淺析露天采煤機(jī)常見(jiàn)機(jī)電故障與診斷

樸永春　布仁吉日嘎拉

摘 要：作為露天開(kāi)采機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備之一，采煤機(jī)性能直接影響礦山企業(yè)的煤炭生產(chǎn)能力。由于采煤機(jī)所處的生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)一些故障，因此維修頻率高且維修保養(yǎng)費(fèi)用大，不利于煤炭生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。針對(duì)如何提高維修水平進(jìn)而保證采煤機(jī)運(yùn)行效能等問(wèn)題，文章在闡述露天采煤機(jī)的類(lèi)型與主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討了采煤機(jī)常見(jiàn)故障與故障診斷等方面的內(nèi)容，對(duì)于保證礦山高效開(kāi)采具有重要意義。

關(guān)鍵詞：露天煤礦；露天采煤機(jī)；機(jī)械故障；故障診斷

引言

我國(guó)是以煤炭作為能源主體結(jié)構(gòu)的國(guó)家之一，以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的社會(huì)主義建設(shè)的根本宗旨促進(jìn)了我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)。露天開(kāi)采，作為煤炭開(kāi)發(fā)的一部分，幾十年來(lái)也得到不斷發(fā)展，主要體現(xiàn)為工藝的改進(jìn)和裝備的發(fā)展，改變了過(guò)去傳統(tǒng)單一開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)了多種先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)合連續(xù)作業(yè)，這不僅改善了露天礦山的生產(chǎn)條件，而且能保證露天出煤質(zhì)量，從而為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

采礦機(jī)是露天采礦業(yè)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，但是露天采礦機(jī)的投資非常大，再加上使用環(huán)境比較惡劣，使得其維修頻繁，并且維修保養(yǎng)及運(yùn)行費(fèi)用都比較高，對(duì)采礦施工進(jìn)度及采礦企業(yè)的生產(chǎn)能力具有較大的影響。因此，選擇合適的露天采礦機(jī)來(lái)降低能耗、提升效率及保證作業(yè)安全，并科學(xué)有效地發(fā)揮其功能就成為關(guān)乎采礦企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。

1 露天開(kāi)采機(jī)種類(lèi)及特點(diǎn)

1.1 露天開(kāi)采機(jī)主要類(lèi)型

我國(guó)目前從事自主研發(fā)制造露天開(kāi)采機(jī)的企業(yè)主要包括哈爾濱煤礦機(jī)械研究所、中信重型機(jī)械研究所等。國(guó)外生產(chǎn)制造露天開(kāi)采機(jī)的企業(yè)占市場(chǎng)份額比較大的有德國(guó)、奧地利、以及美國(guó)的林論公司等幾家。其按結(jié)構(gòu)形式可以分如下幾類(lèi)：中部滾筒式、前端滾式、前端斗輪式、犁式等。

1.2 露天開(kāi)采機(jī)主要特點(diǎn)

（1）適應(yīng)性強(qiáng)。與輪斗挖掘機(jī)與單斗挖掘機(jī)相比，露天采煤機(jī)的開(kāi)采能力更為優(yōu)越，且能適應(yīng)不同的地質(zhì)環(huán)境。

（2）選采性能好。露天開(kāi)采機(jī)的優(yōu)勢(shì)之一是可以進(jìn)行刨采，刨采過(guò)程與路面刨銑設(shè)備相似，只是刨銑深度略淺；優(yōu)勢(shì)之二是回采率高，滾筒式采煤機(jī)可根據(jù)發(fā)出的Y射線(xiàn)探測(cè)開(kāi)采面的準(zhǔn)確位置，因而有效降低了矸石含量，提高了開(kāi)采效率，改善了開(kāi)采回采率。

（3）連續(xù)作業(yè)強(qiáng)。連續(xù)作業(yè)是露天采煤機(jī)最為主要的特點(diǎn)，露天采煤機(jī)的生產(chǎn)使用其目的就是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)作業(yè)，其開(kāi)采能力是普通單斗挖掘機(jī)的5倍以上。

（4）使用范圍廣。在諸如石灰石、白云石、煤炭等不同硬度構(gòu)成的礦物條件中，露天采煤機(jī)也可廣泛使用，且可配合多種運(yùn)輸設(shè)備以完善連續(xù)作業(yè)性能。此外，露天采煤機(jī)可在不同礦山地段作業(yè)，因而推廣了它的使用范圍。

2 露天采煤機(jī)常見(jiàn)故障

2.1 采煤機(jī)傳動(dòng)齒輪與軸承發(fā)生的故障

露天采煤機(jī)牽引系統(tǒng)牽引力大，內(nèi)外牽引齒軌輪容易存在受力不勻現(xiàn)象，其傳動(dòng)方式主要是通過(guò)此輪嚙合進(jìn)行工作的，此時(shí)如果機(jī)組內(nèi)外牽引齒輪、惰輪潤(rùn)滑系統(tǒng)發(fā)生污染，進(jìn)入煤灰等雜質(zhì)，就會(huì)產(chǎn)生溫度過(guò)高，潤(rùn)滑不暢，造成機(jī)組外牽引搖臂內(nèi)傳動(dòng)受力不均，變速齒輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣就會(huì)造成變速齒輪發(fā)生故障，從而影響生產(chǎn)。因安裝、質(zhì)量等等問(wèn)題就會(huì)對(duì)齒輪的使用和壽命造成影響，尤其是不規(guī)范使用更會(huì)影響采煤機(jī)的使用壽命。

