液压破碎锤是一种由液压能转换为机械能的破碎工具，它以挖掘机、装载机等工程机械为承载主机，作为其随机工具扩大了主机的功能和使用范围，广泛用于采石场、楼房解体、道路破碎及混凝土基础拆毁等作业。液压破碎锤在使用过程中，经常会发生活塞和缺体拉伤现象，活塞或缸体一旦被拉伤，就会增加缸体内高压油的泄漏，使液压破碎锤冲击功下降，降低生产效率。

液压破碎锤的工作原理如图 1 所示。在图1 (a) 状态时 ,液压油从 P 口进入换向阀 ,作用于小阀芯的 A 4 面上 ,小阀芯推动阀芯至下端位置。同时压力油经阀芯环形通道进入冲击活塞下腔 ,作用于活 塞的 A1 面上 ,活塞在液压油压力作用下克服氮气室作用力向上运动 ,并压缩氮气 ,活塞上腔的油液经O 口流回油箱。当活塞运动至信号口与前腔高压油相通时 ,如图 1 ( b) 所示 ,高压油由信号口经油道 e 进入阀芯环形承压面 A 5 处 ,因承压面积 A 5 > A4 , 阀芯上移 ,换向阀换向。图 1 ( c) 所示换向完毕 ,活塞下腔与回油路相通而形成低压,活塞在氮气室压力作用下向下冲击做功。当活塞冲击终止时 ,换向信号口与低压油相通,阀芯环形面 A5 卸压,小阀芯由于压力油的作用,推动阀芯换向,此时压力油又进入活塞下腔。重复上述动作 ,冲击活塞即完成一个往复行程。液压破碎锤工作时连续供油 ,以上循环动作连续高速进行,使液压破碎锤达到冲击做功的目的

.1）液压破碎锤动力学方程

本文摘抄于：

本文摘抄于：中国公里学报

【3】活塞与油缸的摩擦损伤简称拉缸

拉缸的原因简单罗列如下：

重要拉缸原因为【油膜】受损以及侧向力

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（1.1）液压油油温的影响

液压油具有黏性，当液压油发生剪切变形时，液压油体内产生阻滞变形的内摩擦力。黏性表征了液压油抵抗剪切变形的能力，液压油抵抗剪切变形的能力用黏性来体现，而油液温度与黏度的关系如下：

从公式可以看出，当油温上升时，液压油的动力黏度随之降低，其抵抗剪切变形的能力下降，当温度上升到一定程度时，液压油的动力黏度急速下降，抗剪切变形的能力几乎消除失，受到自重及活塞往复运动时惯性的影响，液压油油膜就有可能建立不起来，从而使活塞与缸体之间的液压支撑（油膜）破坏，引起活塞拉伤（缸体的耐磨性一般高于活塞）

（1.2）液压油变质后的影响

导致液压油变质的原因较多，一般有：

1、制造装配过程中产生的，有未得到彻底清除的杂质；

2、因液压油流经的油管和储存油液的油桶含有杂质；

3、野外露天做作业环境恶劣，各种飞扬的物质颗粒进入液压系统；

4、液压系统维护时，拆装元件、管路等过程中造成污染物侵入，或加油，换油时使用了不洁的过滤容器，带进入污染物

5、因机械摩擦和化学反应等而导致的液压油污染。如液压油氧化变质，混入水份、空气，那么其黏度就会下降，从而破坏活塞和缸体之间的液压支撑（油膜）；如果液压油混入颗粒污染物，那么活塞与缸体的间隙就会收到影响，不但会增大缸体和活塞的摩擦，也会影响活塞与缸体之间的液压支撑；

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活塞和油缸的加工精度

活塞与缸体组成圆柱滑动副、滑动副之间有一定的间隙，在充满液压油的情况下相对运动，若活塞与缸体再加工、装配过程中存在偏心或者锥度，运动过程中产生的压差就会导致活塞收侧向力作用，加剧缸体与活塞之间的摩擦，从而引起活塞的拉伤；

由于加工缸体内孔和活塞的外径时，不可能聚堆无锥度，装配时，不可能绝对无偏心，因此运动过程中必然会产生侧向力，进而导致活塞拉伤；

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钎杆反弹

液压破碎锤通过活塞击打钎杆而对外做功，由于力的作用是相互的，假设钎杆与活塞的打击面绝对的平整，则钎杆的反弹力的作用线与活塞的轴线一致，钎杆理论上不会受到侧向力，否则，活塞就会收到侧向力，进而导致活塞拉伤；

