煤礦掘進機日常檢修及故障維修

黃傳賢

（鄂爾多斯市營盤壕煤炭有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017300）

掘進機是井下煤巷、半巖巷以及巖巷破巖層與破煤層的關鍵設備，在20世紀60～70年代，我國煤礦生產采用的掘進機生產作業(yè)效率低，而且故障發(fā)生頻繁，進入21世紀后，隨著PLC技術的興起，國內煤礦所使用的掘進機的機械化、自動化水平已經逐步與世界先進水平相接軌，尤其是故障自動診斷技術的發(fā)展，使掘進機的故障發(fā)生概率大幅降低，在這種形勢下，設備檢修人員應當制訂一套科學、可行、高效的日常檢修與故障維修計劃，以確保掘進機的各項性能指標能夠滿足正常的生產作業(yè)流程。

1 煤礦掘進機日常檢修要點

1.1 螺栓緊固檢查與維修

掘進機由水系統(tǒng)、截割系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、鏟板系統(tǒng)、行走機構、后支撐、潤滑系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)等多個功能單元構成，每一個單元由多種不同類型的部件組合而成。尤其是掘進機的齒座截割頭，每一個接合點都采用螺栓堅固的方式予以連接，在掘進作業(yè)時，由于截割體真接與地下巖層接觸，受到沖擊力與巖層反作用力的影響，截割體極易出現螺栓松動現象，進而埋下重大的安全隱患。因此，檢修人員需要定期對掘進機內部組件連接部位間緊固度進行檢查，如果發(fā)現螺栓松動情況，應當及時進行緊固處理，以保證正常的生產作業(yè)流程不受影響。齒座截割頭示意圖如圖1所示。

圖1 齒座截割頭示意圖

1.2 異物堵塞檢查與維修

由于井下作業(yè)條件惡劣，尤其在掘進過程中，產生大量粉塵，這些粉塵顆粒一旦在掘進機的機體內部堆積，就會造成噴霧嘴堵塞，而影響作業(yè)生產進度。因此，檢修人員應當經常性的噴嘴進行檢查，如果發(fā)現堵塞現象，需要及時進行疏通處理，當疏通效果無法滿足作業(yè)需求時，應當更換噴嘴等組件。

1.3 潤滑系統(tǒng)檢查與維修

煤礦掘進機的各個組件主要由金屬材質的物質構成，設備在高速運轉狀態(tài)下，內部金屬組件的摩擦力陡然上升，久而久之，組件表達就會受到不同程度磨損，嚴重還可能導致組件斷裂或者功能性喪失。因此，檢修人員在日常檢查工作中，應當對掘進機易于磨損的部位或者組件進行認真檢查，如果發(fā)現缺少潤滑油劑，需要及時添加潤滑油，以延長掘進機的使用壽命。

1.4 履帶張弛檢查與維修

履帶是掘進機行走機構的重要組成單元，如果履帶過于松弛，掘進機的行走速度將大打折扣，以至于影響作業(yè)生產進度。針對這種情況，檢修人員應當時時關注履帶的張弛情況，如果發(fā)現履帶松弛，應當及時利用扳手等工具對其進行緊固處理。

1.5 冷卻系統(tǒng)檢查與維修

掘進機在掘進作業(yè)時，由于機體截割頭與巖層之間產生巨大的沖擊力，液壓泵的運行速度也將大幅提升，在這種情況下，液壓泵站的油溫將急劇上升，如果不采取降溫措施，液壓泵站的正常運行將受到嚴重影響。因此，檢修人員需要定期檢查掘進機的冷卻系統(tǒng)，通過目測、觸摸等方法，檢查冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如果發(fā)現故障隱患，應當及時進行檢修。

1.6 電氣系統(tǒng)檢查與維修

電氣系統(tǒng)是向掘進機輸送電力能源，確保掘進機動力性能正常發(fā)揮的重要裝置，因此，檢修人員在排查電氣系統(tǒng)故障時，首先應當檢查電氣系統(tǒng)的觸頭是否正常接觸，尤其在掘進機啟動以后，整個機體的震動幅度較大，檢修人員需要確定電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以防止電氣元件脫落。

2 煤礦掘進機常見故障的維修策略

掘進機主要由于動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)組成，檢修人員的日常檢修工作也將圍繞這些系統(tǒng)展開。但是，通過對實際生產作業(yè)流程的觀察發(fā)現，液壓系統(tǒng)是故障發(fā)生較為頻繁的系統(tǒng)之一，一旦液壓系統(tǒng)出現故障，整個機體將喪失動力性能，而無法繼續(xù)進行生產作業(yè)活動。因此，下面以掘進機液壓系統(tǒng)的常見故障為例，對各類故障的維修策略與方法予以闡述。掘進機液壓系統(tǒng)結構示意圖如圖2所示。

