礦用掘進(jìn)機(jī)日常檢修要點(diǎn)分析與故障維修探討

＊杜 健

（晉能控股裝備制造集團(tuán)有限公司寺河煤礦 山西 048200）

前言

作為巖巷、半巖巷以及井下煤巷中重要的巖煤層破壞工具，掘進(jìn)機(jī)在上世紀(jì)中期被我國(guó)引用到煤礦開(kāi)采領(lǐng)域，但是其生產(chǎn)效率極低，同時(shí)設(shè)備故障也頻繁發(fā)生。隨著PLC控制技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)所使用的煤礦掘進(jìn)機(jī)無(wú)論是在機(jī)械化程度上，還是在自動(dòng)化程度上都開(kāi)始逐漸接近世界領(lǐng)先水平，特別是在設(shè)備故障自動(dòng)診斷技術(shù)上。這不僅讓我國(guó)掘進(jìn)機(jī)故障發(fā)生率得到大幅降低，同時(shí)也讓掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)效率得到有效提升。因此，為了確保掘進(jìn)機(jī)性能能夠滿足煤礦生產(chǎn)需求，設(shè)備檢修工作員特意制定了一套科學(xué)有效的設(shè)備故障檢修維護(hù)計(jì)劃。

1.煤礦掘進(jìn)機(jī)日常檢修要點(diǎn)

(1)螺栓緊固檢查與維修

掘進(jìn)機(jī)主要由如下八部分共同組成：第一部分水系統(tǒng)，第二部分截割系統(tǒng)，第三部分液壓系統(tǒng)，第四部分鏟板系統(tǒng)，第五部分行走機(jī)構(gòu)，第六部分后支撐，第七部分潤(rùn)滑系統(tǒng)以及第八部分電氣系統(tǒng)，每一部分又是由眾多機(jī)械部件共同組成。特別是掘進(jìn)機(jī)截割系統(tǒng)中的齒座截割頭，上面的接合點(diǎn)都是通過(guò)螺栓緊固方式進(jìn)行連接的，在進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)，因?yàn)槊旱V地下巖層和截割頭真實(shí)接觸，所以截割頭受到巖石所傳遞的反向作用力，導(dǎo)致截割頭表面螺栓松動(dòng)脫落，從而為煤礦的安全開(kāi)采埋下隱患。所以，為了避免安全事故的發(fā)生，設(shè)備檢修工作員必須定期對(duì)截割頭緊固螺栓的松動(dòng)程度進(jìn)行檢查，假如有螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，就必須對(duì)其進(jìn)行及時(shí)緊固，以確保煤礦開(kāi)采工作的正常進(jìn)行。圖1所示為齒座截割頭外形圖。

圖1 齒座截割頭示意圖

(2)異物堵塞檢查與維修

因?yàn)榫伦鳂I(yè)環(huán)境惡劣，特別是在煤礦掘進(jìn)開(kāi)采時(shí)，會(huì)有大量煤炭粉末顆粒產(chǎn)生，假如掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)煤炭粉末顆粒堆積堵塞噴霧嘴，那么就會(huì)使煤礦開(kāi)采效率大幅降低。所以，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該對(duì)噴霧嘴進(jìn)行定期檢查維護(hù)，假如發(fā)現(xiàn)噴霧嘴被粉末顆粒堵塞時(shí)，就應(yīng)該及時(shí)采取措施疏通噴霧嘴。

(3)潤(rùn)滑系統(tǒng)檢查與維修

掘進(jìn)機(jī)主要是由金屬制品組成，當(dāng)設(shè)備正常工作運(yùn)行時(shí)，因?yàn)楦咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致金屬部件磨損加劇，更有甚者會(huì)導(dǎo)致部件斷裂發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)損傷。所以，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該定期對(duì)易磨損部位進(jìn)行檢查維護(hù)，假如在檢查維護(hù)時(shí)發(fā)現(xiàn)連接件之間潤(rùn)滑劑缺失，就應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行潤(rùn)滑油添加，以確保掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。