2.2 調(diào)高系統(tǒng)產(chǎn)生的常見(jiàn)故障

調(diào)高系統(tǒng)的主要作用是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，從而為采煤機(jī)的調(diào)高系統(tǒng)提供液壓動(dòng)力。另外行走部的制動(dòng)器控制油路也是由調(diào)高系統(tǒng)提供液壓能，產(chǎn)生制動(dòng)作用。

在調(diào)高液壓泵使用中，經(jīng)常出現(xiàn)故障的兩個(gè)主要原因如下：

（1）調(diào)高閥組換向閥、三位四通閥、頂桿、閥芯動(dòng)作頻繁，如果閥桿變形造成卡阻等狀況，就會(huì)造成移動(dòng)不到位，即而引起系統(tǒng)壓力、流量發(fā)生變化，產(chǎn)生故障；另外各液壓系統(tǒng)的密封損壞引起系統(tǒng)泄漏，造成壓力失調(diào)，產(chǎn)生故障。

（2）油中侵入煤灰等雜質(zhì)、使油質(zhì)發(fā)生乳化，形成系統(tǒng)流量不足，這樣采煤機(jī)的壓力就會(huì)降低，溫度升高，發(fā)生故障。

2.3 機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的常見(jiàn)故障

機(jī)械故障三個(gè)方面：（1）主機(jī)架對(duì)接螺絲松動(dòng)；（2）外牽引定位系統(tǒng)固定不牢固；（3）機(jī)組滾筒錐形定位螺桿活絲，產(chǎn)生滑扣。

以上原因都會(huì)使局部因受載荷變化產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)磨損疲勞或過(guò)載損壞，以及制造和零部件缺陷等故障，都會(huì)不同程度導(dǎo)致露天采煤機(jī)機(jī)械部分發(fā)生機(jī)械損壞，影響正常工作。

2.4 電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的常見(jiàn)故障

采煤機(jī)由于露天作業(yè)，長(zhǎng)期受地質(zhì)條件、外界環(huán)境、內(nèi)外噴霧、電氣水冷等影響，易使水氣進(jìn)入電氣控制腔內(nèi)，致使監(jiān)測(cè)中心通訊主機(jī)等電氣元件受潮，導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控，絕緣值下降，內(nèi)部發(fā)生短路等故障的發(fā)生，從而影響生產(chǎn)。

3 露天采煤機(jī)故障的常見(jiàn)判斷方法

噪聲診斷、溫度監(jiān)測(cè)、電氣防潮和壓力觀察等幾種判斷方式是目前采煤機(jī)故障的主要判斷方法：

3.1 利用噪音判斷

故障最直接的反映就是噪音，當(dāng)采煤機(jī)某一部位傳動(dòng)部聲音增大時(shí)，明顯顯示為設(shè)備故障時(shí)，必須立即停機(jī)檢測(cè)。若不能及時(shí)停機(jī)處理，就會(huì)造成大的機(jī)電設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)。

3.2 利用溫度監(jiān)測(cè)進(jìn)行判斷

溫度監(jiān)測(cè)是目前使用最廣泛的監(jiān)測(cè)手段之一，對(duì)于露天采煤機(jī)電機(jī)部分，可采用監(jiān)測(cè)冷卻水溫度來(lái)準(zhǔn)確反映電機(jī)運(yùn)行狀況，用軸承溫度和調(diào)高系統(tǒng)油溫、油位作為在線(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，記錄溫度變化情況，同時(shí)定期化驗(yàn)油質(zhì)，通過(guò)抽樣分析，確定油的污染情況，這樣既可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，又能預(yù)測(cè)故障點(diǎn)的變化情況，準(zhǔn)確快捷地反映液壓系統(tǒng)故障源，確保系統(tǒng)安全正常運(yùn)行。

3.3 利用壓力觀察進(jìn)行判斷

露天采煤機(jī)整個(gè)電氣、機(jī)械、滅塵、液壓系統(tǒng)均呈現(xiàn)于壓力，液壓和水壓是整個(gè)采煤機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)脈，水冷靜壓和液壓壓力突變（升高或降低）都可能使設(shè)備受損，造成安全隱患。正常使用的監(jiān)測(cè)保護(hù)手段現(xiàn)無(wú)法準(zhǔn)確確定故障部位，使查找故障的難度加大，分段采用壓力在線(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以縮小查找故障范圍和處理時(shí)間。

3.4 利用電氣防潮進(jìn)行判斷

電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況可以通過(guò)電氣部分防潮判斷故障，在監(jiān)測(cè)其設(shè)備元件溫度，箱體潮濕情況直接反映其工作狀態(tài)是否正常，當(dāng)?shù)装謇鋮s致使電控箱體產(chǎn)生溫度，下降后出現(xiàn)潮氣水珠，利用防潮劑、風(fēng)扇等吸收腔體的潮氣，從而減少因電氣元件受潮，造成電氣事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)的露天開(kāi)采技術(shù)從人工開(kāi)采到機(jī)械開(kāi)采，從蒸汽動(dòng)力到電氣動(dòng)力，從簡(jiǎn)單管理發(fā)展到信息化、數(shù)字化建設(shè)。露天煤礦的生產(chǎn)規(guī)模也從幾萬(wàn)噸、幾十萬(wàn)噸、幾百萬(wàn)噸發(fā)展到上千萬(wàn)噸。當(dāng)前露天采煤機(jī)逐漸向著大型化方向發(fā)展，隨著采煤新技術(shù)的快速發(fā)展，露天煤礦的機(jī)械化程度將會(huì)越來(lái)越高，我國(guó)會(huì)廣泛應(yīng)用機(jī)械化大規(guī)模采煤，從而降低生產(chǎn)成本，提高礦井效益。

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