李俊

（山西汾西礦業(yè)集團礦山設(shè)備管理中心，山西介休032000）

引言

刮板輸送機是綜采工作面三機配套的核心設(shè)備之一，主要應(yīng)用場所是綜采工作面和順槽，目前長臂式工作面無法由其他運輸設(shè)備代替[1-2]。其基本組成部分包括機頭組成部分（電機、減速器等）、機尾組成部分（緊鏈裝置、回鏈裝置等）、中間構(gòu)成部分（中部溜槽、過渡溜槽以及刮板鏈組件等）和其他附屬裝置[3]。

1 刮板輸送機結(jié)構(gòu)分析

不同綜采工作面所用刮板輸送機其要求不同，厚煤層綜采工作面煤層較厚、采掘方便生產(chǎn)迅速、運輸量大，一般用重型刮板輸送機。重型刮板輸送機運輸功率大，為機頭機尾雙電機驅(qū)動，且具有軟啟動保護裝置，機尾處設(shè)有緊鏈裝置。中厚煤層相對于厚煤層來說產(chǎn)量小、運輸量中等，一般選用中型刮板輸送機。中型刮板輸送機機頭單電機驅(qū)動，有軟啟動保護裝置。薄煤層煤儲量小、生產(chǎn)速度緩慢、運輸量較小，一般選用輕型刮板輸送機。輕型刮板輸送機電機功率小，機身低矮，無需軟啟動保護裝置[4-5]。

雖然不同煤層所用刮板輸送機類型不同，且組成部件種類和布置格局各異，但是其組成結(jié)構(gòu)卻基本相同，如圖1所示，刮板輸送機主要由機頭組成部分、機尾組成部分、中間組成部分等其他裝置構(gòu)成。

2 刮板輸送機運行故障分析

刮板輸送機在運行過程中常會出現(xiàn)傳動部件過熱、斷鏈、上竄下滑等故障，這些故障嚴(yán)重影響刮板輸送機正常運轉(zhuǎn)。對這些故障進行分析，找出故障原因是確保刮板輸送機正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。

傳動部件過熱甚至停轉(zhuǎn)主要是由于刮板輸送機過載引起，負(fù)載過大導(dǎo)致電機、減速器等傳動部件超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，造成傳動部件溫度過高。其次傳動系統(tǒng)設(shè)計配置不合理，以大帶小功造成浪費，或以小帶大導(dǎo)致運行困難，也是引起傳動部件過熱的重要原因。

圖1 刮板輸送機構(gòu)成

此外還有傳動部件自身損壞、連接故障等原因，引起過熱或停轉(zhuǎn)故障。

刮板輸送機出現(xiàn)斷鏈故障的原因具有以下幾點：

1）采掘效率的提高使得刮板輸送機在運行過程中常常滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，兩鏈輪磨損不對稱，導(dǎo)致兩鏈條受力不均，從而引起斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>

2）刮板鏈在運行過程中被剛性異物卡阻，或溜槽接縫處不平滑，勾住刮板或鏈環(huán)，使刮板鏈所受沖擊增大，引起鏈條故障。

3）刮板輸送機停機前未卸載，再次啟動時滿負(fù)荷啟動，造成鏈條張力突然增大，引起刮板鏈斷裂。

4）刮板鏈磨損嚴(yán)重，強度降低，運行過程中受沖擊力反復(fù)作用，引起疲勞破壞導(dǎo)致鏈條斷裂。

5）刮板鏈連接環(huán)螺栓松動或缺失，導(dǎo)致連接點受力不均，牽引力過大時，連接環(huán)易折斷，引起斷鏈故障。

綜采工作面刮板輸送機上竄下滑容易引發(fā)機械事故，影響綜采工作面工程質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，增加安全事故隱患。分析其原因是偽傾斜角度選擇不合理，當(dāng)推移刮板輸送機時，沿工作面向上的分力同底板與巷道的摩擦力，以及刮板輸送機重力沿傾斜面方向的分力，三力不平衡，使得推移時造成的上竄量無法補償下滑量，從而造成上竄下滑故障。

