液压凿岩机活塞爬行故障的诊断与排除

液压凿岩机活塞爬行故障的诊断与排除

故障现象

液压凿岩机爬行是指该机活塞在冲击机构衬套(也叫缸套)内作往复快速运动时，由于某种原因产生低速或断续的运动叫爬行。有时在一定条件下甚至会出现运动停止现象，即所谓“卡死”也叫拉缸，液压凿岩机活塞爬行或拉缸，则说明该机已出现故障，不能工作，必须停机检修，这是影响作业不稳定的主要因素，应引起足够的重视。

故障诊断

爬行现象的出现，主要由于活塞与衬套两个相对运动零件的表面发生直接压触，破坏了金属表面组织，这些破坏的金属表面组织迅速冷却形成咬合材料，这些咬合材料要比原先两种材料的硬度大得多，然后继续运动造成积累作用，咬合面积增大，迫使运动时断时续，最后停止。其咬合原因：

1.液压卡紧力造成

液压卡紧力就是在活塞表面上不平衡的压力使活塞在衬套内壁上难以移动，这时活塞与衬套之间的油膜被破坏，出现金属接触状态造成咬合。

2.活塞偏击钎尾造成

凿岩机主要由冲击机构和转钎机构两大部分组成，当活塞与转钎机构的钎尾之间的冲击面发生偏斜现象时，活塞在冲击过程中就会施加给衬套一侧向力，如果这个侧向力大于油液动压支承能力，活塞与衬套之间的油膜将会被破坏产生金属接触形成咬合。

3.杂物随油液带入配合表面造成

当液压系统中油液混入某种硬质颗粒时，随油液带入活塞与衬套之间实施挤压而破坏金属表面组织形成咬合。

4.加工精度低及运动付间隙选择不当造成

活塞与衬套的加工精度低及其配合间隙过小，实践中发现都会造成咬合现象。

5.活塞及衬套硬度低造成

由于活塞冲击能量大，频率高，速度快，如果活塞热处理表面及心部硬度低，达不到设计要求，在冲击过程中径向易涨大而造成咬合。同样衬套硬度低的话，也易形成拉缸现象。

6.油液中混入空气

液压系统油液中混入空气时，则油的有效体积弹性系数大大降低，从而使系统油液“刚度”减少，实践中发现，这种咬合现象不很严重，出现继续运动，观察实物也只有拉毛现象。

故障排除

1.减少液压卡紧力

其措施是：

(1)在配合表面加工几道承荷槽，实践表明，开一道槽能使液压卡紧力减少30％，开三道槽可减少60％左右。

(2)活塞腔进油部位必须注意，在进油口应消除由高压油流而引起的对活塞的径向不平衡力，也就是要避免高压油直接从一个方向射向活塞圆柱面，至使活塞压向一边紧贴衬套而造成“卡死”现象，因此必须创造使活塞进油腔对称进油的条件，具体方法是使高压油经过衬套上对称的油孔进入活塞腔，如图19—3为这种对称进油结构示意图，也应注意不要使油路过于曲折，以影响机器效率，并容易引起发热。

1.机壳；2.衬套；3.活塞

图19—3 对称进油示意图

(3)将活塞与衬套运动副的配合间隙加工成倒锥形，使之产生楔形动压支承，增加抗外界干扰的能力，三者共同使用，液压卡紧力引起的咬合即可得到较好的排除。

2.减少活塞对钎尾的偏击

凿岩机冲击机构活塞对钎尾的偏击现象是难以避免的，这与活塞、衬套的加工精度以及钻凿时钎杆受力状况的复杂性有关，只是偏击程度不同而已，这个问题可用增大活塞的振动固定频率来减少对钎尾的偏击给予解决，而活塞振动固定频率与其活塞本身截面惯性矩有关，增加活塞截面惯性矩就可增加活塞的固有频率，当实心圆截面积和环形截面积相等的时候，环形截面的截面惯性矩要比实心圆截面的惯性矩大得多、而活塞的重量又受其冲击功限制不能随便增加的情况下，所以必须把活塞加工为空心形式，这样因偏击造成的拉缸问题可

以得到较好的解决。

3.加强液压系统油液的过滤，减少杂物混入油液

为了保持液压系统中油液的清洁，避免零件磨损、划伤及卡死，必须设置油滤清器，我们在油箱中设粗油滤清器，在系统中设压油过滤器及回油过滤器，这样不仅能较好地控制杂物随油液进入冲击机构造成拉缸，而且可延长液压泵等的使用寿命。

4.提高活塞、衬套的加工精度，选择合理的配合间隙 为保证活塞的正常起动，活塞及衬套零件的加工精度，形状公差和位置公差都必须要求较高，活塞与衬套的配合间隙也要求严格，具体要求主要取决于活塞的直径，在此不详细叙述。

5.提高活塞及衬套硬度

由于活塞与衬套作相对的高速运动，且承受冲击的应力，为确保它的正常工作及较高的寿命，必须具有足够的强度和表面硬度，所以对活塞及衬套材料的选样和加工工艺(包括热处理)是很重要的一环，根据不同的材料，制定不同的加工工艺及热处理方法。使活塞表面硬度达到60～63HRC，心部硬度40～45HRC为宜，衬套内表面硬度略高于活塞。

6.消除空气进入液压系统

为防止空气进入液压系统，需做以下几方面的工作： (1) 液压泵及液压元件各处的密封要良好。

(2)油滤清器的网孔如被脏物阻塞，将更换滤芯。

(3)进油管的直径要够大，吸油管口在油箱中的高度要合适。 (4)管道接头的密封如果损坏或管道有裂纹应及时更换。