(4)履帶張弛檢查與維修

履帶作為掘進(jìn)機(jī)位移機(jī)構(gòu)的重要組成部分，假如履帶松弛度過(guò)大，那么將會(huì)對(duì)掘進(jìn)機(jī)位移速度產(chǎn)生不利影響，從而影響煤礦開(kāi)采效率。所以，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該定期對(duì)履帶張弛度進(jìn)行檢查，假如在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)履帶張弛度過(guò)大，就應(yīng)該及時(shí)對(duì)履帶張弛度進(jìn)行緊固調(diào)整，以確保掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。

(5)冷卻系統(tǒng)檢查與維修

掘進(jìn)機(jī)在煤礦開(kāi)采時(shí)，因?yàn)榻馗铑^切割煤層巖石使設(shè)備自身受到較大的載荷沖擊，導(dǎo)致液壓泵為吸收載荷沖擊而加速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使液壓泵中的液壓油介質(zhì)溫度升高，假如不及時(shí)采取措施對(duì)其進(jìn)行降溫處理，很可能會(huì)造成液壓泵受損影響煤礦開(kāi)采。所以，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該定期對(duì)液壓冷卻系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù)。通過(guò)觸摸、溫度測(cè)量等方式對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行檢查，假如在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)存在故障隱患，就應(yīng)該及時(shí)采取對(duì)冷卻系統(tǒng)故障進(jìn)行維修，以確保掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。

(6)電氣系統(tǒng)檢查與維修

電氣系統(tǒng)作為掘進(jìn)機(jī)的電力輸送能源，為掘進(jìn)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了重要能源保證。所以，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該定期對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查以確保各個(gè)電氣觸頭元件的正常接觸。假如在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣觸頭元件脫落，就應(yīng)該及時(shí)采取對(duì)電氣觸頭元件進(jìn)行重新安裝，以確保掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.煤礦掘進(jìn)機(jī)常見(jiàn)故障的維修策略

掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)主要由如下五部分共同組成：第一部分動(dòng)力系統(tǒng)，第二部分液壓系統(tǒng)，第三部分執(zhí)行系統(tǒng)，第四部分控制系統(tǒng)以及第五分部分輔助系統(tǒng)，設(shè)備檢修工作員的設(shè)備日常檢修維護(hù)也是以此為基礎(chǔ)開(kāi)展進(jìn)行的。但是，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作人員統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的就是液壓系統(tǒng)，只要液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，那么整個(gè)設(shè)備基本上都無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)喪失作業(yè)功能。因此，通過(guò)常見(jiàn)故障對(duì)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行分析與研究。其液壓系統(tǒng)主要構(gòu)成如圖2所示。

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

(1)液壓油雜質(zhì)過(guò)多

液壓系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是由眾多緊密結(jié)合部件共同組成。部件之間間隙小，同時(shí)每個(gè)部件自身還有很多阻尼孔，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，阻尼孔以及液壓油開(kāi)始和運(yùn)動(dòng)部件頻繁接觸，從而使液壓油中的雜質(zhì)顆粒逐漸進(jìn)入到油閥中。而當(dāng)油閥工作時(shí)，因?yàn)殡s質(zhì)顆粒的存在導(dǎo)致油閥內(nèi)部精密部分被磨損，從而使油閥性能失效。除此以外，滲入機(jī)體內(nèi)部的雜質(zhì)顆粒也會(huì)對(duì)油泵過(guò)濾器進(jìn)行堵塞，導(dǎo)致液壓油輸送阻力增大，從而使掘進(jìn)機(jī)無(wú)法正常工作。所以，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該定期對(duì)接口處密封圈性能進(jìn)行檢查維護(hù)，因?yàn)槊芊馊Υ蠖际窍鹉z制品，一旦遇到載荷沖擊或者高溫，就會(huì)加速密封圈的損壞從而使雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

