新型COP RR14 凿岩机常见故障原因分析及对策

殷 骏，盛春喜

（1.中色非洲矿业有限公司谦比希铜矿，赞比亚铜带基特韦 22592；2.安柏拓赞比亚公司，赞比亚铜带基特韦 22592）

0 引言

COP RR14 凿岩机是某公司最新生产的一款锚杆用液压凿岩机，是COP1435 凿岩机的升级改进版，其冲击功率为14 kW，冲击频率80 Hz，设计最高冲击压力21 MPa。现主要安装在某公司国内南京工厂生产的Boltec 235 锚杆台车上，近些年来某铜矿已购买多台投入使用。在使用过程中，因冲击压力设置过高、使用和维护不当等原因导致该型号凿岩机故障率较高，凿岩机内部部分备件使用寿命降低，既影响设备使用效率又增加设备维保成本。结合在日常使用中频繁出现的故障，总结出一些使用和维修经验、故障原因及处理办法。

1 凿岩机常见故障分类与原因分析

COP RR14 凿岩机主要由三大部分组成，分别为前端、齿轮室总成、缸体和尾罩，在日常使用和维护中出现的主要故障集中在前端和齿轮室总成上。

1.1 凿岩机前端

凿岩机前端由机头、导套、水套、垫片、止动环、水封及水管长接头等零件组成。主要功能是对钎尾起到导向支撑作用，并将冲渣水由水泵经水管长接头引入钎尾送到钻头前端进行冲渣和降尘。

1.1.1 导套磨损

机头导套为铜合金材料，内径为32 mm，前端呈台阶型并安装有一道防尘圈，外圈有4 个小孔、内圈有两道油槽均为钎尾提供油液润滑，如果磨损量达到4 mm 时，则需尽快更换。机头导套磨损如图1 所示。

图1 机头导套磨损

磨损原因主要有以下两种：①正常疲劳磨损；②因油液润滑不良或无润滑造成磨损。导套安装在机头最前端，长期与钎尾产生摩擦会造成导套内壁磨损，时间久之导致内径过大不能较好的为钎尾提供导向。但出现导套上油孔或油槽堵塞、ECL 润滑油泵阀芯卡顿以及线圈不得电或损坏、润滑细管损坏堵塞等情况时，会直接造成导套及钎尾润滑效果差，并容易产生高温，导致导套磨损。

作为台车操作人员需要每班在设备启动后，先检查确认钎尾处润滑是否良好再进行作业，维修人员需要定期检查导套、润滑管路和气压等，对发现的问题应及时处理，避免造成非正常磨损。

1.1.2 垫片开裂破碎

垫片安装在冲洗头与止动环之间，保护由冲击活塞经制动环传递过来的冲击力作用在冲洗头上。但冲击压力过高或出现凿岩机频繁空打时，垫片容易开裂、破碎（图2）。

图2 垫片开裂、破碎

垫片损坏的原因主要有两种：①冲击压力过高；②无推进冲击或推进速度低，即同一时间冲击碎石的距离大于推进行走距离，这时冲击能量在传递到钻头被岩石吸收前，大部分被垫片吸收，此现象也称为空打。新设备出厂时，系统冲击压力一般设置为20 MPa，但在使用一周后垫片就发生破碎，进行更换新垫片后仍出现同样问题，通过将冲击压力下调至17 MPa 左右，并进行反复试验与论证，后期再没有出现垫片频繁破碎情况。为防止凿岩机空打，需要加强操作人员理论培训，在打眼过程中如遇岩石裂隙或软岩时，应及时调整推进压力与之匹配，避免出现凿岩机空打。维修人员需要定期检查，发现垫片出现开裂或损坏应立即更换。

1.1.3 止动环磨损及损坏

止动环由两瓣组合而成，通过一道O 形圈将其安装在钎尾花键前端，并受到钎尾的轴向撞击力和径向摩擦力（图3）。与钎尾接触面处磨损量达到1 mm 时，则需尽快更换。

图3 止动环

造成止动环损坏的原因主要有两种：①O 形圈损坏；②润滑不良或钎尾超期使用。O 形圈将两瓣止动环固定在钎尾上，确保止动环能够均匀受力，O 形圈必须选用原厂件，保证其质量，在不得已情况下应选择尺寸合适、韧性好、耐高温，不得使用尺寸过大或过小的O 形圈。应定期将前端拆下检查各部件和密封件、钎尾等磨损情况，必要时可更换。厂家推荐标准为每400 h 必须更换。

1.1.4 机头前端以及接头漏水

前端漏水主要原因是水套内水密封磨损导致漏水，水密封为4 道Y 形水密封，主要有两个作用：①防止漏水，确保将由水泵输入过来的水压经钎尾完全送到钻头前端；②防止水回流，阻断水进入冲击活塞内。一旦出现机头漏水，操作人员应立即停机并告知维修人员进行更换处理。

