煤礦掘進(jìn)機(jī)日常檢修及故障維修

黃傳賢

（鄂爾多斯市營(yíng)盤壕煤炭有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300）

掘進(jìn)機(jī)是井下煤巷、半巖巷以及巖巷破巖層與破煤層的關(guān)鍵設(shè)備，在20世紀(jì)60～70年代，我國(guó)煤礦生產(chǎn)采用的掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)作業(yè)效率低，而且故障發(fā)生頻繁，進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著PLC技術(shù)的興起，國(guó)內(nèi)煤礦所使用的掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平已經(jīng)逐步與世界先進(jìn)水平相接軌，尤其是故障自動(dòng)診斷技術(shù)的發(fā)展，使掘進(jìn)機(jī)的故障發(fā)生概率大幅降低，在這種形勢(shì)下，設(shè)備檢修人員應(yīng)當(dāng)制訂一套科學(xué)、可行、高效的日常檢修與故障維修計(jì)劃，以確保掘進(jìn)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠滿足正常的生產(chǎn)作業(yè)流程。

1 煤礦掘進(jìn)機(jī)日常檢修要點(diǎn)

1.1 螺栓緊固檢查與維修

掘進(jìn)機(jī)由水系統(tǒng)、截割系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、鏟板系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、后支撐、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)等多個(gè)功能單元構(gòu)成，每一個(gè)單元由多種不同類型的部件組合而成。尤其是掘進(jìn)機(jī)的齒座截割頭，每一個(gè)接合點(diǎn)都采用螺栓堅(jiān)固的方式予以連接，在掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，由于截割體真接與地下巖層接觸，受到?jīng)_擊力與巖層反作用力的影響，截割體極易出現(xiàn)螺栓松動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而埋下重大的安全隱患。因此，檢修人員需要定期對(duì)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部組件連接部位間緊固度進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)螺栓松動(dòng)情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行緊固處理，以保證正常的生產(chǎn)作業(yè)流程不受影響。齒座截割頭示意圖如圖1所示。

圖1 齒座截割頭示意圖

1.2 異物堵塞檢查與維修

由于井下作業(yè)條件惡劣，尤其在掘進(jìn)過(guò)程中，產(chǎn)生大量粉塵，這些粉塵顆粒一旦在掘進(jìn)機(jī)的機(jī)體內(nèi)部堆積，就會(huì)造成噴霧嘴堵塞，而影響作業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度。因此，檢修人員應(yīng)當(dāng)經(jīng)常性的噴嘴進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，需要及時(shí)進(jìn)行疏通處理，當(dāng)疏通效果無(wú)法滿足作業(yè)需求時(shí)，應(yīng)當(dāng)更換噴嘴等組件。

1.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)檢查與維修

煤礦掘進(jìn)機(jī)的各個(gè)組件主要由金屬材質(zhì)的物質(zhì)構(gòu)成，設(shè)備在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，內(nèi)部金屬組件的摩擦力陡然上升，久而久之，組件表達(dá)就會(huì)受到不同程度磨損，嚴(yán)重還可能導(dǎo)致組件斷裂或者功能性喪失。因此，檢修人員在日常檢查工作中，應(yīng)當(dāng)對(duì)掘進(jìn)機(jī)易于磨損的部位或者組件進(jìn)行認(rèn)真檢查，如果發(fā)現(xiàn)缺少潤(rùn)滑油劑，需要及時(shí)添加潤(rùn)滑油，以延長(zhǎng)掘進(jìn)機(jī)的使用壽命。

1.4 履帶張弛檢查與維修

履帶是掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的重要組成單元，如果履帶過(guò)于松弛，掘進(jìn)機(jī)的行走速度將大打折扣，以至于影響作業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度。針對(duì)這種情況，檢修人員應(yīng)當(dāng)時(shí)時(shí)關(guān)注履帶的張弛情況，如果發(fā)現(xiàn)履帶松弛，應(yīng)當(dāng)及時(shí)利用扳手等工具對(duì)其進(jìn)行緊固處理。

