康麗瑩

摘 要：為了提高煤礦采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)部件故障排除能力，在分析故障樹(shù)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，針對(duì)截割部和牽引部機(jī)械故障機(jī)展開(kāi)了設(shè)計(jì)，本研究對(duì)后續(xù)的采煤機(jī)故障診斷機(jī)械系統(tǒng)的完善奠定了一定的理論基礎(chǔ)，為采煤機(jī)的機(jī)械故障檢修提供了一種有效簡(jiǎn)便的故障診斷方法。

關(guān)鍵詞：故障樹(shù);采煤機(jī);機(jī)械故障

1 故障樹(shù)基礎(chǔ)

在建立故障樹(shù)后就需要對(duì)故障樹(shù)開(kāi)展深入分析，通常包含定量與定性?xún)煞N分析方法。其中，定性分析是為了尋找頂事件的各個(gè)形成因素與相關(guān)組合，識(shí)別事件發(fā)生的所有情況，這樣就可以判斷出隱含的故障，用來(lái)改進(jìn)運(yùn)行方案、改進(jìn)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)故障診斷、維修方案等。而且可以找到系統(tǒng)的最小割集，再進(jìn)行定量分析，除去無(wú)作用的割集來(lái)提高計(jì)算的效率。

割集是指引起故障樹(shù)頂事件的所有底事件組成的集合。其中，最小割集是指形成故障樹(shù)頂事件數(shù)目必須滿(mǎn)足的底事件集合，因此可以將最小割集理解為導(dǎo)致頂事件的一種重要故障模式。各類(lèi)故障樹(shù)都是由數(shù)目有限的最小割集所組成的。對(duì)于最小割集來(lái)說(shuō)，故障樹(shù)的頂事件是唯一的。最小割集中所有事件，只有全部發(fā)生頂事件才會(huì)發(fā)生。

最小割集的計(jì)算方法主要包括上行法和下行法兩種。下行法的基本原理是，故障樹(shù)中的邏輯關(guān)系決定最小割集，或門(mén)增加數(shù)目，與門(mén)增加容量。下行法的方法是，從故障樹(shù)的頂事件開(kāi)始，按照由上到下的順次，用下一級(jí)事件來(lái)代替上一級(jí)事件。

2 采煤機(jī)的各類(lèi)機(jī)械故障研究

2.1 機(jī)械故障類(lèi)型

10年內(nèi)MG650/1620—WD交流電牽引采煤機(jī)故障情況統(tǒng)計(jì)如下表所示。

從上表可以明顯發(fā)現(xiàn)，MG650/1620—WD交流電牽引采煤機(jī)通常會(huì)在牽引區(qū)域及截割區(qū)域出現(xiàn)機(jī)械故障，此類(lèi)故障在素有故障中的比例高達(dá)約90%，尤其是截割區(qū)域的搖臂齒輪箱故障與牽引區(qū)的行走箱故障面臨著形成大量故障的現(xiàn)象。

2.2 截割區(qū)機(jī)械故障分析

MG650/1620—WD交流電牽引采煤機(jī)的截割區(qū)通常是在有滾筒、截割電機(jī)與搖臂齒輪箱這些區(qū)域發(fā)生機(jī)械故障。

2.2.1 滾筒故障情況分析

截割區(qū)的滾筒出現(xiàn)的機(jī)械故障類(lèi)型主要包括截齒故障、齒座開(kāi)裂、滾筒螺栓松，其中截齒故障可以分為刀頭碎裂、脫離、截齒受損、齒身斷裂、齒身彎曲、截齒丟失等多種類(lèi)型的故障。這是由于滾筒搖臂方頭配合處存在明顯間隙，導(dǎo)致滾筒產(chǎn)生很大的振動(dòng)，這使得滾筒無(wú)法獲得理想的工作地質(zhì)條件，由此形成強(qiáng)烈的沖擊載荷作用，引起螺栓的松動(dòng)并使截齒發(fā)生故障。

2.2.2 搖臂齒輪箱故障情況分析

對(duì)于采煤機(jī)的截割部搖臂齒輪箱來(lái)說(shuō)，該部位產(chǎn)生的機(jī)械故障主要包括齒輪與軸承故障，同時(shí)還可以將齒輪故障分為齒面磨損破壞、齒面擦傷、齒面膠合、斷齒以及齒面的接觸疲勞等多種形式，同時(shí)軸承故障又包含疲勞失效、磨損壓痕失效、膠合與斷裂等情況。這是由于對(duì)齒輪箱進(jìn)行制造、裝配或使用期間受到不當(dāng)行為的影響，同時(shí)遇到潤(rùn)滑不充分或遇到較大沖擊載荷作用也會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象。

2.2.3 截割電機(jī)故障

截割部的搖臂齒輪箱通常以電氣故障為主，機(jī)械故障則相對(duì)較少，只有少數(shù)電機(jī)故障屬于機(jī)械故障類(lèi)型，其中電機(jī)故障類(lèi)型包括電機(jī)大幅振動(dòng)與軸承的疲勞磨損。這是由于在檢修電機(jī)的過(guò)程中受到異物的干擾，同時(shí)沖擊載荷也會(huì)對(duì)電機(jī)的軸承造成疲勞磨損。[3-4]

2.4 牽引部機(jī)械故障

采煤機(jī)截割部容易產(chǎn)生機(jī)械故障的區(qū)域包括行走箱、導(dǎo)向滑靴、牽引齒輪箱、牽引電機(jī)。

2.4.1 行走箱故障

牽引部行走箱機(jī)械故障類(lèi)型包括齒輪卡死與破損、鏈輪損壞、惰輪失效、鏈輪螺栓松動(dòng)。這是由于行走箱不同部件受到疲勞磨損影響以及未采取正確的潤(rùn)滑保養(yǎng)而導(dǎo)致的結(jié)果，由此引起牽引工作階段產(chǎn)生大幅振動(dòng)并引起溫度的明顯上升，由此導(dǎo)致軸承、齒輪、鏈輪發(fā)生故障問(wèn)題。

2.4.2 牽引齒輪箱故障

牽引部行走箱的機(jī)械故障主要包括牽引扭矩軸發(fā)生斷裂、傳動(dòng)齒輪破損、軸承失效、密封破壞等。產(chǎn)生上述故障的原因是齒輪箱工作環(huán)境未滿(mǎn)足要求，使其受到?jīng)_擊載荷的明顯影響，由此引起齒輪箱軸承齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)矩軸故障、疲勞磨損失效以及密封失效的情況，受到上述故障的嚴(yán)重影響后還可能導(dǎo)致?tīng)恳D(zhuǎn)矩軸的斷裂、漏油以及溫度快速升高的問(wèn)題。

2.4.3 導(dǎo)向滑靴故障

牽引部行走箱通常以導(dǎo)向滑靴故障與支撐滑靴故障為主。產(chǎn)生滑靴故障是由于采煤機(jī)進(jìn)行端頭斜切進(jìn)刀的過(guò)程中，運(yùn)輸機(jī)發(fā)生了大幅彎曲或由于不正確的人為操作而引起滑靴阻力偏高而引起的故障。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)各類(lèi)故障分析得到采煤機(jī)的各類(lèi)常見(jiàn)機(jī)械故障，可將其分為截割部、牽引部、破碎機(jī)構(gòu)以及機(jī)身中部各個(gè)不同區(qū)域的故障，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)故障有更深入的了解，為后文故障樹(shù)分析打下了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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