浅谈采煤机机械故障.pdf

媒 石 夕 天 沾 赣 聪 錾 冀 j 嚣 2 0 1 0 ． O l 浅谈采煤机机械故障 冀新伟 2 1 ． 中国矿业大学应用技术学院，江苏徐 州 2 2 1 0 0 8 2 ． 河南神火集团，河南商丘 4 7 6 6 0 0 内容摘要 采煤机在 长期使用过程中难免会 出现液压 系统和机械 系统等故障，因此及早发现故障及时解决问题是现场工作人员的首要任 务。本文对采煤机常见的机械故障进行分析研究，并对其诊断方法、发展趋势进行阐述。 关键词采煤机 ；故障；机械；液压 系统；轴承 中图分类号T D 8 2 4 ． 5 文献标识码 A 一 、概述 在煤炭企业生产中，采煤机工作环境十分恶劣，在运转时 受到来 自煤、岩石等巨大的冲击载荷，还受到煤尘、水雾等其 它方面的污染。尽管采煤机在设计之初已充分考虑了防止水分 及其它污染物侵入油液，但在实际工作中，采煤机的油液经常 遭受污染，导致采煤机的液压元件和机械零件过早磨损，达不 到使用寿命的情况时有发生。而采煤机如因故障停机，则将造 成整个煤矿生产 系统的瘫痪 。因此 ，需要建立一 套完整 的故 障 诊断系统来准确描述采煤机的运行状态，并对故障进行诊断和 预报，以增大采煤机的开机率 ，提高其可靠性 ，保证工作面的 高效高产。 二 、采煤机常见故 障 一 液压系统故障 采煤机液压系统是故障率最高的部分。采煤机牵引部液 压系统，虽有自动调速、过载保护等装置，但仍免不 了发生故 障。其发生故障的原因、现象和故障部位及相互关系很复杂， 不易被及时发现和准确诊断。在煤矿井下，工作环境很差，不 宜将液压系统拆开检查 ，拆开易使系统污染 。液压系统是最容 易被污染而发生故障的，如液压泵出现故障常常是油中浸入了 杂质，引起泵的磨损和泄漏，造成系统流量不足 ，压力降低， 温度升高。液压马达与泵有相类似的情况。系统的控制阀类受 污染会发生动作失灵、阀受到卡阻 、移动不到位 ，引起系统压 力、流量发生不正常的变化。还有液压系统的密封问题引起系 统的泄漏和外界杂物的侵入，导致系统发生故障。 二 机械系统故障 机械系统故障主要有 联接松动，引起载荷分布发生变 化，使某些部件受载恶化 ，发生断裂或损伤 ；齿轮传动系统和 联接处发生故障，如磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障 往往都不同程度产生发热 ，引起温度升高。其它像安装 、制造 和使用等方面的原因都会引起机械系统出现故障，或零部件缺 陷导致发牛故障等等。 三 轴承故障 采煤机牵引行走链轮负荷大，载荷不均，其支承轴承很容 易发生磨损或滚动体碎裂等。这种支承轴承的严重损坏可能会 影响到链轮轴 、链轮及与其相啮合的其它零件 ，进而导致其它 零件的损伤。采煤机摇臂部位各传动轴承受力很大，由于摇臂 频繁升降 ，润滑状况较差，也极易发生轴承损伤故障。这些是 采煤机在正常工作 中经常发生的轴承故障。当然引起轴承故障 的原因不仅仅是轴承过载，如润滑系统发生污染 ，润滑不 良； 轴承安装不正 ；载荷较大时与轴承相配合的轴 、支承座发生变 形等，均会导致轴承发生故障。还有设计 、制造等方面的问题 和轴承本身的缺陷等，都对轴承的使用和寿命有影响。 三、故障诊 断方法 对采煤机机械故障进行诊断的方法有多种，如振动诊断 法、油液分析法 、噪声诊断法 、温度监测诊断法等。温度监测 - l 17 - 诊断法是使用最广泛的一种监测手段 ，它能正确、快速和灵敏 地反映设备的T况状态。如系统中摩擦副零件一旦发生异常， 磨损速率会大大增加 ，油样分析与磨损判定还需有一个过程， 但温度确是最直接的反应。以定点在线温度监测诊断，可以准 确定位，直观快速反映监测处状态。 对 于采煤机 ，选择温度检 测作为在线监测 比较 实用。对于 机械传动 系统 ，以轴承温度 和传动箱油 温及油位作 为在线连续 监测，并记录温度的历史变化，以便分析其变化趋势。同时辅 之以定期的油样分析，这样既可以及时发现故障，又能预测故 障的状态和发展趋势。 对于采煤机液压系统 ，可检测系统各部分的温度、压力 和流量。按液压系统各部分的功能 ，元件的位置分布设置温度 和压力的在线监测点，这样可建立诊断故障的温度监测场和压 力监 测场 。有 了这样两个监测 场 ，可 以根据温度 、压力 的场分 布查寻故障，快速 、准确地诊断确定液压系统的故障源，判定 故障原因。同时采用油样分析来定期检查系统污染情况，以便 在还未引起严重故障前，便能采取措施清除污染 ，保证系统安 全、正常地T作。 四、故障诊 断方法的发展趋势 笔者认为人丁神经网络和专家系统相结合的智能故障诊断 方法将是以后研究与应用的热点 ，这种智能诊断方法能最大限 度地发挥两者的优势。