3 刮板輸送機主要機構(gòu)故障分析

刮板輸送機由多個機構(gòu)組成，這些機構(gòu)在運轉(zhuǎn)使用時會出現(xiàn)各種各樣的異常狀況，從而導(dǎo)致整機癱瘓無法運行，著重分析組成機構(gòu)的故障點和類型，有利于及時發(fā)現(xiàn)刮板輸送機故障來源，提高檢修效率，確保運行安全。

3.1 電機故障分析

電機是刮板輸送機動力源，要想使刮板輸送機運轉(zhuǎn)起來，首先應(yīng)該確保電機運行正常。在刮板輸送機故障中，電機故障是導(dǎo)致刮板輸送機癱瘓主要原因。以新嶺煤礦機電資料統(tǒng)計為例，2005—2008年期間礦用22型和40T型刮板輸送機電機故障率高的驚人，僅燒損臺數(shù)達60臺，造成經(jīng)濟損失110多萬元。造成燒損故障直接原因有超負(fù)荷連續(xù)點啟動、接鏈時悶車、長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)、人為甩掉過保護等；間接原因有單項運轉(zhuǎn)、過長時間運行、電纜松動、電機受潮、供電電壓過大等[2]。由此可見當(dāng)刮板輸送機運行異常狀況會首先反饋到電機上，引起電壓、電流變化，因此對電機的故障分析能確保在電機燒損前對其進行維護，保證刮板輸送機正常運行，降低經(jīng)濟損失，保證安全生產(chǎn)[3]。

電機常見故障為電機啟動故障、工作溫度過高、運轉(zhuǎn)聲音異常等，其故障原因主要為負(fù)載過大、供電異常和電機自身故障等，監(jiān)測點為電壓、電流、前軸溫度、后軸溫度等。

3.2 減速器故障分析

減速器是刮板輸送機電機轉(zhuǎn)矩的傳動裝置，減速器運行狀況的良好與否，將直接影響到刮板輸送機的正常與安全運行，目前煤礦井下刮板輸送機減速器尚缺少安全保護和工況監(jiān)測措施。減速器是在全密封狀態(tài)下，靠齒輪嚙合傳動，軸和軸承發(fā)生相對摩擦運動，人工檢修困難。當(dāng)刮板輸送機超負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，減速器齒輪工作負(fù)擔(dān)加重，產(chǎn)生的熱量增加，導(dǎo)致內(nèi)部零部件和潤滑油溫度升高異常[5]。如果出現(xiàn)漏油、潤滑油過少、軸承潤滑不夠、齒輪嚙合不正、軸承磨損和損壞等異常情況，極易導(dǎo)致減速器功能失效，影響煤礦的安全生產(chǎn)。因此及時掌握減速器的故障源，準(zhǔn)確找到故障點，是保證刮板輸送機正常運行的重要部分。

減速器常見故障是減速器外殼過熱、減速器漏油、減速器運轉(zhuǎn)聲音異常、減速器油溫過高等，故障主要原因為潤滑油不合格、齒輪故障和箱體故障等，監(jiān)測點為油溫、油位和油液清潔度。

3.3 鏈條故障分析

刮板鏈?zhǔn)枪伟遢斔蜋C運輸物料的直接施力構(gòu)件，鏈條運轉(zhuǎn)距離長，受惡劣復(fù)雜的工況環(huán)境（如潮濕、腐蝕、疲勞、沖擊等）影響明顯。據(jù)綜采工作面上刮板輸送機在運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，約63%的故障停機是牽引機構(gòu)故障引起的，其中因刮板鏈斷鏈造成的停機工時占41.5%。

安德森公司設(shè)計生產(chǎn)的LM500型號刮板輸送機的斷鏈頻率為平均每運送5～6萬t煤就會發(fā)生一次斷鏈故障；日本三井三池生產(chǎn)的MSD型刮板輸送機運煤量是8～10萬t斷鏈一次；國產(chǎn)80T型刮板輸送機運煤量僅有1.5～2萬t就會出現(xiàn)一次斷鏈?zhǔn)鹿?。正常修?fù)斷鏈勞動力約為7.6人次每時，接鏈耗時約為3～4 h，影響煤炭出產(chǎn)400～500 t，延誤生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟損失不容忽視。因此保證刮板輸送機鏈條連續(xù)穩(wěn)定運行是煤炭快速運輸?shù)那疤?。對刮板鏈傳動過程中出現(xiàn)的故障原因的深入分析和研究也是非常必要的。刮板鏈常見故障有斷鏈、掉鏈、飄鏈等，故障原因主要為運行故障和鏈環(huán)自身故障，監(jiān)測位置選取機頭鏈輪、機尾鏈輪、過渡槽鏈條垂度。

