煤礦橋式轉(zhuǎn)載機常見故障分析

趙宇杰

(同煤集團煤峪口礦)

煤礦生產(chǎn)中常通過刮板輸送機、皮帶輸送機等設(shè)備將井下開采的煤炭連續(xù)不斷地運離工作面，橋式轉(zhuǎn)載機是銜接采煤機與輸送設(shè)備間的運輸轉(zhuǎn)載工作的配套設(shè)備[1]。刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備需要隨煤炭機械化開采工作面的推進(jìn)而同步外移，橋式轉(zhuǎn)載機設(shè)置在采煤工作面附近，工作環(huán)境惡劣；由于輸送物料特性，工作時受沖擊載荷、變載荷等影響；刮板牽引鏈及溜槽等處也易出現(xiàn)磨損[2-4]，設(shè)備長期運轉(zhuǎn)容易出現(xiàn)各類故障、甚至停運，從而干擾井下正常作業(yè)秩序，影響礦井生產(chǎn)安全。

為避免橋式轉(zhuǎn)載機故障的發(fā)生，針對各類易引發(fā)設(shè)備故障的原因進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)預(yù)防措施確保轉(zhuǎn)載機正常、高效運轉(zhuǎn)，對確保礦井正常生產(chǎn)具有十分重要的意義。

1 組成與工作原理

橋式轉(zhuǎn)載機是煤礦井下綜采作業(yè)過程中主要的中間設(shè)備，通常設(shè)置在工作面內(nèi)的運輸巷道內(nèi)，位于刮板運輸機、可伸縮性皮帶前端，完成采煤機回采的煤炭、矸石等的轉(zhuǎn)運作業(yè)[5]。

橋式轉(zhuǎn)載機在生產(chǎn)實踐中起到的主要作用：①刮板輸送機與轉(zhuǎn)載機呈垂直布置，沿順槽方向運輸，起到改變物料運輸方式的作用；②為便于同順槽帶式輸送機機尾的連接，用以調(diào)整煤流卸載點；③通過轉(zhuǎn)載機下部支撐小車完成設(shè)備位置調(diào)整，隨工作面推進(jìn)同步移動，在工作面下被抬高形成鋼橋，降低調(diào)整帶式輸送機長度的頻率，提高工作面配套設(shè)備推進(jìn)速度，加快工作面回采效率。

橋式轉(zhuǎn)載機主要構(gòu)配件有機頭部(導(dǎo)料槽、電機、減速機、機頭小車、機頭架等)、機身部(刮板、刮板鏈、溜槽、橋部等)、機尾部(機尾架、軸等)。工作原理：橋式轉(zhuǎn)載機通過橫梁和機頭小車完成機頭位置與可伸縮皮帶輸送機機尾處的搭接，刮板運輸機的搭接通過機尾部和水平裝載段完成；轉(zhuǎn)載機無需不斷改變皮帶輸送機和轉(zhuǎn)載機自身長度來適應(yīng)工作面推進(jìn)速率，只需通過轉(zhuǎn)載機下部的千斤頂或小絞車完成設(shè)備移動；工作面回采的原煤通過刮板輸送機轉(zhuǎn)運至轉(zhuǎn)載機，再經(jīng)由轉(zhuǎn)載機再次轉(zhuǎn)運至可伸縮皮帶，進(jìn)行原煤的下一步輸送工作。

2 常見故障分析

2.1 刮板故障

刮板故障可引發(fā)轉(zhuǎn)載機停機，刮板及相關(guān)聯(lián)構(gòu)配件故障主要有：①轉(zhuǎn)載機啞鈴銷斷裂、溜槽錯位、刮板沖擊斷裂與變形等故障，多由于轉(zhuǎn)載機工作平面起伏過大、未與刮板輸送機工作平面緊密貼合或人為操作失誤等造成；②刮板固定螺栓受振動等因素影響而松動或脫落，可能進(jìn)一步引發(fā)刮板及壓板脫落，原煤掉落堵塞機頭、機尾鏈輪，甚至導(dǎo)致鏈輪斷裂；③刮板鏈與原煤接觸次數(shù)增大，因磨損、金屬疲勞而開裂脫落，并卡塞機尾鏈輪；④與轉(zhuǎn)載機相連的采煤機發(fā)生滑靴斷裂、刮板斷裂、鏈條斷裂、擋煤板、截齒等故障，故障零部件卷入原煤，掉落到轉(zhuǎn)載機，卡塞刮板；⑤轉(zhuǎn)載機井下作業(yè)環(huán)境惡劣，一旦頂板巖石冒落，會直接沖擊損壞刮板、壓板、鏈條、皮帶，大塊巖石也會卡塞在刮板等處；⑥刮板輸送機反向運輸，導(dǎo)致轉(zhuǎn)載機機尾刮板卡塞、斷裂；⑦轉(zhuǎn)載機閉鎖裝置故障，無法正常停車。

2.2 鏈輪與鏈條故障分析

鏈輪和鏈條是轉(zhuǎn)載機的主要傳動部件，鏈輪故障多指轉(zhuǎn)載機機頭鏈輪軸承、聯(lián)軸器等處的故障，如聯(lián)軸器內(nèi)齒套磨損斷裂、固定螺栓松動斷裂等；鏈條故障主要指單、雙鏈條斷裂，分磨損斷裂和沖擊斷裂兩種。正常情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)載機總過煤量達(dá)到6 Mt時，鏈條伸長率達(dá)7.6%，平環(huán)機尾方向圓弧處外端磨損最明顯，磨損率最大可達(dá)28%，機頭方向圓弧處外端磨損率最小。突發(fā)的沖擊斷裂主要是刮板卡阻沖擊斷裂和巖石冒落沖擊斷裂。