圖2 掘進機液壓系統(tǒng)結構示意圖

2.1 液壓油雜質過多

掘進機的液壓系統(tǒng)由多個精密部件組成，各個部件之間緊密結合，留有的間隙較小，而每一個部件自身存在大量的阻尼孔，掘進機啟動后，液壓油與阻尼孔以及各個部件頻率接觸，導致油體當中的細小雜質顆粒滲透到閥體或者閥芯當中，隨著閥芯與閥體的運轉，這些雜質顆粒極易磨損內部精密部件，使得機體的操作動作失靈。另外，混入機體內部的液壓油雜質也會堵塞油泵吸油口的過濾器，使吸油阻力增大，進而影響機體的正常運轉。針對這種故障類型，檢修人員應當定期檢查密封圈與封口處的嚴密性，因為密封圈與封口部位一般由橡膠材料構成，當液壓油溫度或者壓力值升高后，橡膠本身就會變脆，而產生大量的雜質顆粒。為了避免這種情況的出現，應當采取更換密封圈的方法，確保液壓油始終保持高純度，以防止雜質顆粒混入其中。

2.2 油溫急劇升高

掘進機的液壓系統(tǒng)在正常運轉時，液壓油的溫度一般保持在600℃左右，如果溫度值超過600℃，液壓系統(tǒng)的油缸動作就會變得遲緩甚至喪失功能性，同時，液壓油溫度過高也會加快系統(tǒng)組件的老化速度。而導致油溫升高的主要原因是由于作業(yè)人員操作不規(guī)范或者違反操作規(guī)程，以及在系統(tǒng)設計階段，液壓系統(tǒng)結構設計不合理。針對這一故障類型，檢修人員應當在每一個作業(yè)班次結束后，對機體冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行檢查，并對液壓系統(tǒng)經常性進行除污除垢處理，保證系統(tǒng)能夠始終保持正常的散熱狀態(tài)，以降低液壓油的溫度，延長液壓系統(tǒng)的使用壽命。

2.3 溢流閥故障維修

溢流閥是掘進機液壓系統(tǒng)中具有保護功能的一種重要裝置，在掘進機運行過程中，溢流閥對閉式回路與液壓油缸起到保護與防護作用。因此，當溢流閥出現故障時，應當及時對其予以調整和維修。具體的調整步驟如下：第一，泵的循環(huán)系統(tǒng)中的溢流閥一般安裝在四聯(lián)控制閥組當中，屬于最為基本的液壓控制動作閥。在外界荷載為零的情況下，將溢流閥擰入四聯(lián)控制閥組體后方，可以對壓力值進行調整。需要注意的是，在閥體從四聯(lián)控制閥組當中擰出之前，應當清空溢流閥內的壓力，以避免損壞鎖緊螺母處的閥芯。第二，水平擺動油缸，溢流閥的安裝位置處于雙聯(lián)單向閥組內。由于液壓泵循環(huán)系統(tǒng)的壓力值低于31.5MPa，因此，需要對切割臂水平擺動系統(tǒng)的溢流閥進行調整，調整后的壓力值為34MPa，調整完畢，將切割臂轉到極限位，再將與切割臂相對應的溢流閥的壓力值分別調整到31.5MPa的標準值，而以于液壓循環(huán)系統(tǒng)的溢流閥在此時需要調回20MPa。第三，鏟板油缸的溢流閥安裝在轉臺與機架十字構件之間的蓋板上面，在調整過程中，需要將鏟板上升到極限位，然后將溢流閥的壓力值調整到18MPa。第四，對于后穩(wěn)定器油缸的溢流閥，一般安裝在分配組內，而分配組所處的位置一般在油箱壁面上。因此，首先需要將穩(wěn)定器調整到極限位，然后將溢流閥的壓力值調整至5MPa。

3 完善專家系統(tǒng)

近年來，隨著人工智能等高科技技術的日漸純熟，煤礦掘進機的專家維修系統(tǒng)也逐步在故障排除方面表現出一定的優(yōu)越性。其中，該系統(tǒng)主要涵蓋學習機、人機接口、數據庫、知識庫、解釋器以及推理機等多個單元，因此，這一系統(tǒng)能夠對掘進機各種不同類型的故障進行輔助檢查，并且檢查過程簡單快捷，檢查效果顯著。專家系統(tǒng)的主要工作原理是：首先收集掘進機電器系統(tǒng)控制量變化、壓力值變化、溫度變化數據，然后根據油溫、壓力、狀態(tài)參數自動識別和判斷掘進機的運轉狀態(tài)是否正常，進而完成故障自動診斷過程。診斷數據與數據庫當中的監(jiān)測數據比對之后，可以推導出最終的診斷結論。這既能夠避免人為診斷失誤的發(fā)生，同時，也能夠提高故障診斷效率。

4 結語

綜上，為了保障煤礦掘進機能夠始終保持正常的運轉狀態(tài)，延長掘進機的使用壽命，設備檢修人員應當樹立高度的主人翁責任意識與大局意識，進一步增加日常檢查頻次，對在檢查過程中發(fā)現的故障及時予以排除，同時，需要不斷提升專業(yè)維修技術水準，積極借鑒先進的檢修經驗，為提高煤炭產量與質量奠定堅實基礎。