1.5 冷卻系統(tǒng)檢查與維修

掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，由于機(jī)體截割頭與巖層之間產(chǎn)生巨大的沖擊力，液壓泵的運(yùn)行速度也將大幅提升，在這種情況下，液壓泵站的油溫將急劇上升，如果不采取降溫措施，液壓泵站的正常運(yùn)行將受到嚴(yán)重影響。因此，檢修人員需要定期檢查掘進(jìn)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，通過(guò)目測(cè)、觸摸等方法，檢查冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)故障隱患，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行檢修。

1.6 電氣系統(tǒng)檢查與維修

電氣系統(tǒng)是向掘進(jìn)機(jī)輸送電力能源，確保掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力性能正常發(fā)揮的重要裝置，因此，檢修人員在排查電氣系統(tǒng)故障時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)檢查電氣系統(tǒng)的觸頭是否正常接觸，尤其在掘進(jìn)機(jī)啟動(dòng)以后，整個(gè)機(jī)體的震動(dòng)幅度較大，檢修人員需要確定電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以防止電氣元件脫落。

2 煤礦掘進(jìn)機(jī)常見故障的維修策略

掘進(jìn)機(jī)主要由于動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)組成，檢修人員的日常檢修工作也將圍繞這些系統(tǒng)展開。但是，通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)流程的觀察發(fā)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)是故障發(fā)生較為頻繁的系統(tǒng)之一，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個(gè)機(jī)體將喪失動(dòng)力性能，而無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)。因此，下面以掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的常見故障為例，對(duì)各類故障的維修策略與方法予以闡述。掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 液壓油雜質(zhì)過(guò)多

掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)由多個(gè)精密部件組成，各個(gè)部件之間緊密結(jié)合，留有的間隙較小，而每一個(gè)部件自身存在大量的阻尼孔，掘進(jìn)機(jī)啟動(dòng)后，液壓油與阻尼孔以及各個(gè)部件頻率接觸，導(dǎo)致油體當(dāng)中的細(xì)小雜質(zhì)顆粒滲透到閥體或者閥芯當(dāng)中，隨著閥芯與閥體的運(yùn)轉(zhuǎn)，這些雜質(zhì)顆粒極易磨損內(nèi)部精密部件，使得機(jī)體的操作動(dòng)作失靈。另外，混入機(jī)體內(nèi)部的液壓油雜質(zhì)也會(huì)堵塞油泵吸油口的過(guò)濾器，使吸油阻力增大，進(jìn)而影響機(jī)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。針對(duì)這種故障類型，檢修人員應(yīng)當(dāng)定期檢查密封圈與封口處的嚴(yán)密性，因?yàn)槊芊馊εc封口部位一般由橡膠材料構(gòu)成，當(dāng)液壓油溫度或者壓力值升高后，橡膠本身就會(huì)變脆，而產(chǎn)生大量的雜質(zhì)顆粒。為了避免這種情況的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)采取更換密封圈的方法，確保液壓油始終保持高純度，以防止雜質(zhì)顆?；烊肫渲?。

2.2 油溫急劇升高

掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓油的溫度一般保持在600℃左右，如果溫度值超過(guò)600℃，液壓系統(tǒng)的油缸動(dòng)作就會(huì)變得遲緩甚至喪失功能性，同時(shí)，液壓油溫度過(guò)高也會(huì)加快系統(tǒng)組件的老化速度。而導(dǎo)致油溫升高的主要原因是由于作業(yè)人員操作不規(guī)范或者違反操作規(guī)程，以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。針對(duì)這一故障類型，檢修人員應(yīng)當(dāng)在每一個(gè)作業(yè)班次結(jié)束后，對(duì)機(jī)體冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，并對(duì)液壓系統(tǒng)經(jīng)常性進(jìn)行除污除垢處理，保證系統(tǒng)能夠始終保持正常的散熱狀態(tài)，以降低液壓油的溫度，延長(zhǎng)液壓系統(tǒng)的使用壽命。

