煤矿运输辅助设备常见故障与处理措施研究

煤矿运输辅助设备常见故障与处理措施研究

慕新

东宁市煤炭生产安全管理局 黑龙江东宁 157299

摘要：在煤炭生产过程中，转载机和破碎机是运输系统的中间环节，是非常重要的配套设备。因此，对转载机和破碎机常见的故障进行分析，并提出了解决方案和预防事故发生的措施，以提高设备运行可靠性，保障煤矿安全高效生产。

关键词：煤矿 破碎机 转载机 故障 处理

1.转载机与破碎机工作原理概述

转载机通常被设置在工作面运输巷道内，位于刮板运输机、可伸缩性皮带前端，破碎机通常被安装在转载输送机卸载、爬坡段中部，由工作面采出的大体积原煤经由刮板输送机转运至转载机，并由转载机刮板链引导进入破碎机，运输中段的原煤被锤式破碎机挤压破损转化为小块物料。

2.转载机常见故障分析与预防措施

2.1 故障分析

2.1.1 刮板故障

第一，转载机哑铃销断裂、溜槽错位、刮板冲击断裂与变形等类故障，该类故障多由于转载机所处工作平面起伏过大未与平面紧密贴合，以及人为操作失误等造成。第二，刮板固定螺栓受振动等因素影响导致松动或脱落，可能进一步引发刮板及压板脱落掉落运输皮带，易堵塞机头机尾链轮甚至导致链轮断裂。第三，刮板、压板链与物料接触次数增大，材质出现磨损、金属疲劳开裂脱落，并卡塞机尾链轮。第四，相连的输机、采煤机发生采煤机滑靴断裂、刮板断裂、链条断裂、挡煤板、截齿等故障，并且故障零部件卷入掉落至转载机卡塞刮板。第五，转载机所处的井下作业环境恶劣，存在顶板岩石冒落可能性，冲击会对直接损坏刮板、压板、链条、皮带等处，而大块岩石也易卡塞在刮板等处。第六，转载机接链环的断裂会进一步到机尾刮板。第七，刮板输送机反向运输等障，导致转载机机尾刮板卡断裂。第八，转载机故障闭锁装置故障导致无法正常停车。

2.1.2 链轮与链条故障

转载机中链轮和链条为主要传动部件，其中链轮故障多指转载机机头链轮轴承、联轴器等处故障，如联轴器内齿套磨损断裂、固定螺栓松动断裂等故障。转载机链条故障主要指单、双链条断裂，并且断裂原因可分为磨损断裂和冲击断裂。

2.1.3 动力系统故障

转载机动力系统有驱动电机、减速箱和液力耦合器等部分构成。动力系统任一部分的故障失效都将导致转载机无法正常工作。对于转载机电机方面，一方面由于电机本身质量问题，如转子焊接质量、线圈加工质量等。另一方面是各类因素导致的电机短路或称为绝缘失效，能够引发绝缘失效原因较多，如设备运转周期过长导致内部线路绝缘层老化失效；设备选型过程设备电机功率过小无法正常驱动，线路电流过大出现异常发热，导致绝缘失效；电机线路出现漏电和短路现象，导致电机损毁；电机因物料卡阻、故障下多次启动等原因设备非正常工作导致绝缘失效。转载机减速箱除本身轴承质量可能存在问题外，主要是过载导致的齿轮疲劳磨损，轴封密闭失效出现漏油，及轴承失效因素。应该根据定期铁谱分析结果及时采取维护。液力耦合器失效主要是由于密封漏水导致驱动部失效，耦合器密封正常情况下会由于疲劳出现老化失效，特殊情况下过载会导致耦合器受冲击而引发密封失效。

2.2 预防措施

转载机工作环境较为复杂，易导致转载机超负载运行以及卡、压等问题，损坏电机和卡阻、损毁链轮，应严格控制转载机运输负荷，避免超负荷运转和运输大型器具。同时，转载机应加强日常检查和维护，定期、不定期对各类紧固件进行紧固，避免螺栓松动等问题。转载机机尾处经常出现煤炭外溢，油封层易出现破坏，轴承内润滑油受到污染导致轴承腐蚀，应及时补偿或更换轴承润滑油，及时清理机尾处杂物。槽体底板、链条、齿轮等构配件易磨损，可适当对这类构件进行表面强化以提高强度和耐磨性。另外，人为原因进行转载机频繁的紧急停车、超负荷强行运行等误操作，会引发转载机各类故障，所以转载机司机应由专人担任进行岗前培训，确保人员能正确且规范操作，避免和降低因人为因素导致的转载机故障。

