采煤機故障產生原因分析及判別方法

張照文 武志鵬

（山西汾西礦業集團賀西煤礦，山西 柳林 O33313）

煤礦作為我國支柱型產業之一，其重要性不言而喻。采煤機在整個煤礦生產中也同樣占據著舉足輕重的地位，其直接影響著煤礦的產量。然而由于煤礦的作業環境較為惡劣，使得采煤機經常會發生故障，一旦因采煤機故障造成煤礦停產，煤礦企業必然會承受較大的經濟損失。就算采煤機故障不會導致煤礦停產，對其的維修費用也是一筆不小的數目。為了有效地解決采煤機故障問題，必須認真分析故障產生的原因，并有針對性地采取預防措施，這樣才能最大程度地降低采煤機故障發生的幾率，以此來確保煤礦正常生產。借此，本文就采煤機故障產生的原因及判別方法進行淺談。

一、采煤機故障產生的具體原因分析

導致采煤機發生故障的原因的較多，有來自于外因的影響，如人為操作不當等，也有設備自身因素的影響，如機械零部件老化、磨損等。具體來講采煤機故障通常會發生在機械部分、電氣部分以及液壓部分等位置上。

（一）機械故障原因分析

1.軸承故障。這類故障是采煤機機械故障中較為典型的一種，雖然大多數采煤機在設計之初都對其使用環境進行了充分考慮，但是由于實際工作環境的不同軸承故障還是經常會發生的。采煤機軸承故障常發生在以下部位上：①牽引行走鏈輪，導致這類故障的主要原因是負荷大、荷載不均勻，致使支撐軸承磨損或是滾動體破裂等，當其損壞后會對鏈輪軸、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由于采煤機在作業過程搖臂的頻繁升降，加之潤滑不到位，則會增大各傳動軸的受力，并且這種受力是不均衡的，這也是該部位軸承經常出現故障的主要原因之一③潤滑系統因潤滑油加注不當被污染，造成潤滑不良、安裝軸承時軸承位置不正、較大荷載作用時以及支撐座變形等原因均會造成軸承故障；④由于設計制造過程中的質量問題導致軸承本身質量缺陷，也是縮短軸承使用壽命的重要原因之一。軸承失效的表現形式較多，故障種類常分為裂紋、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。齒輪屬于采煤機的變速傳遞部件，多數齒輪都位于齒輪箱當中，導致齒輪箱故障的主要原因除了本身設計和制造方面的問題之外，與操作及維護不當也有直接關系。較為常見的齒輪失效形式有以下幾種：①斷裂和磨料失效。當采煤機作業過程中，齒輪需要承受一定的荷載，一旦發生過載尤其是沖擊載荷時，便會導致整個齒及其相應的部分斷裂。同時齒輪經常性處于高速運轉的狀態，當周期性應力高到一定程度時，也會是齒輪因過度疲勞發生斷裂。此外，當輪齒工作面上有磨料或是其他金屬顆粒時則會造成磨料磨損。②齒面剝落。齒輪箱內的每一個齒輪均有著自身的疲勞極限，當接觸應力超過這一極限時，齒輪的表面則會出現些許細微的裂紋，隨著齒輪不斷的高速運轉這些裂紋也會隨之不斷擴大，伴隨著裂紋的擴大齒面會發生表皮脫落，當齒面上剩余的表皮面積無法在承受來自于外部的荷載時，就會造成整個齒斷裂。

（二）液壓系統故障

在整個采煤機中液壓系統是故障率發生最高的一個部分。雖然采煤機的液壓系統上有過載保護及自動調速等裝置但液壓系統的故障發生還是無法避免的。由于液壓系統發生故障的部位、現象以及原因等均比較復雜，很難及時發現和及時診斷，加之礦井工作環境惡劣，若拆開檢查的話還有可能造成二次污染，這也是造成液壓系統故障高發的主要原因之一。通常情況下，液壓系統較為常見的一些故障基本都是由于液壓油受到污染造成的。如油中含有過多的雜質，容易引起抽油泵及液壓馬達出現非正常磨損或是泄漏，從而導致系統壓力不足、溫度升高。一旦液壓控制閥失靈則會造成閥芯卡死，進而引起系統壓力變化異常等現象。另外，因液壓系統密封不嚴造成的液壓泄漏或是雜質侵入液壓油中而引起的其他故障主要有以下幾點：①牽引部位油溫過高。主要是由于冷卻器未能對其進行完全冷卻而引起的，如冷卻水流量不正常、油位過低或過高、液壓油內有雜質、回油系統中油量不足等；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

由于采煤機長期在礦井惡劣的環境中作業，這樣很容易受到地質條件、二次負壓、內外噴霧以及電氣水冷等影響，從而導致水氣侵入到電氣控制腔內，一旦控制腔內進水則會使開關電源、變頻器、通訊主機以及隔離轉換板等電子類元器件受潮，致使控制系統失靈、電氣絕緣效果降低、控制腔內短路等故障發生。

二、采煤機故障的判別方法及預防措施

（一）故障判別方法

對采煤機的故障判別主要有以下幾種方法：其一，聽。先找出機械上有異響的部分，通過聽異響聲音的大小來判斷故障的類型及嚴重程度，然后聽取當班司機對故障后設備運行情況的詳細介紹，特別是要聽取一些較為細微的故障現象或是征兆；其二，摸。通過用手觸摸可能出現故障位置的外部，以此來判斷其溫度變化及振動情況；其三，看。觀察液壓系統是否有滲漏，應將重點部位放在接頭密封位置以及液壓元件上面。同時應對當日設備的運行記錄及以往維修記錄進行查看，并查看采煤機運行過程中各個儀表的指示數值是否正常；其四，量。利用儀器儀表等測量絕緣電阻值及冷卻水的溫度、流量和水壓，并對液壓系統的中高低壓變化情況進行檢測，還應測量各個安全閥及相應保護裝置的整定值是否正常；其五，分析。按照以上程序對設備進行查看后，應進行科學的綜合分析，準確地找出故障發生的原因及故障位置，然后提出有針對性的解決處理方案，以最快的速度對故障進行排除。

（二）預防措施

首先，應定期對液壓系統進行體外循環過濾，以此來降低液壓油箱內的污染度，過濾器應盡可能選用可靠性能高的，這樣有利于增強對污染物的過濾能力。同時還應對液壓油進行定期檢驗，主要檢驗項目有污染度、含水量以及粘度等；其次，應加大對操作人員的培訓力度，并提高管理及維修工作人員的整體素質業務水平，增強員工的故障處理能力和故障預防意識，以此來降低因人為操作不當而導致的機械故障發生幾率；再次，對液壓系統可以采取噪聲診斷、振動診斷等技術，這樣可以及時針對系統故障做出相應的預防措施，避免因處理不及時導致故障不斷擴大的情況發生；最后，在處理故障時應遵循以下原則，即先處理簡單故障再處理復雜故障、先處理外部故障再處理內部故障、先處理部件故障再處理元件故障。由于采煤機故障多發生于煤礦井下，故此在對故障進行處理不僅要保證及時準確，同時應時刻注意安全。

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