楊明浩

【摘 要】近些年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也日新月異。電機(jī)作為采煤機(jī)上的主要部件，是采煤機(jī)進(jìn)行作業(yè)的重要?jiǎng)恿?lái)源，用于驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)進(jìn)行采煤作業(yè)。電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)包括定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、外殼及其他電器部件等，其工作原理為：電機(jī)內(nèi)部的定子繞組將產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)力作用于轉(zhuǎn)子后，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)力矩，轉(zhuǎn)子外部連接旋轉(zhuǎn)軸，帶動(dòng)了采煤機(jī)外部的相關(guān)部件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并開(kāi)始作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能。目前，在采煤機(jī)上主要采用的永磁同步電機(jī)，具有啟動(dòng)扭矩大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、可靠性好的等特點(diǎn)，且在市場(chǎng)上具有較高的成熟度。

【關(guān)鍵詞】采煤機(jī)；電機(jī)運(yùn)行過(guò)程；主要故障分析

引言

隨著國(guó)家對(duì)煤礦的大量開(kāi)采，采煤機(jī)被廣泛應(yīng)用到了煤礦開(kāi)采中。由于煤礦開(kāi)采量較大，采煤機(jī)經(jīng)常處于超長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)狀態(tài)，加之井下環(huán)境較為惡劣性，導(dǎo)致采煤機(jī)電機(jī)經(jīng)常受到劇烈振動(dòng)、較大淋雨等因素影響，進(jìn)而出現(xiàn)了接線(xiàn)柱松動(dòng)脫落、電機(jī)絕緣性降低、軸承損壞、電機(jī)燒壞等故障問(wèn)題，導(dǎo)致采煤機(jī)不能正常運(yùn)行，影響了企業(yè)的采煤效率，對(duì)井下設(shè)備的運(yùn)行安全也造成嚴(yán)重威脅。因此，有必要對(duì)采煤機(jī)電機(jī)在使用過(guò)程中故障問(wèn)題進(jìn)行分析。結(jié)合現(xiàn)有煤礦中采煤機(jī)電機(jī)的實(shí)際使用情況，開(kāi)展了電機(jī)主要故障問(wèn)題分析及解決方法探究。由此可知，深入分析電機(jī)的各類(lèi)故障問(wèn)題，采用科學(xué)有效的措施和辦法，使電機(jī)動(dòng)機(jī)故障率得到降低和故障問(wèn)題得到有效解決，是提高了煤礦企業(yè)的采煤效率、保證了井下作業(yè)安全的關(guān)鍵所在，煤礦企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。

1 采煤機(jī)電機(jī)故障分析

1.1 電機(jī)故障率分析

結(jié)合采煤機(jī)實(shí)際使用情況，對(duì)同煤集團(tuán)煤礦三個(gè)煤礦中采煤機(jī)電機(jī)使用情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，可知在該些煤礦中，采煤機(jī)上的電機(jī)均發(fā)生了不同程度不同類(lèi)型的故障損壞。采煤機(jī)電機(jī)在使用過(guò)程中，發(fā)生的主要故障類(lèi)型為電機(jī)絕緣性降低、接線(xiàn)柱松動(dòng)進(jìn)水及軸承故障等，而電機(jī)被燒壞概率相對(duì)較低。因此，針對(duì)此些故障問(wèn)題，找到其發(fā)生的原因成為煤礦企業(yè)降低采煤機(jī)故障率，提高采煤效率的關(guān)注重點(diǎn)。

1.2 電機(jī)主要故障問(wèn)題

1.2.1 電機(jī)絕緣性降低故障

為降低井下環(huán)境中的煤塵，需對(duì)井下進(jìn)行噴雨降塵作業(yè)，因而電機(jī)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間在濕潤(rùn)環(huán)境中進(jìn)行工作，環(huán)境中的水霧則通過(guò)電機(jī)上各部件之間的縫隙侵入到電機(jī)芯軸及電機(jī)內(nèi)部，最終導(dǎo)致電機(jī)的絕緣性降低。此外，電機(jī)上的電機(jī)控制盒在設(shè)計(jì)過(guò)程中，未全面考慮盒體的防水性，在對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行噴灑、淋水、清洗過(guò)程中，所噴灑的高壓水會(huì)隨著控制按鈕、接線(xiàn)孔等位置侵入到電機(jī)內(nèi)部；另外，電機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間工作后，需停止運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行內(nèi)部降溫，而在此過(guò)程中，電機(jī)內(nèi)部的蒸汽會(huì)凝結(jié)成水滴回到電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)上。由此導(dǎo)致電機(jī)的絕緣性出現(xiàn)了較大程度的降低，影響著電機(jī)的使用安全。過(guò)對(duì)返廠采煤機(jī)電機(jī)的分析，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的內(nèi)部潮濕，同時(shí)發(fā)現(xiàn)接線(xiàn)盒內(nèi)有水珠。采煤機(jī)電機(jī)的接線(xiàn)盒一般在電機(jī)的上方，分接線(xiàn)腔和引出線(xiàn)腔之間有端子板隔開(kāi)，端子板安裝絕緣子和控制絕緣子，絕緣子和控制絕緣子與端子板之間以螺紋形式裝配，如圖1所示。

