采煤机故障产生原因分析及判别方法

张照文 武志鹏

（山西汾西矿业集团贺西煤矿，山西 柳林 O33313）

煤矿作为我国支柱型产业之一，其重要性不言而喻。采煤机在整个煤矿生产中也同样占据着举足轻重的地位，其直接影响着煤矿的产量。然而由于煤矿的作业环境较为恶劣，使得采煤机经常会发生故障，一旦因采煤机故障造成煤矿停产，煤矿企业必然会承受较大的经济损失。就算采煤机故障不会导致煤矿停产，对其的维修费用也是一笔不小的数目。为了有效地解决采煤机故障问题，必须认真分析故障产生的原因，并有针对性地采取预防措施，这样才能最大程度地降低采煤机故障发生的几率，以此来确保煤矿正常生产。借此，本文就采煤机故障产生的原因及判别方法进行浅谈。

一、采煤机故障产生的具体原因分析

导致采煤机发生故障的原因的较多，有来自于外因的影响，如人为操作不当等，也有设备自身因素的影响，如机械零部件老化、磨损等。具体来讲采煤机故障通常会发生在机械部分、电气部分以及液压部分等位置上。

（一）机械故障原因分析

1.轴承故障。这类故障是采煤机机械故障中较为典型的一种，虽然大多数采煤机在设计之初都对其使用环境进行了充分考虑，但是由于实际工作环境的不同轴承故障还是经常会发生的。采煤机轴承故障常发生在以下部位上：①牵引行走链轮，导致这类故障的主要原因是负荷大、荷载不均匀，致使支撑轴承磨损或是滚动体破裂等，当其损坏后会对链轮轴、链轮以及互相咬合的其它零部件造成不同程度的影响，从而造成这些部件损伤②由于采煤机在作业过程摇臂的频繁升降，加之润滑不到位，则会增大各传动轴的受力，并且这种受力是不均衡的，这也是该部位轴承经常出现故障的主要原因之一③润滑系统因润滑油加注不当被污染，造成润滑不良、安装轴承时轴承位置不正、较大荷载作用时以及支撑座变形等原因均会造成轴承故障；④由于设计制造过程中的质量问题导致轴承本身质量缺陷，也是缩短轴承使用寿命的重要原因之一。轴承失效的表现形式较多，故障种类常分为裂纹、磨料、压痕以及剥落等，其中最为典型的要属疲劳破落引起的轴承损伤。

2.齿轮故障。齿轮属于采煤机的变速传递部件，多数齿轮都位于齿轮箱当中，导致齿轮箱故障的主要原因除了本身设计和制造方面的问题之外，与操作及维护不当也有直接关系。较为常见的齿轮失效形式有以下几种：①断裂和磨料失效。当采煤机作业过程中，齿轮需要承受一定的荷载，一旦发生过载尤其是冲击载荷时，便会导致整个齿及其相应的部分断裂。同时齿轮经常性处于高速运转的状态，当周期性应力高到一定程度时，也会是齿轮因过度疲劳发生断裂。此外，当轮齿工作面上有磨料或是其他金属颗粒时则会造成磨料磨损。②齿面剥落。齿轮箱内的每一个齿轮均有着自身的疲劳极限，当接触应力超过这一极限时，齿轮的表面则会出现些许细微的裂纹，随着齿轮不断的高速运转这些裂纹也会随之不断扩大，伴随着裂纹的扩大齿面会发生表皮脱落，当齿面上剩余的表皮面积无法在承受来自于外部的荷载时，就会造成整个齿断裂。

（二）液压系统故障

在整个采煤机中液压系统是故障率发生最高的一个部分。虽然采煤机的液压系统上有过载保护及自动调速等装置但液压系统的故障发生还是无法避免的。由于液压系统发生故障的部位、现象以及原因等均比较复杂，很难及时发现和及时诊断，加之矿井工作环境恶劣，若拆开检查的话还有可能造成二次污染，这也是造成液压系统故障高发的主要原因之一。通常情况下，液压系统较为常见的一些故障基本都是由于液压油受到污染造成的。如油中含有过多的杂质，容易引起抽油泵及液压马达出现非正常磨损或是泄漏，从而导致系统压力不足、温度升高。一旦液压控制阀失灵则会造成阀芯卡死，进而引起系统压力变化异常等现象。另外，因液压系统密封不严造成的液压泄漏或是杂质侵入液压油中而引起的其他故障主要有以下几点：①牵引部位油温过高。主要是由于冷却器未能对其进行完全冷却而引起的，如冷却水流量不正常、油位过低或过高、液压油内有杂质、回油系统中油量不足等；②不牵引。具体由于是安全阀故障及油路故障等原因引起的。

（三）电气故障

由于采煤机长期在矿井恶劣的环境中作业，这样很容易受到地质条件、二次负压、内外喷雾以及电气水冷等影响，从而导致水气侵入到电气控制腔内，一旦控制腔内进水则会使开关电源、变频器、通讯主机以及隔离转换板等电子类元器件受潮，致使控制系统失灵、电气绝缘效果降低、控制腔内短路等故障发生。

二、采煤机故障的判别方法及预防措施

（一）故障判别方法

对采煤机的故障判别主要有以下几种方法：其一，听。先找出机械上有异响的部分，通过听异响声音的大小来判断故障的类型及严重程度，然后听取当班司机对故障后设备运行情况的详细介绍，特别是要听取一些较为细微的故障现象或是征兆；其二，摸。通过用手触摸可能出现故障位置的外部，以此来判断其温度变化及振动情况；其三，看。观察液压系统是否有渗漏，应将重点部位放在接头密封位置以及液压元件上面。同时应对当日设备的运行记录及以往维修记录进行查看，并查看采煤机运行过程中各个仪表的指示数值是否正常；其四，量。利用仪器仪表等测量绝缘电阻值及冷却水的温度、流量和水压，并对液压系统的中高低压变化情况进行检测，还应测量各个安全阀及相应保护装置的整定值是否正常；其五，分析。按照以上程序对设备进行查看后，应进行科学的综合分析，准确地找出故障发生的原因及故障位置，然后提出有针对性的解决处理方案，以最快的速度对故障进行排除。

（二）预防措施

首先，应定期对液压系统进行体外循环过滤，以此来降低液压油箱内的污染度，过滤器应尽可能选用可靠性能高的，这样有利于增强对污染物的过滤能力。同时还应对液压油进行定期检验，主要检验项目有污染度、含水量以及粘度等；其次，应加大对操作人员的培训力度，并提高管理及维修工作人员的整体素质业务水平，增强员工的故障处理能力和故障预防意识，以此来降低因人为操作不当而导致的机械故障发生几率；再次，对液压系统可以采取噪声诊断、振动诊断等技术，这样可以及时针对系统故障做出相应的预防措施，避免因处理不及时导致故障不断扩大的情况发生；最后，在处理故障时应遵循以下原则，即先处理简单故障再处理复杂故障、先处理外部故障再处理内部故障、先处理部件故障再处理元件故障。由于采煤机故障多发生于煤矿井下，故此在对故障进行处理不仅要保证及时准确，同时应时刻注意安全。

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