摘 要：山地钻机主要适用于山地、黄土塬、丘陵、戈壁、农田等复杂地表的勘探钻井。钻机采用全液压驱动，山地地区主要采用空气钻井和空气震击钻井。山地钻机液压马达用于驱动钻杆旋转、提升和下降，完成钻井作业，由于工作环境恶劣，使用时间较长后，输出轴端的油封老化，液压马达会出现漏油故障。本文主要针对液压马达使用中存在的问题，对其故障进行分析，探讨设计轴承拆装专用工具，提升维修效率。
关键词：山地钻机；液压马达；轴承
山地钻机主要适用于山地、黄土塬、丘陵、戈壁、农田等复杂地表的勘探钻井。钻机采用全液压驱动，山地地区主要采用空气钻井和空气震击钻井。在其它地区，更换钻具可实现螺旋钻井，增加泥浆泵可实现泥浆钻井。最佳的框架组合方式，组合和分拆快捷方便，便于搬迁。可分拆独立框架模块，适合人抬或直升机吊装。模块化快拆结构和多种钻井工艺相结合。山地钻机是为适应山地勘探开发的一种人力能够抬动的钻机，广泛应用于山地、丘陵、黄土高源、农田地域的地震勘探钻井作业。该钻机采用模块化设计，其动力大、质量轻、搬迁方便，深受地质勘探等用户欢迎。
1.液压马达存在的问题
山地钻机液压马达用于驱动钻杆旋转、提升和下降，完成钻井作业。山地钻机工作环境恶劣，使用时间较长后，其液压马达会出现漏油故障，其主要原因是其输出轴端的油封老化。具统计，液压马达年损坏率高达11.6%。该液压马达为摆线液压马达，采用全封闭结构，当其漏油时更换油封比较困难，只能更换新的液压马达总成。该液压马达为美国进口产品，其供货周期长、价格昂贵，造成维修费用较高。该液压马达外形如图1 所示。
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图1 液压马达外形
2. 轴承拆装专用工具
为了解决更换该种摆线液压马达油封问题，我们设计制作1 套液压马达轴承拆装专用工具。该专用工具分为拆卸专用工具和安装专用工具。
（1）拆卸专用工具。该液压马达油封位于其壳体最左端，内部设有端面滚针轴承和向心滚针轴承，需将2 个滚针轴承拆卸后方可更换油封。液压马达密封结构如图2a 所示。我们设计的拆卸专用工具主要由定位套和芯轴组成，如图2b 所示。
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图2 液压马达结构及拆卸专用工具
定位套分为4 瓣，内部设有锥形孔，外缘设有沟槽和凸缘，沟槽内可放置O 形圈，利用O 形圈弹性将4 瓣抱紧。芯轴右端为锥形，与定位套锥形孔的锥度相同，当芯轴的锥形部分插入定位套内锥孔后，可将定位套撑开。拆卸液压马达轴承时，右手握住定位套，将定位套从液压马达右侧向左推进液压马达壳体内部。左手握住芯轴，将芯轴从液压马达轴孔插入定位套的锥孔，使定位套慢慢张开，达到最大位置，此时定位套凸缘刚好顶住向心滚针轴承左端面。上述准备工作完成后，用榔头敲击芯轴左端，向心滚针轴承即被慢慢拆下，最后即可拆卸端面滚针轴承和油封。
（2）安装专用工具。安装液压马达油封和轴承的专用工具主要为1 个台阶轴，如图3b 所示。安装液压马达轴承和油封的步骤如下：首先，将新油封先装在台阶轴的第1 个台阶上，用榔头轻轻敲击台阶轴，使油封到达液压马达壳体的安装位置，再取出台阶轴；其次，将端面滚针轴承装入液压马达壳体相应位置；最后，将向心滚针轴承装在台阶轴的第2 个台阶上，用榔头将该轴承敲击到位. 这样，油封和2 个轴承即可安装到位。
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图4 液压马达安装方法及专用工具
3. 应用效果
液压马达修复完成后， 我们对液压马达的扭矩和提升力进行了测试，旋转扭矩为935N·m，提升力为8700kN，均达到了钻机使用要求。到目前为止，使用该拆装工具修复液压马达43 台，均已安装到山地钻机上投入使用，没有发现漏油、动力不足等问题，使用性能良好。以每台进口液压马达价格4096.88 元计算，修复43 台液压马达可节省材料费约17.6 万余元，取得了较好的经济效益。该液压马达轴承拆装工具结构简单，拆装操作方便，解决了液压马达轴承无法拆卸问题，缩短了山地钻机修理时间，提高山地钻机使用率及生产效率。该专用工具如能在东方公司各单位推广使用，将会取得更大的经济效益。
参考文献
[1]王博,原思聪,江祥奎.基于AMESim的液压锚杆钻机回转系统的建模与仿真[J].现代电子技术,2019,42(01):103-107.
[2]孙保山,殷新胜,田宏亮,邬迪,方鹏.基于负载反馈技术的履带式钻机液压系统[J].煤炭科学技术,2011,39(03):95-99.
[3]赵宏强,谢武装,蒋海华.采用AMEsim的潜孔钻机回转液压系统的动态仿真与试验研究[J].现代制造工程,2019(02):69-73+79.
[4]赵伟民,迟云萍,张春莹.基于AMESim的锚杆钻机顶驱双动力装置的液压系统仿真研究[J].机床与液压,2019,37(02):132-134+142.