采煤機故障診斷與故障預測分析

摘 要：文章主要對采煤機的主要結構以及其工作方式進行介紹，重點分析了采煤機的故障診斷和故障預測，通過對其工作的方式、工作的條件、采煤原理等展開敘述，在此基礎上提出了現(xiàn)代煤礦機械設備安全以及如何應對其故障問題的方法，以期打造出安全穩(wěn)定的采煤機的運行的環(huán)境，提高采煤機使用效率。

關鍵詞：采煤機；故障診斷；預測

伴隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷深入，重大型的機電設備系統(tǒng)也越來越自動化，其系統(tǒng)的結構也逐漸的向著更加復雜的方向變化，規(guī)模也變得更大。對于我國的大型煤礦廠來說，其與機電設備的聯(lián)系也越來越緊密，這就從本質上加大了機電設備出現(xiàn)故障的可能性，而且往往這種故障會給煤礦的正常工作帶來一定的影響。在煤炭的生產(chǎn)過程中，采煤機無疑是一個重要的機械，其地位和作用是無可替代的。采煤機的工作環(huán)境一般都比較差，再加上采煤機自身的組成十分復雜，這就導致了采煤機故障的出現(xiàn)是十分頻繁的，而但凡發(fā)生問題就會給采煤工作帶來惡劣影響。因此，對采煤機進行故障的診斷和故障的預測分析十分重要且必要。

1 采煤機的主要結構

采煤機是煤礦產(chǎn)業(yè)中的核心機械，其主要負責裝煤和落煤的工作。對于下雙滾筒采煤機來說，其主要包括附屬裝置機構、電氣裝置機構以及牽引和截割裝置機構。其中，電氣裝置機構是采煤機的主要動力來源，主要任務就是負責牽引和采煤機的轉動。在電氣裝置中，所有的電機都是具有防爆功能的電動機，電子水冷技術也運用在其中，其目的就在于提高采煤機的生產(chǎn)效率，并且保證采煤機運行的安全性。促使采煤機沿著工作面行走是采煤機牽引裝置的最主要的功能，這可以保障將煤及時的運走。采煤機的截割裝置的主要工作方式就是通過上下左右搖臂來刮取更多的更深層的煤，滾筒的驅動是由截割電動機來完成的。

2 采煤機的具體工作方式

在采煤機的實際工作之中，大致可以分為兩種采煤工作面：普采工作面和綜采工作面。在一般的情況下，單滾筒的采煤機是普采工作面通常采用的工作設備，而綜采工作面的工作設備一般是雙滾筒采煤機。其中，單滾筒的采煤機其最大的優(yōu)勢就是可以提高采煤機工作面的利用效率，其對于生產(chǎn)能力的提高十分有效。對于雙滾筒的采煤機來說，其形式是在兩端各自分別安裝一個滾筒，這兩個滾筒分為前滾筒和后滾筒，兩者的工作區(qū)域有明顯的分工，前滾筒主要在上面割煤頂，而后滾筒則主要負責在下割底煤。

3 采煤機的常見故障分析

（1）采煤機的軸承故障。采煤機牽引行走鏈輪的載荷不均勻以及其較大的負荷很容易導致支承軸承出現(xiàn)磨損，甚至導致滾動體出現(xiàn)破裂等。在實際的采煤過程中，由于搖臂的升降十分頻繁就會導致?lián)u臂部分的各個傳動軸出現(xiàn)較大的受力情況，這就很容易導致軸承出現(xiàn)損傷，這些都是在實際的采煤工作過程中軸承部位市場會出現(xiàn)的問題。其中，軸承過載是導致軸承故障的主要原因，潤滑不理想以及潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)污染、支承座出現(xiàn)變形和錯誤的安裝軸承都是采煤機軸承故障的成因。除此之外，采煤機軸承的制造問題和設計問題以及軸承的自身問題都會從本質上造成采煤機的軸承故障。（2）采煤機的液壓系統(tǒng)故障。采煤機的液壓系統(tǒng)故障是采煤機故障中出現(xiàn)頻率最高。采煤機的牽引部位液壓系統(tǒng)雖然有各種保護裝置，比如過載保護和自動調速裝置等，但依然不可避免的出現(xiàn)很多的故障問題。液壓系統(tǒng)自身的構造十分的復雜，故障出現(xiàn)的具體部位以及故障的原因和現(xiàn)象也尤為復雜，因而在診斷和維修等方面面臨較大困難。再加上采煤機的工作環(huán)境大多比較惡劣，如果將采煤機的液壓系統(tǒng)拆開進行徹底的檢查，極易造成采煤機液壓系統(tǒng)的二次污染，這也就是故障在診斷中不能徹底檢查的原因所在。油液污染是液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的重要原因，也是十分常見的故障成因，如果有雜質混入到油液中就會導致液壓馬達、泵異常的泄露和磨損，這就會導致最終的液壓系統(tǒng)產(chǎn)生流量的欠缺，使得壓力下降，溫度升高，繼而致使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障。（3）采煤機其他機械系統(tǒng)的故障。在采煤機的實際工作中，各種故障的出現(xiàn)都會給煤礦的工作帶啦影響。采煤機其他機械系統(tǒng)的故障也是比較常見的，比如聯(lián)結松動則會使采煤機的載荷出現(xiàn)一定的變化，使得采煤機的某一個或者是多個部件承受比較大的荷載，不斷的惡化，最終出現(xiàn)機件的損傷甚至是斷裂。采煤機的齒輪傳動系統(tǒng)和聯(lián)結處的故障也是在采煤機故障中經(jīng)常發(fā)生的，對于采煤作業(yè)的產(chǎn)生的影響也是不能忽略的。另外，采煤機機械系統(tǒng)的安裝以及使用和制造和采煤機零件自身的制造缺陷都是導致采煤機系統(tǒng)故障的重要原因。

