刮板運輸機電機燒損原因與防范

張兆宏

（汾西礦業(yè)集團(tuán)高陽煤礦，山西　孝義　032306）

引言

刮板運輸機作為現(xiàn)階段井下煤炭長壁開采中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備之一，其運行的穩(wěn)定性與安全性對井下生產(chǎn)作業(yè)的持續(xù)、高效開展有著重要影響。在眾多刮板運輸機事故中，電機燒損事故由于自身更換難度大、維修耗時長、成本支出高等因素，使得其成為威脅刮板運輸機高效作業(yè)的重要威脅。

1　刮板運輸機電機燒損原因分析

1.1　設(shè)備配套參數(shù)設(shè)定不合理

對于煤礦機電設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)而言，其各組件間的匹配性對設(shè)備運行使用周期的長短有著直接影響。譬如液力耦合裝置均是依據(jù)電機型號設(shè)定充液量，但刮板運輸機電機型號同液力耦合裝置的充液量相互不配套時會使電機出現(xiàn)運行障礙，導(dǎo)致電機使用的周期縮短[1]。

1.2　反復(fù)維修質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

鑒于電機的購置成本高昂，因此井下刮板運輸機電機發(fā)生燒損事故時，礦方通常將電機拆卸升井后進(jìn)行自修或讓電機廠房派人進(jìn)行維修后再次投入使用[2]。

1）鑒于維修技術(shù)的局限性，電機在自修后往往存在一定的質(zhì)量缺陷。譬如，下線作業(yè)中損壞漆包線的絕緣性，下線完成后重新進(jìn)行絕緣漆的浸泡，但只浸泡到線圈表層，無法對其匝間進(jìn)行有效浸泡，使得絕緣性存在缺陷，在使用中存在隱患。

2）委托外界維修的電機，有可能因人為因素存在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。譬如，維修者使用低于使用標(biāo)準(zhǔn)型號的繞組線進(jìn)行線圈的纏繞，導(dǎo)致所制成線圈直徑不足，在使用中致使電機功率輸出偏低，使電機發(fā)生再一次燒損。

3）電機修復(fù)后使用易生成諧波。經(jīng)過修復(fù)作業(yè)的電機常存在磁極繞組不平衡或鐵芯飽和的情況，這些均會使得電機在運行中生成諧波。而諧波所攜帶的諧波電流進(jìn)入電機后，會使得定子繞組周邊出現(xiàn)諧波磁場和旋轉(zhuǎn)磁場。不同諧波的最大幅值表達(dá)式如下：

V次諧波磁勢最大幅值 Fyv=（1/v）·Fy1。

生成的這些諧波均以不同的轉(zhuǎn)數(shù)與極數(shù)在電機內(nèi)部移動，并生產(chǎn)方向與大小各異的額外轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電機運行中內(nèi)部生成大量的額外熱能，這些熱能在電機的持續(xù)運行中不斷累加，致使電機繞組出現(xiàn)非正常發(fā)熱，嚴(yán)重時會損壞絕緣性，引起電機燒損事故[3]。

1.3　運輸負(fù)荷波動大

對于井下生產(chǎn)作業(yè)而言，設(shè)備均處于長時間的運行狀態(tài)，刮板運輸機超負(fù)荷運行現(xiàn)象突出，尤其是放頂作業(yè)面和炮采作業(yè)面生產(chǎn)時煤炭采出的負(fù)荷變化波動大且具體數(shù)值難以有效調(diào)控，使得其刮板運輸機運行時的超載現(xiàn)象十分突出，并頻繁的處于超載荷與空載的相互切換中。電機會長期位于最大轉(zhuǎn)矩作業(yè)狀態(tài)，內(nèi)部電流大且溫度上升快，長期如此必然使得電機出現(xiàn)疲勞狀態(tài)、自身使用周期大幅縮短。

1.4　電氣與機械故障導(dǎo)致燒損

1）電氣故障導(dǎo)致的電機燒損原因通常有三個：一是電機內(nèi)進(jìn)線出現(xiàn)中斷，使得啟動電流大增，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量熱，破壞電機絕緣性，引發(fā)燒損；二是控制開關(guān)的故障，導(dǎo)致單相電機燒損，譬如控制裝置磁力觸頭因電流過載出現(xiàn)損壞，接觸質(zhì)量下降，導(dǎo)致單相運轉(zhuǎn)；三是電壓不穩(wěn)，使得電機無法處于額定運行狀態(tài)，導(dǎo)致電機出現(xiàn)燒損。

2）機械故障導(dǎo)致的電機燒損原因通常有兩個：一是電機軸承損傷，使得其運行轉(zhuǎn)速大幅下降，電磁轉(zhuǎn)矩大幅提升，生成過多熱能，損傷絕緣；二是電機安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，繞組工作性能不佳，引起熱能產(chǎn)生量的增加或電機固定螺栓的松動從而導(dǎo)致絕緣密閉性下降，容易引發(fā)電機燒損[4]。