神经网络擅长数值计算 ，适合进行浅层 次的经验推理；专家系统的特点是符号推理 ，适合进行深层次 的逻辑推理。神经网络和专家系统用于故障诊断的结合方式有 多种形式，大致可分为以下三种集成方式 一 专家系统为诊断系统的中心 ，神经网络提供辅助支 持。专家系统实现诊断系统的主要功能，如知识获取 、知识表 示、推理判断等；而神经网络可用于合理剔除、修改规则，对 知识库进行维护等辅助功能。 二 神经网络为诊断系统的中心 ，由专家系统提供辅助 支持 。专 家系统 的辅助 功能主要体 现在 两方面 一是 为神经 网 络提供所需 的预处理 ，二是为神经网络提供专家解释 。 并列协调式。神经网络、专家系统作为独立的模 块 ，分别执行诊断系统的某些功能 ，再经过组合得到诊断结 果。同时 ，由于神经网络具有 自学习的功能，在诊断过程中， 神经网络能不断归纳出新的诊断规则，充实专家系统知识库的 内容。神经网络专家系统是一类新的知识表达体系，与传统专 家系统的高层逻辑模型不同，它是一种低层数值模型，信息处 理是通过大量的简单处理单元 节点 之间的相互作用而进行 的，由于它的分布式信息保持方式 ，为专家系统知识的获取与 表达以及推理提供了全新的方式。它将逻辑推理与数值运算相 结合，利用神经网络的学习功能、联想记忆功能 、分布式并行 信息处理功能，来解决诊断系统中的不确定性知识的表示、获 取和并行推理等问题。通过对经验样本的学习，将专家知识以 权值和阈值的形式存储在网络中，并且利用网络 下转1 1 9 页 堪 矿 天 沾 翼 蛰 叠 誊 。 2 0 1 0 ． O l 可弯曲输送机在整体移动时 ，容易破碎的顶板 ，可能造 成冒顶，因此在整体移动时，必须采取相应措施，一是要按照 常规操作顺序移动，二是实行边移机边 回临时支柱边支基本支 柱，把空顶时间缩小到最小限度，在顶板破碎处先打上托板后 移机 。 4 ． 工作面的上 、下出口要有特种支架 工作面的上 、下出口控顶面积较大 ，裸露时间长，在超前 支承压力作用下，顶板下沉量大，在设备移动时反复支撤，因 此，这些地段顶板容易破碎，一般采取上、下顺槽 中超前工作 面架抬棚，有时要加打密集支柱或木垛加以支护。 5 ． 回柱放顶工作必须严格按照操作规程和作业程序进行 ， 不得违章 回柱放顶要及时，要观察周围顶板情况 ，发现异常要及时 采取措施，回柱后顶板仍不得冒落 ，超过规定悬顶距离时，必 须采取措施强制放顶，在最后几根支柱受力大，不易回出时， 应先打上牢固的临时支柱，然后再回柱。 6 ． 坚持生产循环作业规范化 由于正规循环作业，控顶及支柱回柱都在有规律地进行 ， 上接1 I 7 页 的信息保持性来完成不精确诊断推理 ，能较好模 拟专家凭经验 、直觉而不是复杂的计算推理过程。这种神经网 络专家系统不仅适用于复杂的采煤机的故障诊断，而且也能广 泛适用于其它复杂系统的故障诊断。 五、结束语 采煤机是煤矿生产中非常关键的设备，是一个集机械、电 子电气、液压传动系统于一体的复杂系统。因_T作环境复杂恶 劣，载荷变化很大，一些关键部位在正常工作中很容易发生过 1 1 9 因此顶板悬露时间短，压力小，支柱不易折损，可控制顶板。 五 、结束语 发生冒顶事故有些属于对客观事物认识有限，而更多的则是 工作中的缺点和错误造成的。其主要原因是思想不集中，麻痹大 意，对地质构造不清、地压规律不明，支护质量不好、检查不及 时，因此，通过本文的论述 ，在做好以上各项工作的同时，要切 实抓好容易冒顶的薄弱环节，坚持必要的敲帮问顶制度、验收支 架制度、岗位责任制度以及认真做好回柱放顶制度等都是预防冒 顶的有力措施。另外，研究事故发生的原因及规律，有针对性地 采取有效措施是预防事故发生的一项重要任务。 参考文献 [ 1 】 钱四发， 李俊民， 唐朝华． 复合型顶板 冒顶机理分析及预防措施． 煤炭 技 术 ．2 0 0 3 [ 2 ] 于殿宝， 王春 霞． 煤矿事故发生的机理与控制对策． 安全， 2 0 0 6 [ 3 】 董建美． 我国煤矿事故多发的原因分析及对策． 工作研究， 2 0 0 7 作者简介 左春杰，河南省义煤集团铁 生沟煤矿生产科科长，助理 工程师 载，出现异常，在轻度损伤情况下，工作人员不易发现 ，等故 障发展到严重不能工作时，才有觉察 ，造成很大的人力 、财力 浪费，因此 ，通过本文的论述，对采煤机故障做到提前诊断， 设置监测系统是十分必要的。 参考文献 [ 1 ] 米切 尔． J S 机器故障的分析与监测[ M] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 0 【 2 】 黄文虎． 设备故障诊断原理、技 术和应用【 M】 ． 北京 科 学技 术出版 社． 1 9 9 6