马嘉
【摘 要】为提高采煤机的故障检修技术,降低采煤机故障率,阐述了采煤机摇臂的结构形式、工况特点及检修方式,针对摇臂典型故障展开研究,分析故障原因,提出处理方法.
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2019(048)005
【总页数】2页(P288-289)
【关键词】采煤机摇臂;故障分析;检修方式
【作 者】马嘉
【作者单位】霍州煤电集团汾源煤业公司,山西忻州 035100
【正文语种】中 文
【中图分类】空调控制系统TD42
0 引言
采煤机属于机电液一体化设备，用于煤矿井下开采，极大地降低了劳动强度，提高了煤炭的生产效率及生产的安全性。采煤机摇臂属于重要的受力部件，一方面传递截割动力，另一方面承受煤岩的反作用力。摇臂是采煤机故障发生率最高的部件，约占采煤机故障率的34%左右，并且随着煤炭开采难度的增大，摇臂的故障率越来越高，严重影响了煤炭的开采效率，给煤矿企业带来巨大的经济损失，有的甚至造成人员伤亡。因此，煤矿企业应充分重视采煤机摇臂故障，做好日常的检修工作。故障处理时根据故障现象及工作原理详细分析原因，采用科学有效的方法进行处理。同时，明确故障产生的机理，通过合理的维护，尽量降低摇臂故障发生率，提高采煤机的使用性能及稳定性。有效地保证煤矿高效安全生产。 1 采煤机摇臂组成
采煤机包括直接与煤岩接触的截割部、驱动采煤机移动的行走部、附属装置及电气控制系
衣物加香统。截割主要包括截割滚筒及摇臂等部分组成。摇臂属于一个复杂的减速系统，内部主要包括行星齿轮传动系统、直齿传动系统、截割电机及离合器等零部件。截割电机通过直齿传动系统及行星齿轮传动系统将扭矩增大后传递给滚筒，滚筒发生旋转，滚筒上的截齿将煤岩剥落完成落煤，落下的煤块经刮板输送机及皮带运出工作面。截割电机另一部分驱动冷却水在冷却管内流动后从滚筒上喷出，一方面给发热部位进行降温，另一方面用于降尘[1]。
2 采煤机摇臂工况特点
采煤机摇臂主体结构是齿轮箱传动系统，依靠传动系统将截割电机的扭矩传递到截割滚筒。煤矿井下生产中，摇臂受工作面振动、落煤装机、潮湿、高温及粉尘等因数的影响容易出现故障。摇臂主要工况特点如下。
（1）采煤机摇臂齿轮箱传动系统因摇臂与巷道底面夹角的不同发生位姿变化，随着摇臂一起摆动。因此对其润滑系统及密封系统有较高的要求。
（2）采煤机摇臂前端截割滚筒不断地剥落煤岩，受到冲击载荷的作用，摇臂整个传动系统承受复杂不均匀载荷作用。
（3）采煤机摇臂内部传动系统齿轮箱同时受到摇臂、截割电机、牵引电机及行走产生的振动，对内部传动系统的配合间隙与定位的可靠性有较高要求。
（4）由于井下巷道内空间狭小，工作面落煤、粉尘、喷水等因素的影响。摇臂内部传动系统、轴承及密封故障率占比较大，传动系统高速区故障率明显高于低速区。 3 采煤机摇臂的检修方式爆破片
采煤机摇臂的维修，不能影响煤矿生产，检修方式经历了从事后维修、到计划维修再到检查维修的过程。
（1）事后维修
这种检修方式是出现问题后停机维修，采煤机停机时间一般最少4个小时。严重影响煤矿生产。
（2）计划维修
结合故障发生的规律制定检修计划，采用三班生产一班检修的方式进行维护，对容易松动
的部位及时紧固螺丝，容易发生漏油的部位及时更换密封圈，对润滑要求比较高的部位按时按量加注润滑油等，这种以预防为主的检修方式，有效减少了紧急故障发生率，保证生产的顺利进行。由于工作面地质条件复杂，煤层硬度及开采难度不同，一些备品备件的更换周期是浮动的。会造成配件利用率低，配件成本增强较高。
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（3）检查-维修
借助检修人员丰富的检修经验及采煤机操作人员对异常状况的觉察，共同检查提前发现问题，并及时进行维修，依据定期的、有计划的检查的结果制定检查-维修计划，有利于掌握采煤机的实际工作状态。维护效率高，维护成本低。这种维修方需要相关人员具有较高的素质及责任心。
攀藤网4 摇臂典型故障分析
（1）摇臂内部减速系统齿轮故障[2]
此类故障一般是由于齿轮在长期运行过程中发生磨损、胶合、擦伤、接触疲劳及断齿等现象。齿轮故障可分为发生在第一级直齿圆柱传动系统中的高速区故障，发生在第二级外行