2　刮板運輸機電機燒損事故的防范措施

1）優(yōu)化設(shè)備的匹配管控。在電機的使用中盡量減少對各組件型號、規(guī)格存在不匹配設(shè)備的使用，并盡快購置相配套的設(shè)備組件進(jìn)行更換，確保各組件相互作業(yè)銜接的有效性，并在日常管理中嚴(yán)格遵守相關(guān)準(zhǔn)則進(jìn)行保養(yǎng)維修作業(yè)[5]。此外，針對作業(yè)運行中時常出現(xiàn)超負(fù)荷運行的電機，必須對電機的功率開展再次優(yōu)化選型，及時更換大功率電機。

2）增強對損毀電機維修質(zhì)量的掌控能力。礦井管理者應(yīng)定期對電機維修作業(yè)人員開展技能培訓(xùn)和考核，讓其及時有效的了解電機維修技術(shù)發(fā)展動態(tài)，同時增強對維修作業(yè)全程的掌控，委派專人進(jìn)行全程督管和指揮，確保所選用維修材質(zhì)和工藝操作完全達(dá)標(biāo)，充分規(guī)避不規(guī)范維修作業(yè)的發(fā)生，同時必須對維修后的電機進(jìn)行全面的井上保養(yǎng)，確保其絕緣性、密封性等良好無缺陷后方可重新下井使用。

3）優(yōu)化刮板運輸機的井下作業(yè)管控。針對井下刮板運輸機的使用操作應(yīng)創(chuàng)建科學(xué)、完善的作業(yè)指導(dǎo)準(zhǔn)則，確保操作的標(biāo)準(zhǔn)化開展，規(guī)避因溜槽或操作不當(dāng)導(dǎo)致的電機頻繁啟閉與超載運行。此外，在作業(yè)時還應(yīng)規(guī)避“點溜子”等操作，實現(xiàn)對電機保護(hù)裝置的合理運用。與此同時，必須進(jìn)一步優(yōu)化井下放煤作業(yè)，確保煤炭采下后入刮板運輸機過程的穩(wěn)定性，規(guī)避刮板運輸機運行的超載或空載，最大化增加其使用周期。

4）優(yōu)化對刮板運輸機電機的機械管理和電氣管理。對于日常使用中容易被檢測和發(fā)現(xiàn)的機械故障進(jìn)行及時的修正和排除，規(guī)避因機械故障導(dǎo)致的電機燒損事故。同時，在電氣管理上要對供電質(zhì)量予以優(yōu)化，確保作業(yè)電壓供應(yīng)的穩(wěn)定性與持續(xù)性，并對配設(shè)有電子設(shè)備的線路增設(shè)濾波裝置，實現(xiàn)對電流通過時攜帶的各類諧波，保護(hù)電機運行的安全性[6]。

5）完善電機日常管護(hù)制度并加以嚴(yán)格執(zhí)行。一是針對電機進(jìn)行周期性的維護(hù)保養(yǎng)，對安全隱患開展預(yù)防性檢測，借由對電機密封性、穩(wěn)定性等的檢查，確保問題的及時發(fā)現(xiàn)與處理，規(guī)避水、灰塵等影響其運行安全的物質(zhì)進(jìn)入電機內(nèi)；二是對電機的絕緣性能開展定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)任何絕緣問題必須立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行治理，及時記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息[7]；三是進(jìn)一步優(yōu)化電機綜合保護(hù)配置，確保電機出現(xiàn)過載運行、漏電或過熱等現(xiàn)象時，能夠自動斷開電源連接。四是借助溫濕度和振動感應(yīng)裝置，對電機運行主要參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，確保操控者可以隨時了解其運行狀態(tài)，規(guī)避不易發(fā)掘安全隱患的出現(xiàn)；五是增強對機電作業(yè)人員的日常培訓(xùn)和思想教育，并構(gòu)建完善的獎懲機制，確保其自覺關(guān)注電機運行安全，主動探尋有效措施提升電機運行壽命[8]。

3　結(jié)語

在日常管理中，井下技術(shù)人員必須正確選取刮板運輸機配套電機型號，并嚴(yán)格依照相關(guān)準(zhǔn)則進(jìn)行安裝和維護(hù)，定期進(jìn)行全面檢查，最大化提升電機使用周期，實現(xiàn)刮板運輸機高效和穩(wěn)定運行，為礦井效益的持續(xù)增長奠定良好基礎(chǔ)。

[1]吳瑞平.煤礦井下刮板運輸機電動機燒毀故障探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015（7）：161-162.

[2]趙鐵環(huán).礦井刮板運輸機電動機燒毀的原因的分析[J].山東煤炭科技，2011（3）：49-50.

[3]李冬浩.翻拋機控制系統(tǒng)的開發(fā)及電動機矢量控制仿真[D].沈陽：東北大學(xué)，2009.

[4]馬堯通.礦用刮板輸送機電動機損壞原因的淺析及預(yù)防措施[J].山東煤炭科技，2013（1）：54-55.

[5]王萍，霍大勇.SZZ730/160轉(zhuǎn)載機電動機故障分析與維護(hù)[J].煤炭技術(shù)，2017（3）：286-288.

[6]劉建華，趙巖，崔明亮.智能變頻器在刮板輸送機中的應(yīng)用[J].煤礦安全，2017（4）：118-121.

[7]王興芳.煤礦井下刮板輸送機電動機燒損原因分析[J].煤礦機械，2009（7）：176-177.

[8]單紹仁.QQG150/31橋式刮板取料機故障分析及改進(jìn)[J].水泥，2012（3）：63.