2.3 動力系統(tǒng)故障分析

轉(zhuǎn)載機動力系統(tǒng)由驅(qū)動電機、減速箱和液力耦合器等部分構(gòu)成，任一部分失效，轉(zhuǎn)載機都不能正常工作。

轉(zhuǎn)載機驅(qū)動電機故障，一方面是電機本身質(zhì)量問題導(dǎo)致，如轉(zhuǎn)子焊接質(zhì)量、線圈加工質(zhì)量等；另一方面是電機短路(絕緣失效)導(dǎo)致。引發(fā)絕緣失效原因較多，如設(shè)備運轉(zhuǎn)周期過長，內(nèi)部線路絕緣層老化失效；設(shè)備選型過程設(shè)備電機功率過小，無法正常驅(qū)動轉(zhuǎn)載機；線路電流過大異常發(fā)熱；電機線路漏電或短路，絕緣失效，進(jìn)而損毀電機；在物料卡阻、故障狀態(tài)下多次啟動電機及電機非正常工作，也會導(dǎo)致電機短路。

減速箱除本身軸承質(zhì)量可能存在問題外，其他故障主要是過載導(dǎo)致的齒輪疲勞磨損、軸封密閉失效而導(dǎo)致漏油和軸承失效等，需要根據(jù)定期的鐵譜分析結(jié)果及時采取處理措施。

液力耦合器失效主要是由于密封漏水導(dǎo)致的，會直接造成驅(qū)動失效。正常情況下，液力耦合器密封會由于疲勞而出現(xiàn)老化失效，特殊情況下如過載等，會導(dǎo)致液力耦合器因受沖擊而引發(fā)密封失效。

2.4 其他故障分析

轉(zhuǎn)載機除上述常見故障外，還存在卡阻停車故障、過載停機故障、溜槽結(jié)構(gòu)件故障、控制程序故障等。

(1)卡阻停車故障。大塊物料卡塞刮板，刮板脫落卡住機尾鏈輪，刮板輸送機刮板斷裂，采煤機滑靴斷裂、掉落到轉(zhuǎn)載機溜槽內(nèi)，均會導(dǎo)致轉(zhuǎn)載機在刮板處卡阻，造成轉(zhuǎn)載機停車和無法正常開機工作。

(2)過載停機故障。采煤機工作面需要轉(zhuǎn)載的原煤量超出轉(zhuǎn)載機負(fù)荷、采煤機牽引速度過快導(dǎo)致刮板輸送機負(fù)荷過大引起物料堆積，引發(fā)轉(zhuǎn)載機開關(guān)故障和移變跳閘。

(3)溜槽結(jié)構(gòu)件故障。轉(zhuǎn)載機中板、底板、機頭分鏈板由于磨損而出現(xiàn)斷裂、焊接處開焊和結(jié)構(gòu)件的連接件中起連接作用的固定螺栓松動等溜槽結(jié)構(gòu)件故障都會引發(fā)刮板卡阻、鏈條斷裂等故障。

(4)控制程序故障。受電壓失穩(wěn)、控制程序混亂、通信模塊故障等各類因素影響，轉(zhuǎn)載機控制系統(tǒng)程序故障，轉(zhuǎn)載機無法正常工作。

3 轉(zhuǎn)載機故障防治

轉(zhuǎn)載機工作環(huán)境較為復(fù)雜，需要完成原煤、矸石等物料的運輸，混雜的大塊木、鐵質(zhì)器具和原煤、矸石等都會造成轉(zhuǎn)載機超負(fù)載運行及卡阻等問題，損壞驅(qū)動電機和鏈輪，因此應(yīng)嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)載機運輸負(fù)荷，避免超負(fù)荷運轉(zhuǎn)和運輸大型器具。

同時，轉(zhuǎn)載機應(yīng)加強日常檢查和維護，定期、不定期緊固各類緊固件，避免螺栓松動；加強對設(shè)備底板等處浮煤的日常清理，檢查底板是否出現(xiàn)變形、槽體間啞鈴是否出現(xiàn)松動和斷裂；重點巡查轉(zhuǎn)載機機尾處是否出現(xiàn)煤炭外溢，油封層是否被破壞；由于軸承內(nèi)潤滑油受到污染時會導(dǎo)致軸承腐蝕，因此應(yīng)定期清理機尾處雜物，及時補償或更換軸承潤滑油。

槽體底板、鏈條、齒輪等構(gòu)配件容易磨損，對其適當(dāng)進(jìn)行表面強化，可提高強度和耐磨性。如可以通過堆焊或DRF-2數(shù)控等離子熔覆等工藝提高槽體底板強度，通過特殊熱處理或熔覆鉻鐵基合金層提高鏈條和齒輪強度。聯(lián)軸器內(nèi)的齒輪保護，應(yīng)著重確保零配件充分潤滑，避免高溫干磨。轉(zhuǎn)載機司機應(yīng)由專人進(jìn)行崗前培訓(xùn)，確保司機能正確、規(guī)范地進(jìn)行設(shè)備操作，避免人為原因造成的轉(zhuǎn)載機頻繁緊急停車、超負(fù)荷強行運行等誤操作，降低轉(zhuǎn)載機故障的發(fā)生率。

4 結(jié) 論

通過具體分析煤礦橋式轉(zhuǎn)載機常見的刮板故障、鏈輪與鏈條故障、動力系統(tǒng)故障等，提出避免超負(fù)荷運轉(zhuǎn)、加強日常檢查和維護、提高易磨損配件強度和耐磨性、確保重要活動零配件的潤滑、加大崗前培訓(xùn)力度等措施，避免轉(zhuǎn)載機故障，有效提高轉(zhuǎn)載機工作的可靠性。