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我單位使用的ＲＯＣＫＥＴＢＯＯＭＥＲ系列阿特拉斯鑿巖臺車均裝備了ＣＯＰ１８３８ＭＥ型鑿巖機，該型鑿巖機沖擊功率為１８ｋＷ，適宜鑿鉆直徑４０～１０２ｍｍ的炮孔。鑿巖中等硬度巖石，每鉆１ｍ僅需２０ｓ。本文介紹該鑿巖機結(jié)構(gòu)，并分析使用過程中的一些故障。

鑿巖機由機頭、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、沖擊機構(gòu)、機體等部件組成，其結(jié)構(gòu)如圖１所示。機頭內(nèi)部裝有導(dǎo)套、沖洗頭、止動環(huán)，鉆桿通過連接套安裝在釬尾上，機頭內(nèi)的導(dǎo)套可對釬尾起導(dǎo)向作用。沖洗套噴出的高壓水，用于將鉆桿鉆出的巖渣沖洗干凈。

▲圖1 阿特拉斯COP1838ME型鑿巖機

回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括液壓馬達(dá)、齒輪箱、小齒輪、大齒輪、三棱套、旋轉(zhuǎn)襯套和滾動軸承等。液壓馬達(dá)輸出的動力經(jīng)過小齒輪驅(qū)動大齒輪，從而使大齒輪在２組圓錐滾子軸承（瑞典斯凱孚公司ＳＫＦ３２０１６型和ＳＫＦ３２０１８型滾子軸承）上轉(zhuǎn)動。大齒輪通過三棱套、旋轉(zhuǎn)襯套驅(qū)動釬尾轉(zhuǎn)動，從而帶動鉆桿轉(zhuǎn)動。

沖擊機構(gòu)包括中間體、沖擊活塞、前導(dǎo)向套、后導(dǎo)向套、換向閥、高壓蓄能器和緩沖蓄能器等。高壓油進(jìn)入缸體內(nèi)的換向閥后轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖壓力油，脈沖壓力油驅(qū)動沖擊活塞在前導(dǎo)向套和后導(dǎo)向套內(nèi)往復(fù)運動，推動鉆桿產(chǎn)生沖擊動作。高壓蓄能器和緩沖蓄能器可對液壓系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)并可增大鉆桿的沖擊力。

機體承載鑿巖機的旋轉(zhuǎn)力和沖擊力，３根側(cè)螺栓將鑿巖機的機頭、齒輪箱、中間體、缸體、后端等連接成整體。

鑿巖機在低推進(jìn)、無推進(jìn)或者反向推進(jìn)時進(jìn)行沖擊，沖擊活塞的沖擊力通過止動環(huán)和沖洗頭傳遞到機頭殼體前端。該沖擊力長期作用，就會在機頭產(chǎn)生裂紋，直到機頭殼體的前部與后部分離，如圖２所示。因此在鑿巖作業(yè)中，操作人員要盡量少使用無推進(jìn)或反向推進(jìn)，在高沖擊力時則禁止使用無推進(jìn)或反向推進(jìn)。

▲圖2 機頭殼體前部環(huán)狀斷裂

機頭內(nèi)的導(dǎo)套對釬尾起導(dǎo)向和支撐作用，若供應(yīng)導(dǎo)套的脈沖潤滑油不足，導(dǎo)套潤滑不良，會加劇機頭導(dǎo)套的磨損。當(dāng)磨損超過１ｍｍ即直徑大于３９ｍｍ時必須更換，否則會造成釬尾回轉(zhuǎn)時偏心，使三棱套斷裂、沖擊活塞沖擊面過早磨損。

若使用的沖洗水含有酸堿腐蝕性，沖洗頭會被酸堿腐蝕性水所腐蝕，由此產(chǎn)生微小裂隙。該裂隙會造成沖洗頭加速磨損。若機頭殼體腐蝕或磨損，會造成沖洗頭往復(fù)竄動。若鑿巖機過多使用無推進(jìn)力或低推進(jìn)力，使沖擊力進(jìn)一步增大，會造成沖洗頭破裂。沖洗頭破裂如圖３所示。

▲圖3 破裂后的沖洗頭

沖洗頭內(nèi)設(shè)有三道水封，為避免沖洗頭損壞，應(yīng)保持沖洗頭水封完好，避免機頭殼體前端腐蝕，盡量避免無推進(jìn)力、低推進(jìn)力運行。

止動環(huán)位于沖洗頭的后部，其磨損或破裂主要由反向沖擊、低推進(jìn)力或者無推進(jìn)力。更換釬尾時應(yīng)同時檢査止動環(huán)，如果止動環(huán)與釬尾花鍵接觸面磨損超過１ｍｍ或損壞應(yīng)更換。為了防止疲勞損壞，每沖擊作業(yè)４００ｈ應(yīng)更換止動環(huán)。止動環(huán)裂紋如圖４所示。

▲圖4 止動環(huán)裂紋

三棱套常見的故障是內(nèi)花鍵、外壁磨損以及整體開裂。磨損原因主要是缺少潤滑油或者使用的潤滑油的型號不對。如果三棱套內(nèi)花鍵、外壁磨損嚴(yán)重，當(dāng)鉆桿阻力過大時，三棱套就會開裂。驅(qū)動套外壁和大齒輪內(nèi)孔之間的配合間隙應(yīng)該小于０.２ｍｍ，大于該間隙應(yīng)更換。鉆孔的孔徑過大，釬尾花鍵的扭矩增加，也是造成驅(qū)動套開裂的原因。開裂的三棱套如圖５所示。