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活塞与缸体的配合间隙

活塞与缸体的配合间隙受到材料、热处理及高温等因素的影响。一般来说，材料会随着温度的变化而产生变形，但是，通过适当的热处理可降低其变形量。材料的线性变形公式为：

以某品牌铬钢(配件用活塞材料)为例，其线膨胀系数=11.2（/℃），假设试验件线性直径为40mm，油温变化=80℃，通过计算可得其在直径方向上的热膨胀变形量为0.036㎜。但是，通过不同的热处理方式制造出来的试验件，在不同的温度下进行试验，得到的试验数据不同，如下图

活塞与缸体的配合间隙因材料、热处理方式不同而不同。在进行活塞与缸体配合间隙设计时，必须考虑变形因素，否则，热处理后配合间隙过小易导致活塞拉伤。

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液压破碎锤工作过程中的钎杆偏打

在液压破碎锤的实际工作过程中，常常会出现钎杆偏打现象，加之钎杆尾部和活塞打击面不是绝对的平整，因此会产生侧向力，从而导致活塞拉伤；

避免方案：首先要保证钎杆与活塞打击接触面的均匀性，由于热处理过程中，上述平面会产生微量变形，因此在活塞与钎杆热处理后，需增加一道精车工序（将两个平面车平）；其次，可以适当降低钎杆的硬度，防止使用过程中钎杆被活塞打碎，打裂，目前使用的钎杆硬度一般为HRC55,可以调整为HRC50，并降低其淬火层内的马氏体含量，从而提高其韧性；最后在使用过程中，要及时检查缸体内导向套，前缸体的完整性，防止因为导向装置的损坏而引起活塞在行程中出现偏心

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贯穿螺丝性能不足，导致活塞偏打贯穿螺丝抗拉伸力不够，导致螺丝变长，包括定位销脱落，变形，从而紧固三缸力量放松，活塞做功时，产生侧向力，从而拉缸

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斯特封断裂导致活塞下端拉伤

如图为活塞环斯特封断裂后，导致上下对称点（主油封）部位拉伤，如下图所示

下图为后果

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防尘封翻边导致杂质进入油缸拉伤

破碎锤售后服务工程师是工程机械行业里面最辛苦的一个岗位，他必须具备的优秀品质首先是负责任和细心认真，以下为保养破碎锤时，更换主油封，安装活塞时，导致防尘翻边，造成的短期拉缸漏油

【4】拉缸类故障修复方法

（1）缸体研磨修复

（1）缸体修复设备的选用我们所使用的设备是一台高精度万能磨床【比较合理的设备和型号为“上海机床厂MM1450”】，最大磨削孔径φ500mm，行程 =1500mm。工作台的直线度在全行程长度内≤0.02mm，工作台移动倾斜度在全行程长度≤0．015mm，床头主轴径向跳动≤0．01 mm,床头主轴中心线对工作台移动的平行度≤ 0，01 mm

〈2）缸体的装卡将缸体装在主轴上的专门夹具上，按工艺要求，缸体外侧端面的跳动量≤0，01 mm。和隔离套相配合的缸体内孔与机床主轴的同轴度误差应≤0.005mm；

（3）磨削缸体：缸体中需要修复的两个不同尺寸的内孔，要经过粗磨和精磨两道工序来完成。粗磨时应将内径磨圆、拉伤之痕磨平；进行精磨时，应使其尺寸精度、位置精度、粗糙度符合图纸的要求（尺寸精度在0．01 mm以内，同轴度误差在0．01 mm以内，孔的圆柱度误差为

0.005mm，粗糙度=0.4 μm)。

（2）活塞研磨修复/更换活塞

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材料的选择是活塞设计的关键问题，它决定活塞设计的成功与失败，决定零件寿命的长短。关于材料的选择，各国液压锤的制造商均称采用优质高级合金钢，但选材和工艺还有区别，一些液压锤的制造商，采用的是优质合金工具钢，整体淬火而成；而另一些制造商采用的是低碳合金钢渗碳淬火而成。采用高碳合金工具钢整体淬火的活塞，在工作中和钎杆接触的平面不变形，不易产生裂纹，而采用低碳合金钢渗碳淬火的活塞，在工作中和钎杆接触的平面易产生变形（平面凹陷）和裂纹，如果裂纹扩大，就会产生断裂使活塞报废。

以修复用活塞选材为合金工具钢为例，

活塞加工工艺流程如下：

备料—锻造—退火【消除应力、细化晶粒】—粗车外圆和中心孔—调质—精车外圆、槽—淬火—磨中心孔—磨外圆—磨工作边—去毛刺— 探伤—研磨中心孔—精磨外圆—检验— 油封—按照公差装入修复好的中缸体。