太重煤机有限公司 山西太原 030032
摘要：作为煤炭生产和开采的核心设备，采煤机质量直接影响着煤炭企业的发展。但由于煤炭开采的工作环境比较恶劣，加之采煤机在煤炭开采中工作负荷比较大，这就使得原本结构就比较复杂的采煤机更加容易出现各种故障。采煤机一旦发生故障，不仅会影响整个采煤系统的正常工作，耽误采煤基地的整体运行，降低采煤的工作效率，还会造成人力、物力和财力资源的浪费，增加采煤企业的成本耗费，严重的话还会引起安全事故，造成严重后果。因此，对采煤机故障及时进行诊断和分析十分必要。本文笔者根据工作实践经验对采煤机故障诊断进行了分析探讨。
关键词：采煤机；故障；诊断；方法
1采煤机常见故障分析
1.1轴承故障
轴承故障是采煤机常见的故障类型之一，导致轴承故障的因素有很多，主要表现为以下几方面：a)设计制造因素。一些采煤机在设计和制造方面存在很多不合理的地方，在轴承的选择和安装方面没有充分考虑到采煤过程中采煤机负荷的实际情况，导致轴承在工作中容易发生损坏，这种损坏多是由于疲劳剥落造成的；b)轴承实际负荷的影响。在实际采煤过程中，采煤机一般负荷都比较大，且随工作环境的变化采煤机负荷也会发生改变，这些负荷主要由轴承承担，长期超负荷的工作及工作过程的负荷不均等问题，都会加速轴承损耗，进而影响其正常工作；c)润滑系统的影响。在煤炭开采过程中，润滑系统的污染，润滑不及时、不充分等，都会加剧采煤机负荷对轴承的影响，加剧对轴承系统和其它零件的磨损，容易导致轴承故障的发生。
1.2液压系统故障
液压系统可以说是采煤机中最容易发生故障的位置，液压系统的故障比较难以发现，加之在复杂和恶劣的采煤环境下，很难直接在作业环境下对其进行检查和维修，这就大大增加了故障诊断的难度。导致液压系统故障的原因主要有以下几方面：a)液压系统中的冷却器没有充分冷却。冷却器中如果发生断水或冷却水流不足的情况，都会导致液压系统降温不足，温度过高，进而发生故障；b)油液的影响。油的位置过高或过低、油液中有杂质或系统内部用于交换和回流的油液不足，都会导致整个液压系统的温度升高，增加发生故障的风险；c)液压系统中其他位置的故障。比如油路、注油回路等，安全阀等也容易发生故障，进而影响整个液压系统的正常运行[1]。
1.3齿轮故障
采煤机系统中零部件发生故障也会直接影响到整个采煤机的运转，进而导致采煤机的故障。齿轮是采煤机中的传递部件，常见的故障及对应的原因表现为以下几方面：a)齿轮负荷过大。尤其是在其根部，受荷载能力最强，特别是在采煤机受到冲击力时，齿轮根部容易发生断裂，长期的损耗也会逐渐对其造成磨损，当齿轮磨损情况达到一定程度时，就会发生断裂现象；b)齿轮之间的摩擦作用。齿轮之间在长期工作中非常容易出现油膜破裂现象，一旦油膜发生破裂，齿轮之间的摩擦作用就会增大，进而引起高温现象，使得齿轮表面的金属发生熔焊，这样不仅会造成齿轮的加速损耗，还直接影响了传动机制的正常工作；c)齿轮超负荷工作。齿轮本身就具有一定的使用寿命，在采煤机工作过程中会不断受到磨损，超过一定的负荷标准之后就无法正常工作。采煤机本身负荷量就很大，这进一步加剧了对齿轮的损耗。当齿轮磨损到一定程度之后，就会逐渐出现表层金属剥落现象，当齿轮剥落到无法承受负荷的程度时，就会发生断裂现象。
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2采煤机故障诊断方法分析
2.1专家系统