▲圖5 裂開的三棱套

滾子軸承損壞的主要原因是預(yù)緊力不合適。如果預(yù)緊力太小，會造成滾子軸承滾柱偏離軸承滾道，導(dǎo)致滾子軸承損壞。若預(yù)緊力過大，會造成滾柱接觸應(yīng)力過大，導(dǎo)致滾柱、滾道早期磨損。軸承的預(yù)緊力可通過附加在端蓋上不同厚度（０.１０ｍｍ、０.１５ｍｍ、０.５０ｍｍ）的調(diào)整墊來調(diào)整。損壞的滾子軸承如圖６所示。

▲圖6 滾動軸承損壞

旋轉(zhuǎn)襯套的作用是將釬尾的反彈力傳遞到緩沖活塞上。其損壞常常會導(dǎo)致其他部件繼發(fā)性損壞，因此建議每沖擊作業(yè)４００ｈ應(yīng)更換該襯套，以防止由于疲勞破壞而造成繼發(fā)性破壞。

潤滑不良和疲勞破壞是旋轉(zhuǎn)襯套損壞的２個主要原因。如果襯套端面周圍變色說明出現(xiàn)了高溫跡象（這是潤滑不良所導(dǎo)致的）。旋轉(zhuǎn)襯套破裂情況如圖７所示。

▲圖7 旋轉(zhuǎn)襯套碎裂

為了保證三棱套、滾子軸承、旋轉(zhuǎn)襯套潤滑，齒輪箱必須采用耐高溫的潤滑脂進(jìn)行不間斷潤滑，應(yīng)使用二硫化鉬潤滑脂。

由于鑿巖機沖擊活塞承受油液的脈沖壓力，因此會在沖擊活塞上產(chǎn)生氣蝕。氣蝕程度取決于鑿巖機使用時間和承受沖擊力的大小。

沖擊活塞上的氣蝕經(jīng)常發(fā)生在活塞前、后驅(qū)動區(qū)域的表面以及活塞密封區(qū)域和換向區(qū)間。如果氣蝕僅在沖擊活塞表面出現(xiàn)淡灰色痕跡，可以繼續(xù)使用。即使氣蝕使活塞表面略微粗糙，只要不是發(fā)生在活塞密封區(qū)域上，也不會影響鑿巖機的鑿巖效率。

當(dāng)沖擊活塞的密封區(qū)域出現(xiàn)粗糙時，應(yīng)更換沖擊活塞。通常沖擊活塞運行１０００ｈ以上時，發(fā)生氣蝕屬于正?，F(xiàn)象。如果沖擊活塞運行時間很短即發(fā)生嚴(yán)重的氣蝕，則可認(rèn)定運行條件異常，需對鑿巖機液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢修。長時間在低推進(jìn)壓力下運行、頻繁的反打或者蓄能器充氮壓力不合適以及蓄能器損壞，都將加劇沖擊活塞的氣蝕磨損。

鑿巖機長時間在鹽性環(huán)境下運行，若有鹽性液體從釬尾進(jìn)入沖擊活塞沖擊面，沖擊活塞沖擊面會形成腐蝕凹槽。防止沖擊活塞腐蝕的方法就是保持水不進(jìn)入鑿巖機沖擊區(qū)域。

沖擊活塞的氣蝕磨損、鹽性腐蝕、液壓油液污染、側(cè)螺栓斷裂或者擰緊力矩不均衡，均會造成沖擊活塞發(fā)生咬死，甚至導(dǎo)致沖擊活塞斷裂。沖擊活塞斷裂如圖８所示。

▲圖8 沖擊活塞斷裂

推進(jìn)壓力過低、長時間的反向推進(jìn)、鑿巖機在蓄能器充氮壓力過低，會造成前、后導(dǎo)向套的氣蝕。如果前、后導(dǎo)向套端面上有氣蝕痕跡，但是導(dǎo)向面、外表面無損壞，不需要更換。沖擊活塞的氣蝕和磨損，會造成前，后導(dǎo)向套磨損，導(dǎo)致其與沖擊活塞咬死或斷裂?；钊麑?dǎo)向套損壞情況如圖９所示。

▲圖9 活塞導(dǎo)向套損壞

當(dāng)鑿巖作業(yè)時，若沖擊油管劇烈振顫，說明蓄能器膜片破裂。充入氮氣壓力過高是造成蓄能器膜片破裂的主要原因。

一般情況下，高壓蓄能器充氮壓力低于開孔壓力３～４ＭＰａ，一般充到１１ＭＰａ為宜；緩沖蓄能器充氮壓力為２～２.５ＭＰａ。

若高壓蓄能器、緩沖蓄能器膜片破裂或氮氣泄漏，會造成蓄能器外殼產(chǎn)生環(huán)狀裂紋甚至破裂。開裂的蓄能器外殼如圖１０所示。

▲圖10 蓄能器外殼破裂

當(dāng)鑿巖機出現(xiàn)振動噪聲過大、鑿巖能力降低、沖擊軟管振動過大時，可為蓄能器充氮，否則頻繁沖氮會造成蓄能器早期損壞。多次開啟關(guān)閉充氮閥后，可能造成關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致氮氣泄漏。因此每次修理蓄能器時，應(yīng)更換充氮閥。

機體故障主要是側(cè)螺栓斷裂。鑿鉆作業(yè)時鑿巖機側(cè)螺栓承受高頻沖擊力，可造成側(cè)螺栓松動或疲勞斷裂，如圖１１所示。為了避免側(cè)螺栓斷裂，須按規(guī)定扭矩（３００Ｎ.ｍ～３５０Ｎ.ｍ）擰緊。