杜利官

（同煤集團(tuán)永定莊煤業(yè)公司機(jī)掘一隊(duì)， 山西 大同 037024）

引言

隨著采煤機(jī)械裝備朝著大型化方向發(fā)展，當(dāng)前階段采煤效率得到了顯著提升。煤礦井下工作面巷道支護(hù)是確保井下安全的重要措施和手段，巷道支護(hù)的質(zhì)量和效率已經(jīng)成為了制約采煤效率提升的瓶頸[1-2]。在巷道支護(hù)中，錨桿支護(hù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，比如勞動(dòng)強(qiáng)度低、支護(hù)施工成本低、支護(hù)效果較好等，因此得到了廣泛應(yīng)用[3]。煤礦井下工作面巷道錨固支護(hù)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)比較成熟，在保障工作面安全方面發(fā)揮了重要作用。在進(jìn)行錨固支護(hù)施工中，錨桿鉆機(jī)是必不可少的裝備之一，鉆機(jī)性能、運(yùn)行的可靠性對(duì)錨固支護(hù)施工質(zhì)量和效率有決定性影響[4-5]。MQT-130/2.7型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)以其顯著的優(yōu)勢(shì)在煤礦井下巷道錨固支護(hù)施工中得到了很好的應(yīng)用[6]，但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)各類故障問(wèn)題，為提升設(shè)備運(yùn)行可靠性，降低故障率，并縮短故障排除維護(hù)時(shí)間。有必要對(duì)該型號(hào)鉆機(jī)的常見(jiàn)故障問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，并對(duì)常見(jiàn)故障提出對(duì)應(yīng)的排除維護(hù)方案。

1 MQT-130/2.7型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)概述

MQT-130/2.7型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)（見(jiàn)圖1）在煤礦井下工作面巷道支護(hù)施工中應(yīng)用非常廣泛，尤其是對(duì)于巖石硬度不超過(guò)10的巷道支護(hù)施工，特別適合使用這種型號(hào)的氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)。對(duì)于頂板錨桿孔或錨索孔都可以利用此鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，還能攪拌和安裝樹(shù)脂藥卷類錨桿和錨索。在不需要輔助使用其他機(jī)械裝備的情況下就能對(duì)錨桿螺母進(jìn)行安裝緊固，使錨桿預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。MQT-130/2.7型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)體積和質(zhì)量均相對(duì)較小，操作過(guò)程簡(jiǎn)單方便，日常維護(hù)保養(yǎng)便捷，通過(guò)硬齒面輪式氣動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力來(lái)源，具有轉(zhuǎn)速高且平穩(wěn)、扭矩大、運(yùn)行可靠性高的特點(diǎn)，使用的是新型玻璃鋼氣腿，有較高的耐磨性和較大的推力，安全性高。設(shè)計(jì)雙排氣路，鉆機(jī)回落快，在很大程度上提升了貓桿、錨索鉆孔施工效率。

技術(shù)參數(shù)：最大輸出功率2.7 kW，推進(jìn)行程為1.76 m，空載時(shí)的轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速分別為580 r/min和200 r/min，啟動(dòng)扭矩、動(dòng)力失速扭矩、額定扭矩、最大負(fù)荷扭矩分別為 280 N·m、285 N·m、130 N·m、275N·m。工作壓力和沖洗水壓力分別為0.4～0.63 MPa和0.6～1.2 MPa。耗氣量不超過(guò)4 m3/min，工作時(shí)的噪聲不超過(guò)95 dB（A）。具有三級(jí)推進(jìn)力，分別為7.8 kN、5.6 kN、4.8 kN。

圖1 MQT-130/2.7型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)

2 氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)常見(jiàn)故障及其原因分析

2.1 馬達(dá)無(wú)法提供足夠的動(dòng)力

馬達(dá)動(dòng)力不足主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，分別為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、馬達(dá)轉(zhuǎn)速低。原因可能包含下面幾點(diǎn)：第一，外部因素導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)子與殼體間的間隙值增大，使得壓縮空氣通過(guò)縫隙出現(xiàn)大量泄露的問(wèn)題，無(wú)法提供足夠的動(dòng)力。這種情況下，馬達(dá)在空轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速是正常的，但在鉆孔施工時(shí)馬達(dá)轉(zhuǎn)速就無(wú)法達(dá)到使用要求，甚至完全失去動(dòng)力。第二，過(guò)濾器、消聲器堵塞等原因?qū)е職饴凡粫?、氣源自身壓力過(guò)低等導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法為馬達(dá)提供足夠的氣體，也有可能導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速低。第三，供氣管路存在密封不嚴(yán)的問(wèn)題，導(dǎo)致氣體泄漏。第四，一些機(jī)械故障如馬達(dá)減速器軸承損壞等，也是導(dǎo)致馬達(dá)動(dòng)力不足的原因之一。

