关于采煤机故障分析与诊断的思考

摘要：在煤炭经济的发展中，煤矿开采的安全生产是重要的基础与保障。当前，煤炭安全事故频发，严重威胁着煤矿开采人员的生命安全，制约了我国煤炭经济的进一步发展，因此，如何有效提升煤炭开采设备的安全性与可靠性成为了当前研究的一项重要课题。当前，采用大型机械设的采煤作业中，采煤机是主要设备，因为采煤机所处的工作环境非常恶劣，导致其故障率比较高，因此，对采煤机的故障问题进行分析并思考其诊断方法有着重要的现实意义与理论价值。

关键词：采煤机 故障分析 诊断

在当前煤矿开采作业趋于机械化以及现代化的条件下，采煤机是一种重要设备，能够使煤矿开采的效率得到极大的提升，并在减轻煤矿开采者的体力劳动、降低资源消耗以及提升安全性等方面发挥着非常积极的作用。但是因为受到煤矿产业的行业限制，采煤机所处的采掘环境一般较为恶劣，在机器运转时非常容易受到经常发生变化的冲击荷载的巨大冲击，还受到水雾及煤尘等多种因素的污染。此外，工作人员在使用设备时，存在管理不善以及使用不当等情况，导致采煤机常常在工作过程中出现故障，使煤矿生产整体陷入瘫痪，给企业带来巨额的经济损失。因此，如果设备技术人员能够熟练掌握采煤机的故障类型，能够对其进行准确的分析与诊断，并做出及时的处理，就能有效降低因故障造成的经济损失，使煤矿开采作业的高效性与可靠性得到有效提升。

一、采煤机故障分析

1. 采煤机机械部分常见故障分析

（1）传动件与连接件故障。煤矿开采作业中，采煤机的震动幅度与频率都是非常大的，非常容易发生连接件脱落或者断裂、连接处松动等情况，使采煤机机件的相对位置出现了变化；导致部分部件载荷出现了分布不均匀的情况，部分地方表现为过载，继而引发部件因疲劳过度而出现损伤甚至直接断裂。比方说液压拉杆所连接的机件是两个牵引机构与中间框架，为使其出现一定程度的弹性变形，具备充足的顶紧力，一般在液压螺母或液压拉伸器中的油缸内注入适当的高压油来引导其实现功能。采煤机的齿轮连接处以及传动系统同样是出现故障的高危地带，如果出现磨损、过载损坏或者是疲劳破坏都有可能引发故障，影响煤矿开采作业的正常进行。

（2）牵引传动箱的壳体出现破裂。出现这种故障的情况不是很多，机组在进行斜切进刀的运行过程当中，如果发生推溜工把刮板机直接推出硬弯的情况，下壳和导向滑靴应进行干涉并同一时间内受力。这种情况下，下壳体运行所处的轨道是不正常的，会因为结构强度在一定程度上较弱而出现破裂的情况，进而对煤矿开采作业的正常运行造成直接的影响。

2. 采煤机液压系统常见故障分析

（1）液压油液的污染。在对采煤机进行的故障分析中，液压系统是出现故障率最高的部分，统计资料显示，液压系统故障类型中，油液污染是一种常见的情况。当前，采煤机液压系统中，有超过50%的为液压油污染导致的。采煤机的液压系统出现污染情况的主要原因有以下几点：① 由外界入侵的污染物质，因为采煤机作业所处的环境非常的恶劣，所以外界的煤灰、空气与水等各类污染物非常容易通过活塞杆、液压油香、液压缸、胶管接头以及空气过滤器等多种途径入侵懂到液压油中。② 采煤机内部运行所产生的污染物，在液压系统正常运行过程当中，通常会出现污染物，很容易对液压油液产生影响，如密封材料或者金属在发生磨损时所产生的颗粒状污染物，因回油滤芯发生脱落或吸油等问题而出现的纤维以及颗粒，液压油由于油温升高以及氧化变质而变化为胶状物。