3.4 中部槽故障分析

中部槽是刮板輸送機的主體部分，是煤炭運送的主要承載體。中部槽承受采煤機的壓力，液壓支架的推、拉力，大塊巖石、煤塊高位降落的沖擊力和卡死溜槽的擠壓力等。在運輸過程中，承受煤、矸石、刮板和鏈條等堅硬物質(zhì)的劇烈摩擦，是損耗量最大的部件。由于工況復(fù)雜惡劣，中部槽的毀壞形式除了主要的摩擦磨損、腐蝕磨損外，還有連接構(gòu)件的斷裂和槽體嚴(yán)重變形。刮板輸送機的停機失效，由于中部槽損壞引起故障占很大一部分比例。中部槽體積大、重量大、維修困難，它的正常使用對刮板輸送機而言尤其重要，因此綜合研究分析中部槽故障，是提高刮板輸送機運行效率的前提。中部槽常見故障為磨損失效，可以通過監(jiān)測中板和底板厚度來判斷故障情況。

3.5 液力偶合器故障分析

液力偶合器是連接電機和減速器的液力傳動元件，柔性連接主傳動軸和從動軸，等值傳遞轉(zhuǎn)矩。按功能可劃分為普通型、限矩型、調(diào)速型等。液力偶合器不僅結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、壽命長，而且很好的改善刮板輸送機電機與減速器之間的傳遞品質(zhì)，節(jié)約了能源。重型刮板輸送機使用液力偶合器傳遞扭矩，能確保電機低載起動，提高起動能力，降低對減速器的沖擊、隔離扭震。

由于液力偶合器在帶轉(zhuǎn)、拖轉(zhuǎn)工況下發(fā)熱量較大，所以當(dāng)刮板輸送機長時間處于超負(fù)載載運行時，液力偶合器的泵輪轉(zhuǎn)速較渦輪轉(zhuǎn)速會相差很大，摩擦加劇導(dǎo)致腔內(nèi)的工作液溫度不斷升高，極易出現(xiàn)故障，影響刮板輸送機的運行。液力偶合器常見故障為液力偶合器打滑、過熱、漏油等，故障原因為負(fù)載過大、液壓油異常和殼體損壞等，可以通過監(jiān)測油溫、油位和油液清潔度來判斷其故障情況。

3.6 其他故障

電機、減速器、刮板鏈等故障是引發(fā)刮板輸送機失效的主要原因。刮板輸送機的其他部位故障還包括，鏈輪故障：鏈輪磨損、鏈輪斷齒、鏈輪軸組件損壞等；緊鏈裝置故障：阻鏈器損壞、緊鏈器故障（液壓馬達故障）；推移裝置故障：液壓推溜器故障、推溜連接件故障等。這些故障一般較少出現(xiàn)，且容易發(fā)現(xiàn)并能夠及時處理，因此不作為研究重點。

4 結(jié)語

在煤礦生產(chǎn)過程中，刮板輸送機出現(xiàn)故障有可能造成嚴(yán)重的后果，為此，煤礦企業(yè)必須對刮板輸送機運行中的常見故障及安全事故進行細(xì)致的研究與分析，并采取有效的預(yù)防措施，為煤礦的生產(chǎn)安全提供強有力的保障。

[1]智毅.煤礦綜采工作面刮板運輸機常見故障和處理對策[J].能源與節(jié)能，2016（7）：22-24.

[2]李銳峰.淺談刮板運輸機常見故障及維修方法[J].機械管理開發(fā)，2016（3）：83-85.

[3]張小鳳.刮板運輸機跳鏈故障的監(jiān)控與維修[J].科技致富向?qū)В?011（12）：92-94.

[4]李明.掘進機刮板運輸機存在的問題及改進設(shè)計[J].煤炭工程，2016（11）：16-19.

[5]楊世忠.刮板運輸機漂鏈現(xiàn)象的分析與解決辦法[J].化工礦山技術(shù)，1985（5）：32-34.