• <dd id="ag69s"></dd>
  • <tr id="ag69s"><source id="ag69s"></source></tr>
    <form id="ag69s"><th id="ag69s"><noscript id="ag69s"></noscript></th></form><nav id="ag69s"><listing id="ag69s"></listing></nav>
  • ?
    ?
    阿特拉斯COP1838ME型鑿巖機結構和故障分析
    作者:cqliugong | 時間:2021-10-28 11:30:14
    我的觀點

    COP1838ME型鑿巖機是一種巖石鉆孔設備,同時具有沖擊、回轉、推進、沖洗等多種功能。以阿特拉斯COP1838ME型鑿巖機為例,介紹鑿巖機主要部件的損傷,對鑿巖機部件的損傷原因進行分析,提出了避免主要部件損傷的方法,為液壓鑿巖機操作使用、維護保養提供理論支持。

    640.webp.jpg

    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構,并分析使用過程中的一些故障。

    1.鑿巖機結構

    鑿巖機由機頭、回轉機構、沖擊機構、機體等部件組成,其結構如圖1所示。機頭內部裝有導套、沖洗頭、止動環,鉆桿通過連接套安裝在釬尾上,機頭內的導套可對釬尾起導向作用。沖洗套噴出的高壓水,用于將鉆桿鉆出的巖渣沖洗干凈。

    640.webp (1).jpg

    ▲圖1 阿特拉斯COP1838ME型鑿巖機

    回轉機構包括液壓馬達、齒輪箱、小齒輪、大齒輪、三棱套、旋轉襯套和滾動軸承等。液壓馬達輸出的動力經過小齒輪驅動大齒輪,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)上轉動。大齒輪通過三棱套、旋轉襯套驅動釬尾轉動,從而帶動鉆桿轉動。

    沖擊機構包括中間體、沖擊活塞、前導向套、后導向套、換向閥、高壓蓄能器和緩沖蓄能器等。高壓油進入缸體內的換向閥后轉變為脈沖壓力油,脈沖壓力油驅動沖擊活塞在前導向套和后導向套內往復運動,推動鉆桿產生沖擊動作。高壓蓄能器和緩沖蓄能器可對液壓系統進行保護并可增大鉆桿的沖擊力。

    機體承載鑿巖機的旋轉力和沖擊力,3根側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。

    2.故障分析
    (1)機頭部件故障
    機頭殼體前端環狀裂紋 

    鑿巖機在低推進、無推進或者反向推進時進行沖擊,沖擊活塞的沖擊力通過止動環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。因此在鑿巖作業中,操作人員要盡量少使用無推進或反向推進,在高沖擊力時則禁止使用無推進或反向推進。

    640.webp (2).jpg

    ▲圖2 機頭殼體前部環狀斷裂

    機頭導套磨損

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

    沖洗頭破裂

    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,會造成沖洗頭往復竄動。若鑿巖機過多使用無推進力或低推進力,使沖擊力進一步增大,會造成沖洗頭破裂。沖洗頭破裂如圖3所示。

    640.webp (3).jpg

    ▲圖3 破裂后的沖洗頭

    沖洗頭內設有三道水封,為避免沖洗頭損壞,應保持沖洗頭水封完好,避免機頭殼體前端腐蝕,盡量避免無推進力、低推進力運行。

    止動環磨損或破裂

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

    640.webp (4).jpg

    ▲圖4 止動環裂紋

    (2)回轉機構故障

    三棱套磨損或裂紋

    三棱套常見的故障是內花鍵、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。如果三棱套內花鍵、外壁磨損嚴重,當鉆桿阻力過大時,三棱套就會開裂。驅動套外壁和大齒輪內孔之間的配合間隙應該小于0.2mm,大于該間隙應更換。鉆孔的孔徑過大,釬尾花鍵的扭矩增加,也是造成驅動套開裂的原因。開裂的三棱套如圖5所示。

    640.webp (5).jpg

    ▲圖5 裂開的三棱套

    滾子軸承損壞

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

    640.webp (6).jpg


    ▲圖6 滾動軸承損壞

    旋轉襯套損壞

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

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

    640.webp (7).jpg

    ▲圖7 旋轉襯套碎裂

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

    (3)沖擊機構故障
    沖擊活塞氣蝕和腐蝕

    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常發生在活塞前、后驅動區域的表面以及活塞密封區域和換向區間。如果氣蝕僅在沖擊活塞表面出現淡灰色痕跡,可以繼續使用。即使氣蝕使活塞表面略微粗糙,只要不是發生在活塞密封區域上,也不會影響鑿巖機的鑿巖效率。

    當沖擊活塞的密封區域出現粗糙時,應更換沖擊活塞。通常沖擊活塞運行1000h以上時,發生氣蝕屬于正?,F象。如果沖擊活塞運行時間很短即發生嚴重的氣蝕,則可認定運行條件異常,需對鑿巖機液壓系統進行檢修。長時間在低推進壓力下運行、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境下運行,若有鹽性液體從釬尾進入沖擊活塞沖擊面,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入鑿巖機沖擊區域。

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

    640.webp (8).jpg

    ▲圖8 沖擊活塞斷裂

    導向套磨損或氣蝕

    推進壓力過低、長時間的反向推進、鑿巖機在蓄能器充氮壓力過低,會造成前、后導向套的氣蝕。如果前、后導向套端面上有氣蝕痕跡,但是導向面、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,后導向套磨損,導致其與沖擊活塞咬死或斷裂?;钊麑蛱讚p壞情況如圖9所示。

    640.webp (9).jpg

    ▲圖9 活塞導向套損壞

    充氮膜片失效

    當鑿巖作業時,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。

    蓄能器外殼破裂

    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生環狀裂紋甚至破裂。開裂的蓄能器外殼如圖10所示。

    640.webp (10).jpg

    ▲圖10 蓄能器外殼破裂

    當鑿巖機出現振動噪聲過大、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。多次開啟關閉充氮閥后,可能造成關閉不嚴,導致氮氣泄漏。因此每次修理蓄能器時,應更換充氮閥。

    (4)機體故障

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