摘要：随着矿业活动的不断增加，矿山机械制造业的研究开发技术也在不断发展。我国虽然拥有大量的矿山机械制造企业，但总体技术水平较低，在技术、质量等方面还存在着严重的缺陷。这使得一些采煤机在使用过程中出现严重的磨损和老化问题，这不仅限制了煤矿的有效生产，而且给采矿活动带来了许多隐患。为了提高采煤机的使用寿命和工作效率，提高采煤机维修机电技术人员的专业技能，对采煤机常见故障进行了分析，总结了采煤机故障分析的基本方法，为保证采煤机平稳运行，发现和消除采煤机常见故障提供了帮助。
关键词：采煤机；故障分析；诊断
引言
为了提高采煤机的使用寿命，必须提出一套完整的故障分析与诊断方法，使采煤机的机电技术人员能够掌握并运用于实际工作中，快速解决相关问题。
1、采煤机的结构特征
采煤机是一个复杂的系统，包括液压、电气和机械，是煤矿生产机械的核心。如果维护不当或操作不当，容易发生故障，影响煤矿的正常生产。随着科学技术水平的不断提高，采煤机采用了许多新技术和新材料。这虽然使采煤机具有更加全面的功能，但同时也增加了采煤机结构的复杂性，给采煤机的故障处理带来了许多困难。为了提高采煤效率，降低生产成本，必须对采煤机的故障进行有效的分析，首先要充分了解采煤机的结构，从而有效地消除故障。采煤机主要由摇臂、液压提升、截割和牵引等部分组成。
2、采煤机常见故障分类分析
2.1采煤机液压系统故障分析
采煤机工作中，液压系统发生故障是比较常见的问题。目前，采煤机液压系统都安装有自动调速和载荷防护装置，虽然在一定程度上可以起到保护作用，但仍然不能避免发生故障。因为采煤机的液压系统十分复杂，加之井下工作条件恶劣，一旦出现问题，会造成很大的损伤。液压系统故障最常见的原因是液压油液受到污染，当液压油缸的油液出现杂质时，油泵在工作时会受到非正常磨损，从而导致液压油泄漏，引起油缸油压降低、供油量不足、油缸内部温度异常升高等现象的发生，故障严重时，还会造成油缸控制阀失效，无法正常使用。此外，液压油缸及输油管道的密闭性不强，也会造成液压油泄露和污染，引发故障。
2.2采煤机机械部分故障分析
2.2.1摇臂轴承故障
轴承是采煤机机械系统的主要连接部件，也是最容易出现故障的部分。由于采煤机在工作过程中牵引部受力不均衡、载荷量大的原因，使轴承的受力出现不均匀状态，造成轴承磨损程度加大甚至发生断裂。采煤机的摇臂是由多个大小各不相同的齿轮组合而成，在工作过程中，各个传动部位受力不同，由于在割煤时摇臂需要经常性的上下移动，因此摇臂的轴承与齿轮的磨损程度较大，如果这些零部件之间的润滑不好，会严重影响使用寿命甚至发生损坏，引起机械故障。轴承、齿轮等零部件的润滑系统不好，无法起到正常的润滑作用、润滑油被污染、轴承齿轮安装不牢、支撑部位变形等都会使轴承出现故障。
2.2.2滚筒故障
采煤机滚筒是直接用于破煤、割煤的部位，随着滚筒的转动，上面的截割齿轮与煤壁接触摩擦从而进行割煤工作，是最容易发生故障的位置。一般的故障原因有截割齿的联动轴松动断裂、截割齿损坏或脱落等。经统计，滚筒发生故障的概率占截割部位总量的近四成。滚筒安装时内方头与摇臂外方头之间距离超出限制，没有在标准安装距离以内，会造成滚筒工作中摆动幅度过大、冲击过大，导致零部件损坏破断。此外，由于地质条件复杂，工作面煤壁软硬程度不一以及坚硬的煤矸石等原因，滚筒在割煤时受到的冲击负荷不稳定，都会导致联动轴或固定螺栓发生松动或磨损，如不能及时发现并进行维修，很可能在运行中发生故障，停止工作。
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2.3采煤机电气系统故障分析