接头漏水主要原因有接头损坏、接头O 形密封损坏等，漏水时可直接更换新密封件。

1.2 齿轮室总成

齿轮室主要由四棱套、大齿轮、小齿轮、中心定位套、缓冲活塞与活塞套、轴承和锁帽等零件组成，外部安装有旋转马达和高压蓄能器。

1.2.1 四棱套磨损

正常情况下，四棱套齿端宽度低于2 mm 时应需更换（图4）。

图4 斜齿四棱套

造成四棱套异常磨损的主要原因有两种：①油液润滑不良或无润滑；②机头导套磨损后未及时更换，钎尾会产生轴向摆动。在设备作业前应认真确认凿岩机润滑油，定期检查润滑油路，选择合适的润滑油品，根据润滑情况适当调整ECL 泵工作频率，当机头导套磨损超过规定磨损量后应及时更换。

1.2.2 无旋转或旋转压力高

凿岩机旋转压力升高的主要原因是推进压力过高、钻头磨损严重、冲洗流量不足压力低、岩石松软塌孔等，操作人员在打孔中应时刻关注压力和冲洗水，对损坏的钻头及时更换。凿岩机无旋转输出且伴随压力升高，多数为齿轮室内大齿轮上滚动轴承破碎导致大齿轮卡死或旋转油路及电机故障所致。

滚动轴承损坏的原因主要有两种：①无润滑脂造成齿轮室内高温；②装配时轴承张紧力调整错误。齿轮室需要定期、定时、定量注入润滑脂，应使用凿岩机专用润滑脂，注入时将侧端小堵头拆下直到新润滑脂流出。在维修和装配时，专业维修人员须按照维修标准合理调整轴承预紧力。

1.2.3 缓冲活塞密封漏油

通常每400 h 须维保凿岩机，更换所有密封件，在使用中出现凿岩机漏油多数为密封损坏。

造成密封损坏漏油的原因主要有两种：①维修时装配不当；②垫片、止动环等磨损铁屑或碎块进入割坏密封。出现漏油后应立即停止设备，将凿岩机拆下进行维修，更换损坏的密封。

1.3 缸体

缸体主要由衬套、前导套、后导套、前密封室、后密封室、冲击活塞、换向阀等零件组成，外部安装一低压蓄能器。

1.3.1 冲击活塞前端碎裂

冲击活塞前端碎裂如图5 所示，出现此情况时应及时将凿岩机拆下并进行维修更换处理。

图5 冲击活塞前端碎裂

主要原因分析：①前端接触面受力不均，即机头导套磨损过大后，在凿岩机冲击过程中钎尾不完全保持直线运动，出现径向偏移摆动，末端与活塞出现无规则打击，同时钎尾也同样会损坏；②润滑差导致接触面高温粘连损坏端面；③水密封损坏后进入少量水。因此需特别注意导套、水密封等易损耗件，定期检查更换，避免更换不及时造成更大损失。

1.3.2 蓄能器漏油

蓄能器漏油主要有两个原因：①蓄能器里面隔膜损坏；②端面密封圈损坏。出现泄漏时应立即更换备用蓄能器或密封圈。维修人员应定期检查蓄能器压力，高压蓄能器充氮压力为8～10 MPa，低压蓄能器充氮压力为1.5 MPa。

2 使用和维保注意事项

COP RR14 凿岩机是锚杆台车上关键的核心部件，因其内部结构复杂，备件价格高，因此在日常操作使用和维保时应注意以下7 个事项：

（1）要保证液压油清洁、系统工作稳定，定期更换呼吸器及液压回油滤芯，在更换油管和添加液压油时，特别注意不要混入灰尘或杂物等。

（2）要定期将凿岩机前端拆下检查，及时更换钎尾、机头导套、水密封等易损件。

（3）要定期检查凿岩机工作压力，如冲击、缓冲压力，出现压力异常应及时调整、处理。

（4）要定期检查蓄能器氮气压力、润滑系统工作情况，定期加注润滑脂和按力矩要求拧紧侧拉杆。

（5）要按原厂家推荐标准每400 h 进行维保。

（6）要由专业人员按维保标准和要求维修凿岩机。

（7）要求操作人员在使用中出现凿岩机漏油或其他异常问题时应立即停止设备，等待维修人员检查和处理。

3 结束语

通过对COP RR14 凿岩机常见故障进行原因分析，分别提出解决办法和措施，以及使用和维保建议，为杜绝操作人员不当使用凿岩机的现象以及提高维修人员的技能水平，提供了理论支持。