星轮与圆锥轴承部位的故障低速区故障。高速区故障主要包括直齿圆柱齿轮磨损、腐蚀、变形、轴承损坏等，出现这种情况是由装配精度不满足要求、润滑油匮乏，工况环境恶劣等因素综合作用而成。低速区故障一般包括圆锥轴承损毁、第二级输出星轮碎裂、内齿圈碎裂、行星架断裂等故障。主要原因是落煤过程交变载荷引起的疲劳损伤。
（2）电动机腔大量集油故障
出现这一故障的主要原因是落煤在输送的过程中将溢油口堵塞，漏油无法排除，在截割电动机机腔内越积越多[3]。这种现象经常出现在电机齿轮轴处的骨架油封位置。主要处理方法包括：①直接更换截割电动机密封件，新油封垫配置防损垫，避免拧紧螺钉时损坏油封，保证油封垫的密封效果及使用寿命[4]；②按顺序拆除电机齿轮轴、轴承套、摇臂二轴，进行密封更换。
（3）操作离合器故障
①操作离合器脱开状态下有异响。主要是由于铜套磨损较严重引起的。将铜套掉头使用，或直接更换。
②挂上操作离合器后，滚筒不旋转。一般是由于操作离合器保险销发生折断造成的。按顺序拆掉离合器把手及端盖，将离合器取出，将折断的保险销更换掉[5]。
（4）密封漏油
采煤机摇臂由于工况条件比较恶劣，摇臂与巷道地面夹角不断发生变化，因此对其密封的要求较高。旋转部位主要密封形式有平面浮动油封及O型圈两种。采煤机长时间持续工作，高温、潮湿、煤粉等因素会造成橡胶圈老化[6]，密封件老化的表现形式是丧失弹性，旋转轴与密封件之间贴合度下降，润滑油液从间隙的漏出。当通气塞被异物封堵后，摇臂内部油液压力升高，压力油超过密封装置承压极限，导致漏油。另外，密封件处螺栓松动，密封圈定位不稳定也会造成漏油。
主要解决方法是：经常清理密封件外侧法兰盘口煤尘，避免煤粉进入密封圈内损坏密封件。如果发现螺栓松动，应将螺栓拆下，将端盖与轴承外环的间隙调整为0.15～0.3 mm[7]，调心轴承间隙值为零。在调整间隙之前，可利用压铅丝法测量间隙尺寸。经常检查通气塞是否发生堵塞[8]。
（5）轴承损伤
轴承的损坏一般是由于缺少润滑，疲劳损坏及轴承受力过大引起的过载损坏。应按维护手册，重视轴承的养护工作，包括污垢清除及润滑等作业。检查轴承的安装形式是否正确，轴承支撑座有无明显形变，轴承是否合格,对损伤的轴承立即更换[9]。
（6）摇臂不能升降
一般是由于输出电压不正常或升降电磁阀与溢流电磁阀不动作造成的。首先，检查电气开关、升降继电器的电压是否正常，对于异常电压要检查线路进行排查[10]。其次，检查升降电磁阀与溢流电磁阀有无损坏，并及时更换。
5 结论
采煤机摇臂故障率较高，使用过程中操作人员应规范操作，维护人员做好摇臂的检查-维修工作，做到提前预防，同时可借助现代化的故障监测技术，通过各部位的动态数据及时发现故障信息判断故障类型，提高故障检修效率及检修质量，降低采煤机摇臂故障率。
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【相关文献】
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［2］任玉敏.采煤机摇臂减速器的故障分析和处理［J］.机械管理开发，2018，33（01）：54-55.
［3］张浩.采煤机摇臂齿轮箱故障诊断技术研究及故障分析［J］.机械管理开发，2017，32（06）：65-66.
［4］程晓茹.采煤机摇臂运行安全在线监测预警系统的研制［D］.西安：西安科技大学，2017.
［5］郭建明.MG250/600WD型电牵引采煤机摇臂漏油故障分析［J］.煤炭与化工，2016，39（12）：114-116.
［6］赵永诚.采煤机摇臂故障分析与防治［J］.能源与节能，2016（04）：155-156.
［7］杨宝忠.采煤机摇臂故障治理研究［J］.机械管理开发，2015，30（10）：94-96.
［8］蒋云.采煤机摇臂的常见故障与解决措施［J］.中国高新技术企业，2015（18）：153-154.
［9］古海龙.基于全寿命周期的滚筒采煤机可靠性工程平台建设［D］.太原：太原理工大学，2015.
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