1.2.2 電機(jī)接線(xiàn)柱松動(dòng)故障

由于電機(jī)的繞組出線(xiàn)頭與電機(jī)的外部接線(xiàn)處采用的是錫焊接方式，存在焊接牢固性較低、易受外界環(huán)境影響等問(wèn)題。在電機(jī)使用過(guò)程中，因其機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間處于振動(dòng)作業(yè)狀態(tài)，導(dǎo)致電機(jī)的接線(xiàn)處出現(xiàn)了不同程度的松動(dòng)現(xiàn)象；加上電機(jī)在使用過(guò)程中會(huì)因輸出電流過(guò)大而產(chǎn)生較多的熱量，在錫焊接處會(huì)因溫度過(guò)熱而出現(xiàn)局部發(fā)熱現(xiàn)象；另外，錫焊焊接本身存在牢固性較低的問(wèn)題，各種因素最終導(dǎo)致了電機(jī)接線(xiàn)處發(fā)生了松動(dòng)或脫落現(xiàn)象。而井下環(huán)境中的水份通過(guò)接線(xiàn)處的縫隙進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)了故障，影響了采煤機(jī)的正常運(yùn)行。

2 電氣設(shè)備的分析

2.1 電控箱

電控箱主要是由接線(xiàn)腔和隔爆腔構(gòu)成，接線(xiàn)腔的主要作用是引入接線(xiàn)，而隔爆腔的作用是和電氣部件相銜接、安置電氣部件。而采煤機(jī)的啟動(dòng)、停機(jī)、運(yùn)輸?shù)目刂瓢粹o就設(shè)置在電控箱的正下方、采煤機(jī)的顯示器設(shè)置在電控箱的正面，這樣采煤機(jī)左右牽引是否合理、截割是否合理、是否零位都可以在電控箱正面的顯示器上看到，方便調(diào)整和觀察。另外在電控箱正面的蓋板上還設(shè)計(jì)了幾個(gè)電氣元件，分別是隔離開(kāi)關(guān)和采煤機(jī)停機(jī)按鈕，這兩個(gè)電氣元之間有著緊密的聯(lián)系，如果想要啟動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，首先得需要啟動(dòng)采煤機(jī)停機(jī)按鈕，接線(xiàn)腔的設(shè)置是在電控箱的上面。

2.2 電動(dòng)機(jī)

我國(guó)采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)有不同的類(lèi)型，不同類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)有著不同的功能，就以YBC-200型電動(dòng)機(jī)舉例來(lái)介紹電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，它就是專(zhuān)門(mén)使用在有甲烷、爆炸性煤層中，這種電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的海拔高度≤1000米，周?chē)ぷ鳝h(huán)境的溫度≤40度。這種電動(dòng)機(jī)是專(zhuān)門(mén)使用在煤層中防止爆炸的一種三相異步電動(dòng)機(jī)；這種主要是通過(guò)涼水來(lái)冷卻，它內(nèi)部的接線(xiàn)盒主要是由鋼板焊接構(gòu)成的，然后把接線(xiàn)盒安裝在機(jī)座的合理位置，接線(xiàn)盒內(nèi)部設(shè)置有專(zhuān)門(mén)接地裝置、機(jī)座上也設(shè)置有專(zhuān)門(mén)接地的裝置；電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部還設(shè)置了繼電保護(hù)裝置；電動(dòng)機(jī)還專(zhuān)門(mén)設(shè)置了裝油孔，但在注油的時(shí)候一定要控制潤(rùn)滑脂的量，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致軸輪運(yùn)動(dòng)太快、軸承的溫度就會(huì)越來(lái)越高導(dǎo)致軸承出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。

2.3 電磁閥腔

采煤機(jī)泵箱里的電磁腔內(nèi)有著好幾種功能的電磁閥，如：功控電磁閥、調(diào)逮電磁閥，電磁閥可以和液壓傳動(dòng)箱內(nèi)的油管相連，主要的連接方式是通過(guò)閥座連接塊來(lái)完成。電磁閥的基本運(yùn)行原理首先是電控系統(tǒng)向下一步發(fā)出信息，然后電磁鐵就可以通電，這時(shí)電磁鐵可以吸住磁鐵，導(dǎo)致電磁閥的閥芯不停的運(yùn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了電磁閥轉(zhuǎn)換方向。當(dāng)軸承運(yùn)行到一定的位置時(shí)，在彈簧力的作用下電磁閥可以在中心的位置保持平衡。采煤機(jī)電磁閥采用的是一種電磁鐵，直流濕式電磁鐵，因?yàn)檫@種電磁鐵在工作運(yùn)行的過(guò)程中可以減小摩擦力、使摩擦溫度降低，優(yōu)化了電磁閥的運(yùn)行結(jié)構(gòu)、提高了電磁閥運(yùn)行的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合現(xiàn)有煤礦中采煤機(jī)電機(jī)的實(shí)際使用情況，得到了電機(jī)絕緣性降低、電機(jī)接線(xiàn)柱松動(dòng)是當(dāng)下采煤機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障的主要故障類(lèi)型，由此，提出了解決該些故障問(wèn)題的措施辦法。深入分析電機(jī)的各類(lèi)故障問(wèn)題，采用科學(xué)有效的措施和辦法，使電機(jī)動(dòng)機(jī)故障率得到降低和故障問(wèn)題得到有效解決，是提高了煤礦企業(yè)的采煤效率、保證了井下作業(yè)安全的關(guān)鍵所在，煤礦企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)：

[1]李玉波，楊偉.采煤機(jī)搖臂齒輪箱故障診斷技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（02）：76-78.

[2]李志雄，葛世榮，朱華.深部煤層采煤機(jī)關(guān)鍵部件磨損故障監(jiān)測(cè)診斷的難點(diǎn)問(wèn)題[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2014（06）：729-731.

[3]胡曉，錢(qián)沛云，陳曦暉，等.基于多尺度熵-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的采煤機(jī)搖臂齒輪故障診斷[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2014（18）：4-7.

（作者單位：中車(chē)永濟(jì)電機(jī)有限公司）