2.3 溢流閥故障維修

溢流閥是掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)中具有保護(hù)功能的一種重要裝置，在掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，溢流閥對(duì)閉式回路與液壓油缸起到保護(hù)與防護(hù)作用。因此，當(dāng)溢流閥出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)其予以調(diào)整和維修。具體的調(diào)整步驟如下：第一，泵的循環(huán)系統(tǒng)中的溢流閥一般安裝在四聯(lián)控制閥組當(dāng)中，屬于最為基本的液壓控制動(dòng)作閥。在外界荷載為零的情況下，將溢流閥擰入四聯(lián)控制閥組體后方，可以對(duì)壓力值進(jìn)行調(diào)整。需要注意的是，在閥體從四聯(lián)控制閥組當(dāng)中擰出之前，應(yīng)當(dāng)清空溢流閥內(nèi)的壓力，以避免損壞鎖緊螺母處的閥芯。第二，水平擺動(dòng)油缸，溢流閥的安裝位置處于雙聯(lián)單向閥組內(nèi)。由于液壓泵循環(huán)系統(tǒng)的壓力值低于31.5MPa，因此，需要對(duì)切割臂水平擺動(dòng)系統(tǒng)的溢流閥進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的壓力值為34MPa，調(diào)整完畢，將切割臂轉(zhuǎn)到極限位，再將與切割臂相對(duì)應(yīng)的溢流閥的壓力值分別調(diào)整到31.5MPa的標(biāo)準(zhǔn)值，而以于液壓循環(huán)系統(tǒng)的溢流閥在此時(shí)需要調(diào)回20MPa。第三，鏟板油缸的溢流閥安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)架十字構(gòu)件之間的蓋板上面，在調(diào)整過(guò)程中，需要將鏟板上升到極限位，然后將溢流閥的壓力值調(diào)整到18MPa。第四，對(duì)于后穩(wěn)定器油缸的溢流閥，一般安裝在分配組內(nèi)，而分配組所處的位置一般在油箱壁面上。因此，首先需要將穩(wěn)定器調(diào)整到極限位，然后將溢流閥的壓力值調(diào)整至5MPa。

3 完善專家系統(tǒng)

近年來(lái)，隨著人工智能等高科技技術(shù)的日漸純熟，煤礦掘進(jìn)機(jī)的專家維修系統(tǒng)也逐步在故障排除方面表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性。其中，該系統(tǒng)主要涵蓋學(xué)習(xí)機(jī)、人機(jī)接口、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、解釋器以及推理機(jī)等多個(gè)單元，因此，這一系統(tǒng)能夠?qū)蜻M(jìn)機(jī)各種不同類型的故障進(jìn)行輔助檢查，并且檢查過(guò)程簡(jiǎn)單快捷，檢查效果顯著。專家系統(tǒng)的主要工作原理是：首先收集掘進(jìn)機(jī)電器系統(tǒng)控制量變化、壓力值變化、溫度變化數(shù)據(jù)，然后根據(jù)油溫、壓力、狀態(tài)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和判斷掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否正常，進(jìn)而完成故障自動(dòng)診斷過(guò)程。診斷數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)之后，可以推導(dǎo)出最終的診斷結(jié)論。這既能夠避免人為診斷失誤的發(fā)生，同時(shí)，也能夠提高故障診斷效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，為了保障煤礦掘進(jìn)機(jī)能夠始終保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，延長(zhǎng)掘進(jìn)機(jī)的使用壽命，設(shè)備檢修人員應(yīng)當(dāng)樹立高度的主人翁責(zé)任意識(shí)與大局意識(shí)，進(jìn)一步增加日常檢查頻次，對(duì)在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的故障及時(shí)予以排除，同時(shí)，需要不斷提升專業(yè)維修技術(shù)水準(zhǔn)，積極借鑒先進(jìn)的檢修經(jīng)驗(yàn)，為提高煤炭產(chǎn)量與質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。