刮板輸送機(jī)壽命及可靠性評價(jià)分析

王 克高 明（.河南中科散料技術(shù)咨詢有限公司，河南 鄭州 450000；.焦作市科瑞森機(jī)械制造有限公司，河南 焦作 45450）

刮板輸送機(jī)壽命及可靠性評價(jià)分析

王 克1高 明2
（1.河南中科散料技術(shù)咨詢有限公司，河南 鄭州 450000；2.焦作市科瑞森機(jī)械制造有限公司，河南 焦作 454150）

摘 要：由于綜采工作面的工作條件非常惡劣、復(fù)雜、多變，在此種情況下運(yùn)用刮板輸送機(jī)，容易加劇設(shè)備磨損、破壞，促使設(shè)備無法有效的應(yīng)用，給煤礦生產(chǎn)造成一定程度的損失。所以，為了避免此種情況發(fā)生，加強(qiáng)刮板輸送機(jī)可靠性研究，提高刮板輸送機(jī)可靠壽命是非常必要的。對此，本文就刮板輸送機(jī)的壽命及其可靠性評價(jià)進(jìn)行詳細(xì)的分析和探討，希望對于提高刮板輸送機(jī)的有效使用壽命有所幫助。

關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；壽命；可靠性

在我國經(jīng)濟(jì)、科技有很大程度進(jìn)步的今天，我國所推出的各種新技術(shù)、新材料、新工藝已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，促進(jìn)各行各業(yè)飛速發(fā)展。煤礦生產(chǎn)行業(yè)作為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長的重要行業(yè)之一，其行業(yè)中所應(yīng)用的作業(yè)設(shè)備也因科學(xué)技術(shù)發(fā)展而有所強(qiáng)化，刮板輸送機(jī)就是其中之一。但相較于外國先進(jìn)設(shè)備來說，國產(chǎn)的刮板輸送機(jī)在可靠性和使用壽命方面還存在欠缺，不利于實(shí)現(xiàn)刮板機(jī)的長期安全、穩(wěn)定、有效應(yīng)用。

一、刮板輸送機(jī)可靠性分析

（1）刮板輸送技術(shù)的簡述

所謂刮板輸送機(jī)就是一種以撓性體作為牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械，它主要用于綜采或回采工作面等其他場所，由驅(qū)動(dòng)裝置把動(dòng)力傳遞給鏈輪組件，再由鏈輪組件帶動(dòng)封閉的刮板鏈做無極循環(huán)運(yùn)動(dòng)，把機(jī)尾部的煤連續(xù)不斷的輸送到機(jī)頭部并卸載，完成連續(xù)不斷的運(yùn)輸。此種設(shè)備應(yīng)用于工作條件惡劣的綜采工作面中可以有效的運(yùn)作，為生產(chǎn)更多的煤礦創(chuàng)造條件。刮板輸送機(jī)之所以能夠有效的應(yīng)用主要在于其具有良好的工作原理，即繞過機(jī)頭與機(jī)尾滾筒的刮板鏈能夠做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，促使其可以牽動(dòng)起動(dòng)機(jī)，促使驅(qū)動(dòng)鏈輪可以高速運(yùn)作，將裝在溜槽上的貨物從機(jī)尾傳送到機(jī)頭處卸載?？傊霉伟遢斔蜋C(jī)是非常實(shí)用的一種機(jī)械設(shè)施。

（二）刮板輸送機(jī)可靠性模型的建立

（1）刮板輸送機(jī)的構(gòu)造分析

綜合我國當(dāng)前所應(yīng)用的刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)主要是有四部分組成的，即機(jī)頭部、中間部、機(jī)尾部以及輔助裝置。其中機(jī)頭部又由機(jī)頭架、鏈輪組件、驅(qū)動(dòng)裝置、附屬裝置組成；中間部是由過渡槽、中部槽、調(diào)節(jié)槽、刮板鏈、連接構(gòu)件組成；機(jī)尾部是由機(jī)尾架、鏈輪組件、驅(qū)動(dòng)裝置、附屬裝置組成；輔助裝置是由鏟煤板、擋煤板、推移裝置、錨固裝置、緊鏈器組成。

（2）刮板輸送機(jī)可靠性數(shù)學(xué)模型

刮板輸送機(jī)中，機(jī)頭部、中間部、機(jī)尾部以及輔助裝置都是在電流傳輸?shù)那闆r下共同運(yùn)作的，這充分的說明這四個(gè)組成刮板輸送機(jī)的部分是串聯(lián)的關(guān)系，那么，構(gòu)建對這四部分進(jìn)行可靠性數(shù)學(xué)模型，可以運(yùn)用同一可靠性數(shù)學(xué)模型來表示。假設(shè)古板輸送機(jī)服從可修復(fù)機(jī)械系統(tǒng)的指標(biāo)分布，刮板輸送機(jī)四部分的無故障工作時(shí)間概率即為：

