采煤機(jī)的故障分析與診斷探討

王瑞冬

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)拓新煤業(yè)有限公司，山西太原 030300）

采煤機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要工具，具有割煤、裝煤等多種功能。由于采煤的工作環(huán)境通常較為惡劣，采煤機(jī)在這樣的工作環(huán)境下容易受到外力的影響及沖擊，從而造成設(shè)備運(yùn)行的故障；此外環(huán)境中的粉塵、水汽等也會(huì)對采煤機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，導(dǎo)致采煤機(jī)工作效率的降低。為了避免這一情況，需要對采煤機(jī)進(jìn)行有效的管理和養(yǎng)護(hù)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)要進(jìn)行及時(shí)地處理和維修，并總結(jié)故障發(fā)生的原因，以提高采煤機(jī)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

1 采煤機(jī)常見故障分析

當(dāng)前在采煤作業(yè)中使用較為廣泛的采煤機(jī)通常由截割機(jī)、牽引設(shè)備、電力傳輸設(shè)備和附屬裝置等幾個(gè)部分組成。截割機(jī)是通過齒輪的傳動(dòng)來運(yùn)行的，牽引設(shè)備則需要液壓的方式來進(jìn)行牽引，采煤機(jī)的故障也通常發(fā)生在這兩個(gè)環(huán)節(jié)。

1.1 軸承故障

采煤機(jī)的牽引力通常較大，因此給軸承部分造成較大的負(fù)荷，軸承部分長期處于高壓的工作狀態(tài)下，容易產(chǎn)生運(yùn)行的故障，例如滾輪的磨損或碎裂等。此外，受到滾輪的影響，軸承部分的鏈輪也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行故障，與之相連的零部件同樣會(huì)受到影響。從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的破壞[1]。

在采煤機(jī)的軸承結(jié)構(gòu)中，搖臂部位所受的外力是最大的，當(dāng)搖臂出現(xiàn)頻繁的上下?lián)u動(dòng)時(shí)，軸承部分所受到的摩擦力就會(huì)對軸承部分產(chǎn)生極大的磨損，從而導(dǎo)致軸承部分的抗壓力顯著降低。除此之外，環(huán)境的污染、潤滑系統(tǒng)、軸承安裝上的問題都會(huì)導(dǎo)致軸承的磨損，進(jìn)而影響支架和底座的變形等，最終導(dǎo)致故障的發(fā)生。為了避免這些故障的發(fā)生，在軸承的設(shè)計(jì)和制作環(huán)節(jié)就應(yīng)當(dāng)保證質(zhì)量，從而提高軸承的使用壽命。

1.2 液壓系統(tǒng)的故障

采煤機(jī)液壓系統(tǒng)也是故障頻發(fā)的一個(gè)環(huán)節(jié)。采煤機(jī)的牽引部分通常都有液壓系統(tǒng)。在液壓系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有自動(dòng)調(diào)速裝置和保護(hù)裝置，能夠起到保護(hù)系統(tǒng)的作用，但這種自動(dòng)保護(hù)裝置在智能性上有待進(jìn)一步提高，還無法完全避免故障的發(fā)生。而液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，一般的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無法滿足實(shí)際工作中的調(diào)節(jié)要求，因而無法有效避免各種類型的故障。此外，周圍的環(huán)境因素也會(huì)對液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)產(chǎn)生較大的影響，在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)的過程中，不應(yīng)該拆開系統(tǒng)，防止環(huán)境對系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生污染。

一般采煤機(jī)中的液壓故障都是由于環(huán)境的污染而引起的。而環(huán)境的污染主要是通過油箱中進(jìn)入雜質(zhì)的形成產(chǎn)生的。當(dāng)油液中出現(xiàn)雜質(zhì)時(shí)，就會(huì)引起油泵的磨損，從而導(dǎo)致漏油的現(xiàn)象，使油箱內(nèi)的壓力明顯降低。系統(tǒng)的控制系統(tǒng)若受到污染就會(huì)造成閥門控制失靈，導(dǎo)致系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的異常。因此，在液壓器的設(shè)置中必須做好系統(tǒng)的密封工作，有效防止環(huán)境中的雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)內(nèi)部，有效預(yù)防設(shè)備運(yùn)行故障的發(fā)生。

1.3 其他機(jī)械系統(tǒng)的故障

除了以上兩種常見的故障外，采煤機(jī)在運(yùn)行過程中還容易發(fā)生其他的機(jī)械故障，例如部件連接的問題、承載力的問題、某些零件的磨損、齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)上的障礙、設(shè)備過載、系統(tǒng)運(yùn)行溫度過高等。這些問題都會(huì)引起機(jī)械設(shè)備的故障，從而導(dǎo)致采煤工作無法正常進(jìn)行。

2 采煤機(jī)故障診斷的方法

采煤機(jī)的故障診斷方法有很多，常見的方法包括振動(dòng)診斷法、油液診斷法、噪聲診斷法、溫度診斷法等。其中溫度診斷法是最為常見的一種診斷方式，在診斷的有效性、靈敏性、準(zhǔn)確性上都有較好的保障。一旦設(shè)備中的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，設(shè)備的磨損程度將會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)極大的上升，但這時(shí)油液的變化和噪聲的變化還不夠明顯，最為顯著的直觀變化是設(shè)備溫度的變化，因此通過檢測溫度的方式能夠在最短的時(shí)間內(nèi)確定設(shè)備的運(yùn)行狀況，并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施[2]。

