚀掉，严重降低钎尾的表面粗糙度，这样钎尾和水封里冲击回转时很快就会损害水封唇口造成漏水，此时在更换水封的同时要求更换新钎尾。另外，钎尾支撑套磨损会使钎尾跳动变大，这样也会加速水封的损坏，在具体情况下需要观察此类现象。
　　以上分析了凿岩机的工作原理和故障处理方法以后，如果在具体工作中掌握以后，就能更好地使用凿岩机，快速检测问题并解决问题。
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