采煤機(jī)故障產(chǎn)生原因分析及判別方法

張照文 武志鵬

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)賀西煤礦，山西 柳林 O33313）

煤礦作為我國(guó)支柱型產(chǎn)業(yè)之一，其重要性不言而喻。采煤機(jī)在整個(gè)煤礦生產(chǎn)中也同樣占據(jù)著舉足輕重的地位，其直接影響著煤礦的產(chǎn)量。然而由于煤礦的作業(yè)環(huán)境較為惡劣，使得采煤機(jī)經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障，一旦因采煤機(jī)故障造成煤礦停產(chǎn)，煤礦企業(yè)必然會(huì)承受較大的經(jīng)濟(jì)損失。就算采煤機(jī)故障不會(huì)導(dǎo)致煤礦停產(chǎn)，對(duì)其的維修費(fèi)用也是一筆不小的數(shù)目。為了有效地解決采煤機(jī)故障問(wèn)題，必須認(rèn)真分析故障產(chǎn)生的原因，并有針對(duì)性地采取預(yù)防措施，這樣才能最大程度地降低采煤機(jī)故障發(fā)生的幾率，以此來(lái)確保煤礦正常生產(chǎn)。借此，本文就采煤機(jī)故障產(chǎn)生的原因及判別方法進(jìn)行淺談。

一、采煤機(jī)故障產(chǎn)生的具體原因分析

導(dǎo)致采煤機(jī)發(fā)生故障的原因的較多，有來(lái)自于外因的影響，如人為操作不當(dāng)?shù)?，也有設(shè)備自身因素的影響，如機(jī)械零部件老化、磨損等。具體來(lái)講采煤機(jī)故障通常會(huì)發(fā)生在機(jī)械部分、電氣部分以及液壓部分等位置上。

（一）機(jī)械故障原因分析

1.軸承故障。這類(lèi)故障是采煤機(jī)機(jī)械故障中較為典型的一種，雖然大多數(shù)采煤機(jī)在設(shè)計(jì)之初都對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行了充分考慮，但是由于實(shí)際工作環(huán)境的不同軸承故障還是經(jīng)常會(huì)發(fā)生的。采煤機(jī)軸承故障常發(fā)生在以下部位上：①牽引行走鏈輪，導(dǎo)致這類(lèi)故障的主要原因是負(fù)荷大、荷載不均勻，致使支撐軸承磨損或是滾動(dòng)體破裂等，當(dāng)其損壞后會(huì)對(duì)鏈輪軸、鏈輪以及互相咬合的其它零部件造成不同程度的影響，從而造成這些部件損傷②由于采煤機(jī)在作業(yè)過(guò)程搖臂的頻繁升降，加之潤(rùn)滑不到位，則會(huì)增大各傳動(dòng)軸的受力，并且這種受力是不均衡的，這也是該部位軸承經(jīng)常出現(xiàn)故障的主要原因之一③潤(rùn)滑系統(tǒng)因潤(rùn)滑油加注不當(dāng)被污染，造成潤(rùn)滑不良、安裝軸承時(shí)軸承位置不正、較大荷載作用時(shí)以及支撐座變形等原因均會(huì)造成軸承故障；④由于設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致軸承本身質(zhì)量缺陷，也是縮短軸承使用壽命的重要原因之一。軸承失效的表現(xiàn)形式較多，故障種類(lèi)常分為裂紋、磨料、壓痕以及剝落等，其中最為典型的要屬疲勞破落引起的軸承損傷。

2.齒輪故障。齒輪屬于采煤機(jī)的變速傳遞部件，多數(shù)齒輪都位于齒輪箱當(dāng)中，導(dǎo)致齒輪箱故障的主要原因除了本身設(shè)計(jì)和制造方面的問(wèn)題之外，與操作及維護(hù)不當(dāng)也有直接關(guān)系。較為常見(jiàn)的齒輪失效形式有以下幾種：①斷裂和磨料失效。當(dāng)采煤機(jī)作業(yè)過(guò)程中，齒輪需要承受一定的荷載，一旦發(fā)生過(guò)載尤其是沖擊載荷時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致整個(gè)齒及其相應(yīng)的部分?jǐn)嗔?。同時(shí)齒輪經(jīng)常性處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，當(dāng)周期性應(yīng)力高到一定程度時(shí)，也會(huì)是齒輪因過(guò)度疲勞發(fā)生斷裂。此外，當(dāng)輪齒工作面上有磨料或是其他金屬顆粒時(shí)則會(huì)造成磨料磨損。②齒面剝落。齒輪箱內(nèi)的每一個(gè)齒輪均有著自身的疲勞極限，當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)這一極限時(shí)，齒輪的表面則會(huì)出現(xiàn)些許細(xì)微的裂紋，隨著齒輪不斷的高速運(yùn)轉(zhuǎn)這些裂紋也會(huì)隨之不斷擴(kuò)大，伴隨著裂紋的擴(kuò)大齒面會(huì)發(fā)生表皮脫落，當(dāng)齒面上剩余的表皮面積無(wú)法在承受來(lái)自于外部的荷載時(shí)，就會(huì)造成整個(gè)齒斷裂。