在采煤機(jī)的故障診斷中，使用溫度檢測的方法也是較為實(shí)用的一種方式。當(dāng)采煤機(jī)發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備中各個(gè)點(diǎn)的溫度都會(huì)產(chǎn)生不同程度的變化，通過將設(shè)備實(shí)際的溫度與歷史記錄溫度進(jìn)行對比，就能發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)，并分析歸納出溫度變化的規(guī)律和走向，若再加上一定的油液分析，就能基本確定設(shè)備的故障原因和故障部位。在液壓系統(tǒng)的診斷中，可以采用溫度診斷、壓力診斷和流量診斷相結(jié)合的方式。在系統(tǒng)的不同部位都應(yīng)該設(shè)置一定的監(jiān)測點(diǎn)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，建立一個(gè)完善的檢測場，綜合反映設(shè)備中的壓力、溫度和流量變化，計(jì)算總結(jié)出故障的原因。在日常的工作過程中，可以通過對設(shè)備污染狀況的檢查和控制來降低設(shè)備污染的程度，確保系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，通過檢測場的使用，還能有效地判斷故障發(fā)生的原因，及時(shí)排除故障源，保證系統(tǒng)的安全性。

3 故障診斷的準(zhǔn)則和檢測系統(tǒng)

3.1 故障診斷準(zhǔn)則

在故障診斷準(zhǔn)則中需要將設(shè)備的溫度和壓力作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)和故障的信號(hào)。這些要素可以有效反映出采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及變化趨勢，并通過與歷史數(shù)據(jù)的對比得出故障的產(chǎn)生部位，判斷故障原因。

3.2 檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)從設(shè)備的運(yùn)行狀況出發(fā)，并制定設(shè)備檢測的范圍。在設(shè)備檢測的過程中，應(yīng)當(dāng)明確設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、性狀以及故障的易發(fā)點(diǎn)，此外還需要將操作人員的技術(shù)、設(shè)備使用環(huán)境等充分考慮進(jìn)去。

3.3 有效控制采煤機(jī)的溫度

當(dāng)采煤機(jī)的溫度在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)較大的上升時(shí)，首先可以使用冷卻水對采煤機(jī)進(jìn)行冷卻。其次需要對引起采煤機(jī)溫度上升的因素進(jìn)行確定。一般采煤機(jī)溫度上升是由齒輪的磨損或設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的[3]，這時(shí)只要及時(shí)更換磨損的齒輪就能解決溫度過高的問題。此外采煤機(jī)切入煤壁，割煤速度過快會(huì)造成設(shè)備溫度的升高，針對這種情況，應(yīng)該放緩切割速度，立即停止設(shè)備的運(yùn)行，并檢查升溫的原因，當(dāng)故障排除，且溫度恢復(fù)正常后才可重新使用設(shè)備。

3.4 采煤機(jī)啟動(dòng)器的控制

采煤機(jī)在使用過程中經(jīng)常發(fā)生啟動(dòng)設(shè)備的故障，導(dǎo)致設(shè)備無法正常啟動(dòng)。啟動(dòng)器的故障一般由二極管的故障引起，這時(shí)可以檢查設(shè)備的急停按鈕，看是否處于解鎖狀態(tài)。其次需要對磁力設(shè)備的供電狀況進(jìn)行檢查，當(dāng)磁力啟動(dòng)器斷電時(shí)需要及時(shí)充電。除此之外，對電路中的開關(guān)、接觸器、啟動(dòng)按鈕等都需要進(jìn)行檢查，只有當(dāng)上述部分都處于正常的狀況時(shí)才能確保采煤機(jī)的正常啟動(dòng)。

3.5 采煤機(jī)傳輸器的控制

采煤機(jī)的傳輸器問題一般由按鈕的故障或電纜的斷線引起。這時(shí)需要對電路中的主線進(jìn)行檢查，并將與之相連的接地線和二極管進(jìn)行重新連接。此外，還可以借助一定儀器來判斷電路的運(yùn)行狀況，具體的判斷方法為：打開隔離開關(guān)，若開關(guān)打開后故障狀況消失則說明是主線出現(xiàn)問題；若開關(guān)打開后故障情況沒有明顯變化則說明是電動(dòng)機(jī)的故障。

4 結(jié)語

采煤機(jī)在采煤作業(yè)中具有重要的作用，是實(shí)現(xiàn)采煤效率提高和采煤質(zhì)量保證的前提。做好采煤機(jī)的有效管理及故障的合理控制，就能夠有效提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益，促進(jìn)采煤產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。本文對采煤機(jī)的故障原因進(jìn)行了分析，從設(shè)備的溫度控制、電動(dòng)機(jī)控制、開關(guān)控制等方面總結(jié)了提高采煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性及故障預(yù)防、排除的方法，為采煤機(jī)的有效管理提供了一定的思路。

［1］李春華，荊杰.淺談煤礦采煤機(jī)常見故障分析和診斷的基本方法［J］.中國科技博覽，2011（31）：62-64.

［2］王鵬.淺談煤礦滾筒采煤機(jī)故障分析及對策［J］.科技致富向?qū)В?012（01）：81-83.

［3］張建彬.淺談煤礦采煤機(jī)常見故障分析和診斷的基本方法［J］.中國科技博覽，2011（11）：49-52.