专家系统诊断方法就是在采煤机故障诊断的过程中借助专家的知识和经验，通过模拟专家的分析过程来对采煤机故障进行诊断。因此可看出，这一诊断方法的使用效果受专家的直接影响，专家的专业知识储备、实际工作经验和质量等，都是直接的影响因素。同时，在专家分析的过程中，还需要借助一定的推理引擎，这也是专家系统的重要组成部分。推理引擎的结构和性能也会对故障诊断的情况产生影响。专家系统是一个全面的过程，需要具备完整的知识库，知识库主要是指采煤行业公用的各项真实的数据信息，及专业人士长期在采煤行业及故障分析中总结出来的经验和方法，这是一个系统的分析过程，不仅仅是主观推断。可以看出，专家系统的诊断方法具有思路清晰、系统完备、参与性强的优势，但专家系统很大程度上是一种思维推理过程，很难全面详尽地描述出来，且在实际工作中诊断的效率比较低，难以适应实际工作中对故障诊断过程的高效性的要求[2]。
2.2小波分析
理论小波分析是一种新兴的故障诊断方法，近年来随着应用数学和工程学的发展及二者在实际应用中的不断结合而逐渐发展起来。小波分析理论中，“小”指的其衰减性，“波”指的是其波动性，简单地说，就是“小的波形”。这一分析理论容纳概括了应用数学、物理学、计算机技术、图像处理技术、信号技术等多个学科领域的知识和技术，借助这些知识和技术来不断提升其分析论证的科学性和准确性。信号分析是小波分析理论应用的一个重要领域，与传统的信号分析技术相比，小波分析通过将信号分解为不同的尺度，保证信号在不同时域和频率区间内保持稳定的局部特征，进而在故障分析领域得到了广泛运用。根据采煤机在发生故障的时刻，信号会发生突变这一特征，即奇异性，借助小波分析理论能将这一变化刻画出来，进而帮助实际工作中故障的排查和维修。
2.3铁谱分析诊断方法
这一诊断方法主要针对采煤机的机械故障问题。采煤机机械故障主要表现在机械设备的磨损方面，铁谱分析诊断方法的原理就是通过对机械设备磨损颗粒的采集，进而可对整个机械运行和损耗情况进行分析。在采集过程中，设备磨损的颗粒会受到机械设备运行时所产生磁场环境的影响，进而导致不同位置的磨损颗粒数量具有差别。采集基片会将机械设备磨损颗粒的散落情况收集起来，然后对其数量和性状进行分析，借助专业的分析设备和技术，就可以对采煤机机械设备的损耗情况做出判断，对采煤机故障做出诊断和分析。铁谱分析诊断方法具有很强的专业性，因此其对采煤机故障诊断的准确程度也非常高，在实际运用中受到的限制也比较少，在对采煤机机械故障的分析和诊断方面这一方法具有很大的优势。
2.4人工神经网络诊断方法
这一方法属于物理结构的诊断方法，在对采煤机故障的分析和诊断中，运用这一方法涉及到一定的模拟和推理。人工神经网络由大量处理单元连接而成，网络结构非常复杂，在故障诊断过程中收集到的信息需通过神经元之间的关联运算才能实现，且需要借助一定的数学模型和算法等。在实际运用过程中，为了提升这一诊断方法的使用效率，应在模型建立的过程中尽量避免设计复杂的数学模型，以增强这一方法的适应性和准确性，但这一方法在使用过程中也具有知识表达不直观、理解难度大等缺点[3]。
3结语
在采煤行业的作业活动中，采煤机的正常工作具有重要意义。因此，在采煤工作中要重点做好采煤机故障的排查工作，及时对设备故障进行诊断和分析。根据采煤机故障的实际情况，采取行之有效的方法及时进行改进，以尽快恢复采煤企业的正常工作，也防止安全事故的产生造成严重的后果。
参考文献：
［1］贺建设.采煤机故障诊断与故障预测研究［J］.科技风，2014(18)：50.
［2］朱兆霞，张福建.小波分析在采煤机故障诊断中的应用［J］.煤炭技术，2015，34(12)：247-248.
论文作者:梁智军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/22
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