（二）液壓系統(tǒng)故障

在整個(gè)采煤機(jī)中液壓系統(tǒng)是故障率發(fā)生最高的一個(gè)部分。雖然采煤機(jī)的液壓系統(tǒng)上有過(guò)載保護(hù)及自動(dòng)調(diào)速等裝置但液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生還是無(wú)法避免的。由于液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的部位、現(xiàn)象以及原因等均比較復(fù)雜，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)和及時(shí)診斷，加之礦井工作環(huán)境惡劣，若拆開(kāi)檢查的話還有可能造成二次污染，這也是造成液壓系統(tǒng)故障高發(fā)的主要原因之一。通常情況下，液壓系統(tǒng)較為常見(jiàn)的一些故障基本都是由于液壓油受到污染造成的。如油中含有過(guò)多的雜質(zhì)，容易引起抽油泵及液壓馬達(dá)出現(xiàn)非正常磨損或是泄漏，從而導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不足、溫度升高。一旦液壓控制閥失靈則會(huì)造成閥芯卡死，進(jìn)而引起系統(tǒng)壓力變化異常等現(xiàn)象。另外，因液壓系統(tǒng)密封不嚴(yán)造成的液壓泄漏或是雜質(zhì)侵入液壓油中而引起的其他故障主要有以下幾點(diǎn)：①牽引部位油溫過(guò)高。主要是由于冷卻器未能對(duì)其進(jìn)行完全冷卻而引起的，如冷卻水流量不正常、油位過(guò)低或過(guò)高、液壓油內(nèi)有雜質(zhì)、回油系統(tǒng)中油量不足等；②不牽引。具體由于是安全閥故障及油路故障等原因引起的。

（三）電氣故障

由于采煤機(jī)長(zhǎng)期在礦井惡劣的環(huán)境中作業(yè)，這樣很容易受到地質(zhì)條件、二次負(fù)壓、內(nèi)外噴霧以及電氣水冷等影響，從而導(dǎo)致水氣侵入到電氣控制腔內(nèi)，一旦控制腔內(nèi)進(jìn)水則會(huì)使開(kāi)關(guān)電源、變頻器、通訊主機(jī)以及隔離轉(zhuǎn)換板等電子類(lèi)元器件受潮，致使控制系統(tǒng)失靈、電氣絕緣效果降低、控制腔內(nèi)短路等故障發(fā)生。

二、采煤機(jī)故障的判別方法及預(yù)防措施

（一）故障判別方法

對(duì)采煤機(jī)的故障判別主要有以下幾種方法：其一，聽(tīng)。先找出機(jī)械上有異響的部分，通過(guò)聽(tīng)異響聲音的大小來(lái)判斷故障的類(lèi)型及嚴(yán)重程度，然后聽(tīng)取當(dāng)班司機(jī)對(duì)故障后設(shè)備運(yùn)行情況的詳細(xì)介紹，特別是要聽(tīng)取一些較為細(xì)微的故障現(xiàn)象或是征兆；其二，摸。通過(guò)用手觸摸可能出現(xiàn)故障位置的外部，以此來(lái)判斷其溫度變化及振動(dòng)情況；其三，看。觀察液壓系統(tǒng)是否有滲漏，應(yīng)將重點(diǎn)部位放在接頭密封位置以及液壓元件上面。同時(shí)應(yīng)對(duì)當(dāng)日設(shè)備的運(yùn)行記錄及以往維修記錄進(jìn)行查看，并查看采煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)儀表的指示數(shù)值是否正常；其四，量。利用儀器儀表等測(cè)量絕緣電阻值及冷卻水的溫度、流量和水壓，并對(duì)液壓系統(tǒng)的中高低壓變化情況進(jìn)行檢測(cè)，還應(yīng)測(cè)量各個(gè)安全閥及相應(yīng)保護(hù)裝置的整定值是否正常；其五，分析。按照以上程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行查看后，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的綜合分析，準(zhǔn)確地找出故障發(fā)生的原因及故障位置，然后提出有針對(duì)性的解決處理方案，以最快的速度對(duì)故障進(jìn)行排除。

（二）預(yù)防措施

首先，應(yīng)定期對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行體外循環(huán)過(guò)濾，以此來(lái)降低液壓油箱內(nèi)的污染度，過(guò)濾器應(yīng)盡可能選用可靠性能高的，這樣有利于增強(qiáng)對(duì)污染物的過(guò)濾能力。同時(shí)還應(yīng)對(duì)液壓油進(jìn)行定期檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)項(xiàng)目有污染度、含水量以及粘度等；其次，應(yīng)加大對(duì)操作人員的培訓(xùn)力度，并提高管理及維修工作人員的整體素質(zhì)業(yè)務(wù)水平，增強(qiáng)員工的故障處理能力和故障預(yù)防意識(shí)，以此來(lái)降低因人為操作不當(dāng)而導(dǎo)致的機(jī)械故障發(fā)生幾率；再次，對(duì)液壓系統(tǒng)可以采取噪聲診斷、振動(dòng)診斷等技術(shù)，這樣可以及時(shí)針對(duì)系統(tǒng)故障做出相應(yīng)的預(yù)防措施，避免因處理不及時(shí)導(dǎo)致故障不斷擴(kuò)大的情況發(fā)生；最后，在處理故障時(shí)應(yīng)遵循以下原則，即先處理簡(jiǎn)單故障再處理復(fù)雜故障、先處理外部故障再處理內(nèi)部故障、先處理部件故障再處理元件故障。由于采煤機(jī)故障多發(fā)生于煤礦井下，故此在對(duì)故障進(jìn)行處理不僅要保證及時(shí)準(zhǔn)確，同時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意安全。

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