P{X≤t}=1-e-λt，t≥0，λ＞0

而刮板輸送機(jī)四部分的修理時(shí)間概率即為：

P{Y≤t}=1-e-μt，t≥0，μ＞0

由于無論哪種機(jī)械設(shè)備都有工作和故障兩種狀態(tài)。基于此點(diǎn)，假定刮板輸送機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)集為：E=｛0，1，...，n｝，正常狀態(tài)集為：W=｛0，1，...，k｝；故障狀態(tài)集為：F=｛k+1，...，n｝。

對此方程式進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算，可以得到關(guān)于刮板輸送機(jī)的有效度方程式，即為：

可以得到關(guān)于刮板輸送機(jī)平均無故障工作時(shí)間的方程式，即為：

二、刮板機(jī)輸送機(jī)的可靠壽命分析

（一）刮板輸送機(jī)可靠壽命分析

由于作業(yè)在工作條件比較惡劣的情況下，影響刮板輸送機(jī)的因素較多，促使刮板輸送機(jī)的是使用壽命降低。在對刮板輸送機(jī)可靠壽命進(jìn)行分析的過程中，主要分析內(nèi)容應(yīng)當(dāng)以以下內(nèi)容為主，即：

（1）根據(jù)威布爾分布的兼容性和指數(shù)分布為準(zhǔn)，對刮板輸送機(jī)的可靠性壽命分布進(jìn)行分析，從而探究最佳的刮板輸送機(jī)的最佳壽命分布。

（2）根據(jù)刮板輸送機(jī)可靠性數(shù)據(jù)模型，對設(shè)備故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定刮板輸送機(jī)指數(shù)分布函數(shù)。

（3）在確定刮板輸送機(jī)分布函數(shù)的情況下，對刮板輸送機(jī)的可靠性壽命指標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算。

（二）刮板輸送機(jī)可靠性壽命評估

（1）刮板輸送機(jī)故障統(tǒng)計(jì)

刮板輸送機(jī)故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)主要是根據(jù)以往一段時(shí)間內(nèi)刮板輸送機(jī)故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，明確刮板輸送機(jī)故障發(fā)生時(shí)間、故障原因、修復(fù)情況以及修復(fù)后的過煤量。以此來確定刮板輸送機(jī)容易出現(xiàn)故障原因，設(shè)備故障時(shí)間概率。

（2）威爾布分布分析

威爾布分布是一種適用范圍很廣的分布，兼容多種理論分布。利用威爾布分布來進(jìn)行刮板輸送機(jī)參數(shù)分布，可以相對準(zhǔn)確的得到參數(shù)分布結(jié)果。對于威爾布分布分析的具體的內(nèi)容是：

首先，采用具近似中位秩公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而得到關(guān)于刮板輸送機(jī)故障數(shù)據(jù)值，并利用近似中位秩的最小二乘回歸直線的來，描繪故障數(shù)據(jù)值。

其次，確定威布爾模型參數(shù)。對于威爾布模型參數(shù)的確定主要是利用最小二乘法和軟件MATLAB來求得。將得到的威爾布模型參數(shù)帶入到故障分布函數(shù)中，可以利用MATLAB軟件繪制出刮板輸送機(jī)故障累計(jì)分布曲線。

（3）刮板輸送機(jī)可靠性壽命總體水平

綜合以上內(nèi)容，對刮板輸送機(jī)的可靠性壽命總體水平的分析，主要是綜合綜采工作面上刮板輸送機(jī)維修方式后反復(fù)維修時(shí)間、故障類型、過煤量等因素，進(jìn)而確定刮板輸送機(jī)預(yù)防性維修時(shí)間，從而促使刮板輸送機(jī)在運(yùn)作中一直保持最佳狀態(tài)，從而大大提高刮板輸送機(jī)可靠性壽命。

結(jié)語

目前，應(yīng)用于工作條件惡劣的綜采工作面的刮板輸送機(jī)可靠性和使用壽命較低，這不利于提高煤礦生產(chǎn)量。對于此種情況，本文就刮板輸送機(jī)的可靠性及其可靠性壽命進(jìn)行了分析，認(rèn)為刮板輸送機(jī)維修后反復(fù)維修時(shí)間概率大，將容易降低刮板輸送機(jī)的使用壽命，應(yīng)當(dāng)確定最佳的預(yù)防性維修時(shí)間，對刮板輸送機(jī)進(jìn)行有效的預(yù)防性維修，促使刮板輸送機(jī)在運(yùn)作中保持最佳狀態(tài)，這將能夠大大提高刮板輸送機(jī)的可靠性壽命。

參考文獻(xiàn)

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[2]沈積雄.刮板輸送機(jī)可靠性評價(jià)方法探討[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011（04）.

中圖分類號：TD528

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A