（2）液压缸故障。常见的液压缸故障包括液压缸外泄漏与液压缸爬行两种。导致液压缸爬行的主要原因包括以下几点：密封圈太紧、导轨或者滑块过度加紧、管道内或者缸内有空气、液压缸不平行、缸内某一位置出现负压等。通过对密封圈进行调整，确保其松紧度合适，保证能够通过手拉活塞杆的方法解决密封圈位置过紧压缩的问题。如果管道内或者液压缸内存在空气，具体应对措施即开动液压系统或者设置排气系统以使行程往复次数达到最高值，强制排出空气。

二、采煤机通常所使用的诊断故障的方法

1. 压力、温度监控诊断

压力、温度监控诊断法可以正确、及时地反映采煤机设备的运作状况，所以得到了众多煤矿管理监控系统人员的热烈欢迎，也得到了广泛地使用。压力、温度监控诊断法是指根据压力、温度传感器针对采煤机的传动箱、轴承等重要部位的压力、温度采取实时监测，并定点记录与分析它的压力与温度参数。例如采煤机轴承在收到严重的摩擦从而受到磨损时，会使轴承的温度迅速上升。此时轴承上控制温度的传感器会快速的把收到的异常温度的信息反馈给监测系统，进而能够及时正确地地位出发生故障的位置。

2. 铁谱分析法

铁谱分析法是指通过铁谱仪，把机械设施系统里的油液内磁性和非磁性的琐屑利用高梯度的强磁场进行分离。让磁性琐屑按照一定的规律落在透明的谱片上，之后依据光学显微镜等各种设备分析琐屑的大小、形状、成分、数量等特征，推断出琐屑的由来、磨损程度和过程、确定机械设备出现磨损的状态、部位以及出现问题的原因。铁谱分析法之所以在采煤机的检测机械故障方面起了很大的作用，是因为它可以在机械设备陷在低速、载荷大、重速、剧烈运动的情况下。总之，这种铁谱分析法具有较高的准确率，操纵简单，适应于各种工作环境与条件。而它也具有一些缺点，它非常依赖于操作人员的技术水平，分析者的经验水平决定着判断的正确与否。

3. 采煤机诊断故障专家系统

专家系统是指一种可以模仿人类专家处理专业问题的计算机编程系统，它是依据某个领域的一位或多位专家提出的经验和知识，再通过判断和推理，模仿人类专家的决定过程，从而得以处理那些复杂的需要专家们才能解决的问题。伴随着高科技技术的迅速发展，诊断采煤机的故障方法也引进了专家系统。采煤机诊断故障专家系统包含两个功用，一是通过连接采煤机实况监控系统，进而分析监控系统所获得的监控参数，实时诊断采煤机系统可能出现的故障；二是依据检测出来的故障，找出出现故障的原因。

4. 基于ANN的故障诊断系统

ANN（人工神经网络）又称之为神经网络，是以物理中涉及到的器件作为基础，以计算机为平台，对物体中所包含的神经网络的功能及部分机构进行模拟。以ANN为基础的对采煤机进行的故障诊断分析通过程序模拟以及神经网络的搭建来实现其特定功能，可以把监测到的全部信号与人工智能技术以及领域专家知识进行适当的结合，具备了在特定环境下对诊断对象进行状态预测以及状态识别的特殊能力。

总结：煤炭经济在我国国民经济发展中占有重要地位，其中，煤矿开采的安全生产是其重要的基础与保障。当前，煤炭安全事故频发，严重威胁着煤矿开采人员的生命安全，制约了我国煤炭经济的进一步发展，因此，如何有效提升煤炭开采设备的安全性与可靠性成为了当前研究的一项重要课题。当前，采用大型机械设的采煤作业中，采煤机是主要设备，因为采煤机所处的工作环境非常恶劣，导致其故障率比较高。采煤机在长时间的使用中必然会出现一些液压系统与机械系统等问题，所以要尽早的找出问题所在并及时处理。本文分析和诊断了采煤机经常会出现的一些故障，并相应地提出了诊断故障的常用方法，希望能够帮助现场的施工人员更好的对采煤机进行日常的检查与维护以及实时监测，及早发现并处理好故障问题，从而能确保采煤机的正常与安全工作。

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