(2)油溫急劇升高

當(dāng)掘進(jìn)機(jī)正常掘進(jìn)時(shí)，液壓油工作溫度大約在75℃，當(dāng)液壓油工作溫度大于75℃時(shí)，會(huì)導(dǎo)致液壓缸無(wú)法正常工作，同時(shí)高溫也會(huì)加快液壓元件的老化。而這種情況大部分是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理或工作人員操作不當(dāng)導(dǎo)致的。針對(duì)這類設(shè)備故障，設(shè)備檢修工作員應(yīng)該定期對(duì)液壓冷卻系統(tǒng)性能進(jìn)行檢查，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)雜質(zhì)顆粒的排污處理，以此確保液壓系統(tǒng)工作溫度始終保持正常狀態(tài)。

(3)溢流閥故障維修

作為液壓系統(tǒng)的重要保護(hù)裝置，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)正常工作時(shí)，溢流閥不僅可以保護(hù)閉式回路，同時(shí)還可以保護(hù)液壓油缸。所以，檢修人員應(yīng)該定期對(duì)溢流閥進(jìn)行檢查，如果出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修調(diào)整，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。溢流閥調(diào)整步驟可分為如下四步：第一步，一般情況下溢流閥作為基本液壓控制閥，通常會(huì)選擇在四聯(lián)控制閥組中進(jìn)行安裝。當(dāng)液壓系統(tǒng)不承受沖擊載荷時(shí)，可以通過(guò)擰入溢流閥來(lái)對(duì)系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)整。但值得注意的是，當(dāng)擰出閥體時(shí)需要提前對(duì)溢流閥內(nèi)部壓力進(jìn)行清零，以避免閥芯受到損壞。第二步，油缸水平方向擺動(dòng)，在雙聯(lián)單向閥組中安裝溢流閥。因?yàn)橐簤罕盟惺軌毫χ敌∮?1.5MPa，所以需要調(diào)整溢流閥以確保液壓泵壓力值達(dá)到34MPa，當(dāng)溢流閥調(diào)整完成后，在轉(zhuǎn)動(dòng)切割臂對(duì)液壓泵系統(tǒng)壓力值進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到要求值為止。第三步，在蓋板上進(jìn)行鏟板油缸所需溢流閥安裝，在調(diào)整液壓泵系統(tǒng)壓力時(shí)，應(yīng)該先將鏟板進(jìn)行極限升高操作，然后再通過(guò)調(diào)整溢流閥來(lái)使系統(tǒng)壓力達(dá)到18MPa。第四步，為了確保穩(wěn)定器油缸的正常運(yùn)行，通常會(huì)在分配組中安裝溢流閥。在調(diào)整溢流閥之前需要先對(duì)穩(wěn)定器進(jìn)行極限操作。

3.完善專家系統(tǒng)

隨著近些年來(lái)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，掘進(jìn)機(jī)專家維修系統(tǒng)在故障檢查方面的優(yōu)越性逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。其中，該系統(tǒng)不僅包含了知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、故障記錄器，同時(shí)還包含了學(xué)習(xí)機(jī)、人工智能以及故障報(bào)警器等功能模塊，所以，該系統(tǒng)可以對(duì)掘進(jìn)機(jī)發(fā)生的各種故障進(jìn)行檢查報(bào)警，并且故障檢查快捷高效。其工作原理就是首先要對(duì)液壓系統(tǒng)壓力變化、液壓油工作溫度變化以及控制系統(tǒng)輸出變量變化數(shù)據(jù)采集；其次就是根據(jù)壓力、溫度以及輸出變量數(shù)據(jù)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別判斷；再次就是對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)診斷；最后就是將所得到的診斷數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比，進(jìn)而判斷診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)專家維修系統(tǒng)不僅讓故障診斷效率得到極大提高，同時(shí)還讓故障誤診機(jī)率得到有效降低。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，設(shè)備維修人員必須具有極高的責(zé)任意識(shí)和專業(yè)知識(shí)水平，才能讓掘進(jìn)機(jī)的煤礦開(kāi)采效率和使用壽命得到有效提升。所以，在日常檢查過(guò)程中，應(yīng)該逐漸增加設(shè)備檢查次數(shù)，同時(shí)還要對(duì)所發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)維修處理。與此同時(shí)，還要不斷吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及加強(qiáng)設(shè)備維修人員的專業(yè)維修知識(shí)培訓(xùn)，為掘進(jìn)機(jī)煤礦開(kāi)采效率的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。