电气系统是控制采煤机运转的动力，采煤机工作时，由于耗能巨大，易造成局部温度升高，导致电气原件老化加速、损伤或烧毁。由于采煤机采煤时所受震动较大，易造成电气元件绝缘功能下降、电路短路或元件接触不良、电线焊接部位脱落等故障。这些原因都会导致采煤机出现电机不能启动或自保、采煤机不牵引、显示屏黑屏或不能返屏等。
3、采煤机常见故障的几种诊断方法
3.1铁谱分析法
机械故障诊断法中应用最常见的一种是铁谱分析法，该诊断方法适用于低速、高冲击力以及高载荷机械设备，采煤机就是此类机械设备中的一种，所以采用铁谱分析法检测采煤机故障是比较合理的。其原理主要是采用高强度磁场对机械设备润滑系统加以处理，处理后油液黏滞阻力、磁场力以及重力值较高，进而根据大小将油液中的磨粒依次分离，最终根据颗粒大小在基片上沉淀并制备为谱片。检测人员通过显微镜对磨粒体积和具体形状进行观察，对磨粒类型做出进一步分析；通过光密度计计算统计磨粒数量，并结合颗粒体积、密度以及成分评估采煤机零部件磨损原因、严重程度以及具体磨损部位。
3.2温度监测法
此种诊断方法具有快速灵敏的应用优势，而且准确性非常高。一旦系统零部件承受的摩擦应力超出正常水平，设备就会受到极大磨损，然而磨损检测以及油样分析往往耗时较长，检修人员难以快速检出故障并采取有效的止损措施。相比之下，温度监测可以直接反映系统部件磨损情况，检修人员利用监控系统实时掌握采煤机温度，通过在线监测的方式即可对采煤机运行状态做出及时有效的分析和评估。同时，采煤机故障诊断中的温度监测方法具有很高的实用性。因为在温度监测功过程中，监测模块主要集中于油箱以及机械轴承等关键部位。检修人员可实时掌握这些观测指标的温度变化，定时对其温度动态变化做出记录，并在此基础上分析温度变动趋势，做出合理的预估和评测。检修人员还应定期开展油样分析，以便于明确采煤机出现的故障问题，合理预测系统运行状态。对于液压系统，检修人员对采煤机检修的过程中可首先掌握系统温度、压力以及流量等多项指标，在此基础上做出故障检测诊断。
3.3人工智能诊断法
考虑到采煤机故障的隐蔽性和复杂性，普通检测手段可能有所遗漏，难以及时查明故障，导致检修效率偏低，甚至存在诊断错误、故障恶化、延误抢修等现象。随着近年来人工智能技术的广泛应用，采煤机故障诊断有了新的方向，采煤机专家诊断系统应运而生。该系统可有效诊断一些具有较高复杂性以及隐蔽性的系统故障，其诊断效果与系统知识质量以及知识容量有密切关联。通常来说，专家系统的知识架构包括大量启发性以及事实性信息，这些内容业已经过行业领域内专家认证。其中启发性信息以专业判别规则为主，其源自专家解决问题的思路和做法，经过精炼并且规范化处理，具有启发性特点。综合此类专业性知识，通过搭建知识数据库的方法来支持系统故障诊断，其诊断水平也明显高于单一系统。而且专家系统对于一些残缺遗漏不够完整的信息，或者相互矛盾的信息都能予以有效处理，并提出一种或多种可行性解决方案，同时结合知识库信息对故障诊断与推理过程做出阐释和说明，最终结论也更为可靠。
结束语
在采煤机工作时，应对其进行日常的检查和修理，及早发现故障并进行处理，防止故障扩大，影响正常生产。在操作采煤机时，要做到懂原理、懂方法、懂结构、懂性能，并严格遵照操作规范进行操作。这样才能保证采煤机充分发挥其性能，提高工作效率，实现矿井的安全高效生产。
参考文献：
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论文作者:李阳阳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
标签：采煤机论文; 故障论文; 磨损论文; 系统论文; 温度论文; 滚筒论文; 轴承论文; 《防护工程》2018年第32期论文;