采煤机故障分析与诊断

摘　要：分析了采煤机的常见故障，提出了实用、可靠的温度场和压力场的监测方法，论述了故障诊断的判断标准和诊断系统的设计问题。
关键词：采煤机；故障诊断；温度监测

Analysis and diagnosis of the trouble of coal winning machine

JIANG Lin-xian¹，LI Gui-ke²

(1.Shuangyashan Coal Mine Bureau,Shuangyashan,155100,China;2.Heihe Coal Bureau, Heihe 164300,China)

Abstract:The usual trouble of coal winning machine is analyzed,and the monitor method of temperature field and pressure field is provided,and also the judge standard of the trouble diagnosis and design question of the trouble diagnosis are discussed.
Key words:coal winning machine;　trouble diagnosis;　temperature monitor

0　前言
　　采煤机工作环境复杂恶劣，载荷变化很大，一些关键部位在正常工作中很容易发生过载，出现异常。在轻度损伤情况下，工作人员不易发现，等故障发展到严重不能工作时，才有觉察，造成很大的人力、财力浪费。因此对采煤机故障做到提前诊断，设置监测系统是十分必要的。

1　采煤机常见故障分析
1.1　轴承故障
　　采煤机牵引行走链轮负荷大，载荷不均，其支承轴承很容易发生磨损或滚动体碎裂等。这种支承轴承的严重损坏可能会影响到链轮轴、链轮及与其相啮合的其它零件，进而导致其它零件的损伤。
　　采煤机摇臂部位各传动轴承受力很大，由于摇臂频繁升降，润滑状况较差，也极易发生轴承损伤故障。这些是采煤机在正常工作中经常发生的轴承故障。当然引起轴承故障的原因不仅仅是轴承过载，如润滑系统发生污染，润滑不良；轴承安装不正；载荷较大时与轴承相配合的轴、支承座发生变形等，均会导致轴承发生故障。还有设计、制造等方面的问题和轴承本身的缺陷等，都对轴承的使用和寿命有影响。
1.2　液压系统故障
　　采煤机液压系统是故障率最高的部分。采煤机牵引部液压系统，虽有自动调速、过载保护等装置，但仍免不了发生故障。其发生故障的原因、现象和故障部位及相互关系很复杂，不易被及时发现和准确诊断。在煤矿井下，工作环境很差，不宜将液压系统拆开检查，拆开易使系统污染。
　　液压系统是最容易被污染而发生故障的，如液压泵出现故障常常是油中浸入了杂质，引起泵的磨损和泄漏，造成系统流量不足，压力降低，温度升高。液压马达与泵有相类似的情况。系统的控制阀类受污染会发生动作失灵、阀受到卡阻、移动不到位，引起系统压力、流量发生不正常的变化。还有液压系统的密封问题引起系统的泄漏和外界杂物的侵入，导致系统发生故障。
1.3　其它机械系统故障
　　机械系统故障主要有：联接松动，引起载荷分布发生变化，使某些部件受载恶化，发生断裂或损伤；齿轮传动系统和联接处发生故障，如磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障往往都不同程度产生发热，引起温度升高。其它像安装、制造和使用等方面的原因都会引起机械系统出现故障，或零部件缺陷导致发生故障等等^［1］。

2　采煤机故障的诊断方法
　　对采煤机机械故障进行诊断的方法有多种，如振动诊断法、油液分析法、噪声诊断法、温度监测诊断法等。温度监测诊断法是使用最广泛的一种监测手段，它能正确、快速和灵敏地反映设备的工况状态。如系统中摩擦副零件一旦发生异常，磨损速率会大大增加，油样分析与磨损判定还需有一个过程，但温度确是最直接的反应。以定点在线温度监测诊断，可以准确定位，直观快速反映监测处状态。
　　对于采煤机，选择温度检测作为在线监测比较实用。对于机械传动系统，以轴承温度和传动箱油温及油位作为在线连续监测，并记录温度的历史变化，以便分析其变化趋势。同时辅之以定期的油样分析，这样既可以及时发现故障，又能预测故障的状态和发展趋势。
　　对于采煤机液压系统，可检测系统各部分的温度、压力和流量。按液压系统各部分的功能，元件的位置分布设置温度和压力的在线监测点，这样可建立诊断故障的温度监测场和压力监测场。有了这样两个监测场，可以根据温度、压力的场分布查寻故障，快速、准确地诊断确定液压系统的故障源，判定故障原因。同时采用油样分析来定期检查系统污染情况，以便在还未引起严重故障前，便能采取措施清除污染，保证系统安全、正常地工作^［2］。

3　故障诊断准则和监测系统
3.1　故障诊断准则
　　以温度、压力作为监测参数，其信号辨识直观，直接反映故障的特征，相应的诊断标准容易确定。采煤机在正常工作中，所监测的温度、压力等参数有其特定的变化规律，检测中由于还有其它影响因素，这些参数的实测值会在某一范围变化。当机械发生故障时，相应的参数将超过通常的变化范围。制定诊断标准时，要以诊断参数的历史数据与相关状态为依据，建立合理的故障判定模式，以相应参数的变化规律和波动范围，给出判定机械是否发生故障的数量标准^［3］。
3.2　监测系统设计
　　制定监测方案、设计监测系统应从实际出发，合理确定机器监测系统的范围，考虑机器本身的设计、构造、支承结构、使用情况、操作形式和可能发生的故障情况等。还要考虑使用现场的人员素质、技术水平和生产单位的经济状况等。

4　结论
　　采煤机在长期使用过程中难免会出现液压系统和机械系统等故障，因此及早发现故障及时解决问题是现场工作人员的首要任务。制定监测方案，合理设计监测系统是及时诊断故障的必要措施。

作者简介：姜林先(1966-)，男，1988年毕业于黑龙江矿业学院机械系，现在双鸭山矿务局机电总厂技术科从事技术工作。

作者单位：姜林先　双鸭山矿务局 机电总厂，黑龙江 双鸭山 155100；李桂轲　黑河市煤炭局，黑龙江 黑河 164300

参考文献
［1］　米切尔.JS机器故障的分析与监测［M］.北京：机械工业出版社，1990.
［2］　黄文虎等.设备故障诊断原理、技术和应用［M］.北京：科学技术出版社，1996.
［3］　王晓雷等.采煤机液压系统的工况监测［J］.煤炭科学技术，1994，(2).