4 采煤機故障診斷以及其故障預測

（1）采煤機的溫度監(jiān)督和預測。采煤機的機械設備在正常的工作中會出現(xiàn)溫度的上升，在產(chǎn)生摩擦發(fā)生故障之后其相應區(qū)域的溫度就會有明顯的升高。對采煤機進行溫度檢測可以使用一些溫度的傳感器，這些傳感器對溫度的變化十分敏感，在溫度上升到一定的高度后就會產(chǎn)生特定的警報，給相關的工作人員提醒。在實際的工作中，溫度監(jiān)督不僅僅可以應用在一個特定的區(qū)域和特定的裝備，而且還可以較長時間的對多個領域的設備進行溫度的集中檢測與監(jiān)督，同時也可以對溫度進行數(shù)據(jù)記錄，從而有效的掌握溫度的變化情況，更好的掌握機械的運行狀況。（2）采煤機的專家系統(tǒng)。采煤機的故障一般來說比較隱蔽而且比較復雜，在傳統(tǒng)的工作中，采用的診斷方式要想得出結論需要有一個漫長的過程，在短時間內很難得出結論，而且還經(jīng)常出現(xiàn)一定的誤差，出現(xiàn)錯誤的判斷。采煤機專家系統(tǒng)建立和運行的基礎在當前具有一定的先進性，其指的是獲得了一定的專家的知識的系統(tǒng)，并且可以以此為基礎來對故障進行分析診斷。采煤機的專家系統(tǒng)內的數(shù)據(jù)一般是由兩個重要的部分組成，即經(jīng)驗知識部分和事實知識部分，其中的經(jīng)驗知識部分包括了大量的判別規(guī)則，主要偏向于理論化。而事實部分的知識則偏向于智能化，由特定領域的專家根據(jù)大家廣泛認同的事實來進行診斷。（3）采煤機鐵譜分析。首先需要建立一個強磁場和高梯度的環(huán)境，在此環(huán)境下引入潤滑油，在重力和磁場力的共同作用下，油流中大小不同的磨屑顆粒就會按照一定的順序沉積下來，一般來說，上層是顆粒較大的，而下層是顆粒較小的磨屑；其次，將這些沉積下來的磨屑制作成透明的譜片，進而使用顯微鏡裝置對此進行觀察；再次，可以利用光密度計測儀測量并記錄下來磨屑數(shù)量的相關數(shù)據(jù)，并且通過所得到的磨屑數(shù)量以及其形狀的信息來具體的分析采煤機設備的具體磨損情況，以及其具體的磨損部位，采用該方法還可以將造成磨損的源頭查找出來，從而對采煤機的機械設備進行診斷和及時的保護。

5 結束語

總而言之，采煤機作為采煤工作中的核心設備，故障的出現(xiàn)十分頻繁，而一旦出現(xiàn)故障就會對煤礦工作帶來諸多負面影響。而采煤機的內部構造復雜，集機械、電氣以及液壓為一體，體積也較大，故障出現(xiàn)之后常常會導致整個采煤工業(yè)的中斷，給煤礦企業(yè)帶來難以估量的經(jīng)濟損失。隨著煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，采煤機的功能也有了一定的補充，這就導致其結構更加復雜，同時，其對應的故障診斷和故障預測技術也應該有更好的發(fā)展和創(chuàng)新，充分的了解采煤機的內部結構和工作原理，盡量減少其在實際的運轉過程中出現(xiàn)較大的故障，從而促進整個煤礦工業(yè)的和諧穩(wěn)定發(fā)展，這也是促進我國經(jīng)濟發(fā)展的一個方面。通過文章對采煤機故障診斷和故障預測的分析，希望可以引起相關工作人員的重視。

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作者簡介：崔博（1984，12-），男，山西運城人，2008年7月畢業(yè)于太原科技大學自動化專業(yè)，本科，從事采煤機、掘進機銷售及服務。