3.破碎机常见故障分析

3.1 动锥不平衡

破碎机运转中的振动和动锥动作都会造成一定磨损，进而导致动锥重心偏移形成偏心距，而动锥不平衡所引发的问题为：第一，动锥产生偏心距导致转子受力状况改变，呈现受力不均现象，旋转动作过程中动锥的反复弯曲，当金属材质达到疲劳极限可能出现损伤甚至断裂。第二，动锥运行不平衡，设备脱离设计工况点，剧烈振动会引发噪声，对外界环境造成干扰。第三，同时，转子工作过程中受力不均出现偏转，会与轴承或其他相邻部件摩擦，一方面造成设备内各零部件磨损，另一方面影响设备工作效率，是旋转机械较为严重的安全隐患，应加强巡查及时处置。

3.2 转轴不对中

旋转类机械中转子不对中为主要引发各类机械故障的原因之一，联轴器连接下的转子系统中，两转子间出现不对中会引发联轴器偏转，起连接作用的轴承受转子不对中影响将缩短使用寿命，影响滑动轴承的油膜稳定性，轴承整体运转不畅，出现较为严重的不规律振动。应加大对转子不对中故障的监控检测振动幅值和相位稳定性：通过观测转子系统是否出现径向跳动，以及其一倍频和二倍频，高幅值下的二倍频可表征为较为严重的转子不对中；而联轴器不对中所引发的转子系统的轴向转动会体现在振动频率的一倍频中。

3.3 转子碰摩

设备中转子系统受转子不对中、转轴弯曲、基础松动、轴承磨损、装配不当等各种因素影响，与轴承等处摩擦甚至发生碰摩现象，虽然运转中转子所承受的力矩维持平衡，但转速受到很大影响，同时转子系统呈现不稳定状态，设备整体稳定性也会发生改变。一方面转子系统出现振动，另一方面碰摩现象对转子自身的冲击作用，相互叠加后产生复杂的不良反应，如相位反向位移和轴心轨迹扩散或紊乱。在设备设计阶段，为确保设备稳定性，旋转部件与相邻部件间隙相对较小，更易提高发生碰摩现象概率。

3.4 油膜涡动

油膜涡动为传动系统中转子转动过程中由振动作用造成油膜楔形按平均油流速衡定，并沿轴瓦中心流动。其具有较为平稳的相位；受润滑油特性影响明显；为正进动方向，轨迹呈现双环椭圆形；由振动产生的次谐波会随转速增加而改变；涡动频率接近转子转速的一半，可见1倍频。

3.5 基础松动及轴承座松动

破碎设备为旋转振动设备，设备运转过程中会对基础地面以及固定所用的地脚螺栓产生振动，引发连接松动与基础下沉，同时轴承座部分也因为振动发生松动，该振动从振幅角度看主要作用于垂直方向，并且幅度较大。为此，为确定基础部分、地脚螺栓以及设备本身振动、松动情况，应对各处的垂直方向进行测试，并针对破碎机与固定所用地脚螺栓的振动信号进行比对，松动状况下两信号间会出现较大差值，应及时处置从而避免严重事故发生。

4.结论

通过对煤矿转载机和破碎机的常见故障进行分析发现，转载机的刮板故障、链轮与链条和动力系统等故障都是影响其正常工作的重要原因，而破碎机的动锥不平衡、转轴不对中、转子碰撞、油膜涡动和基础松动及轴承座松动等问题都是造成转载机故障的主要原因，因此，煤矿企业应从这几方面对转载机和破碎机进行维护保养，以有效提高转载机和破碎机的可靠性，为煤矿高效运输提供保障。

参考文献

[1]刘斌.浅析转载机在煤矿生产中的应用和维护[J].机电信息，2014

[2]刘宇航.综采工作面桥式转载机常见故障分析及应对[J].机电工程技术，2016

[3]王嘉.矿山破碎机常见故障诊断方法研究[J].中国金属通报，2017

作者简介:慕新（1984-），女，黑龙江省牡丹江市东宁市人，中级工程师，2007年7月毕业于黑龙江科技学院矿物加工专业，现就职于东宁市煤炭生产安全管理局。