2.2 鉆機(jī)鉆孔速度太慢

造成氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)鉆孔速度偏慢的原因是多方面的，需要和其他一些故障現(xiàn)象進(jìn)行結(jié)合分析，才能夠準(zhǔn)確定位故障問(wèn)題原因。具體而言，導(dǎo)致鉆孔速度偏慢的原因主要有下述幾個(gè)方面：第一，氣缸推力達(dá)不到使用要求，馬達(dá)轉(zhuǎn)速以及驅(qū)動(dòng)力不足等。第二，供水不足。主要表現(xiàn)在水源壓力偏低，無(wú)法滿足使用需要，供水管路出現(xiàn)堵塞或泄漏、閥門(mén)未完全開(kāi)啟等導(dǎo)致水源壓力偏低，鉆機(jī)水閥未完全開(kāi)啟使供水不足，鉆桿和鉆頭出現(xiàn)堵塞問(wèn)題使得水路流通不暢。第三，鉆桿和鉆頭出現(xiàn)機(jī)械故障問(wèn)題。比如鉆桿在外力作用下出現(xiàn)機(jī)械彎曲變形，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)較大的阻力。鉆頭發(fā)生不正常磨損，變得很鈍，無(wú)法正常工作。

2.3 氣腿推力不足

導(dǎo)致氣腿推力不足的原因可以歸結(jié)為兩點(diǎn)。第一，為外部原因，空氣源壓力達(dá)不到使用要求。第二，為內(nèi)部原因，供氣管路出現(xiàn)堵塞，氣體無(wú)法正常流通，供氣管路密封存在問(wèn)題，高壓氣體泄漏現(xiàn)象嚴(yán)重。另外，支腿內(nèi)部不清潔，使其在運(yùn)行過(guò)程中受到很大的阻力作用，無(wú)法提供滿足要求的推力。

3 氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)故障維護(hù)措施分析

3.1 馬達(dá)動(dòng)力不足故障的排除維護(hù)措施

對(duì)于馬達(dá)動(dòng)力不足問(wèn)題維護(hù)措施主要包含以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)整個(gè)供氣管路進(jìn)行仔細(xì)檢查，確認(rèn)所有閥門(mén)是否全部打開(kāi)，供氣軟管是否存在故障問(wèn)題。如果發(fā)現(xiàn)軟管出現(xiàn)損壞現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行更換。進(jìn)氣管偏長(zhǎng)或直徑過(guò)小，都會(huì)影響供氣效果，需要更換直徑和長(zhǎng)度滿足實(shí)際需要的軟管。如果油杯出現(xiàn)堵塞，則對(duì)其進(jìn)行清洗?？諝鈮嚎s機(jī)出現(xiàn)故障無(wú)法正常工作，及時(shí)排除故障使其正常工作。馬達(dá)減速器軸承損壞時(shí)對(duì)軸承進(jìn)行更換。確保接頭部位不存在漏氣現(xiàn)象，如果存在則需要進(jìn)行密封處理。第二，對(duì)于消音器、過(guò)濾器等的堵塞問(wèn)題，需要將對(duì)應(yīng)裝置拆開(kāi)并取出過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗后，再進(jìn)行安裝。第三，檢查馬達(dá)閥門(mén)，如果無(wú)法全部打開(kāi)，說(shuō)明存在故障問(wèn)題，需要進(jìn)行更換。第四，檢查“O”型密封圈的密封效果，如果發(fā)現(xiàn)存在漏風(fēng)現(xiàn)象則需要更換“O”型密封圈。第五，測(cè)量馬達(dá)轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙值，如果發(fā)現(xiàn)間隙值超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)值，則對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行調(diào)整或者更換，使其縫隙滿足相關(guān)要求。

3.2 鉆機(jī)鉆孔速度偏慢故障的排除維護(hù)措施

基于上述分析可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)鉆孔速度偏慢的原因可以歸結(jié)為三點(diǎn)，分別為鉆桿和鉆頭機(jī)械故障、供氣不足和供水不足。鉆桿和鉆頭機(jī)械故障問(wèn)題容易檢查并發(fā)現(xiàn)，在使用過(guò)程中如果存在鉆孔速度偏慢的現(xiàn)象，則首先對(duì)鉆桿和鉆頭的狀態(tài)進(jìn)行檢查。如果確實(shí)存在鉆桿彎曲和鉆頭磨損的問(wèn)題，只需要對(duì)其進(jìn)行更換即可。在排除鉆桿和鉆頭機(jī)械故障的基礎(chǔ)上，供氣不足和供水不足是造成鉆孔速度較慢的主要原因。所以氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)在工作時(shí)必須提供足夠的氣壓和水壓。通常情況下，該型號(hào)的水壓應(yīng)該保持在0.6～1.2 MPa之間，并且保證水質(zhì)的潔凈，如果水中含有雜質(zhì)，會(huì)對(duì)鉆機(jī)的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。供水壓力不足時(shí)，無(wú)法對(duì)鉆機(jī)零部件進(jìn)行及時(shí)冷卻，鉆機(jī)在工作過(guò)程中摩擦產(chǎn)生的大量熱量會(huì)加速密封件的損壞，嚴(yán)重惡化鉆頭、鉆桿的機(jī)械性能，使鉆桿出現(xiàn)機(jī)械彎曲，鉆頭發(fā)生顯著磨損。在風(fēng)壓方面，需要將其控制在0.4～0.63 MPa之間，為了保障整個(gè)供風(fēng)管路的通暢，軟管直徑應(yīng)該超過(guò)25 mm，只有保障上述條件才能夠確保系統(tǒng)提供滿足要求的風(fēng)量和風(fēng)壓。同樣的，在風(fēng)量和風(fēng)壓達(dá)不到要求的情況下使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，會(huì)對(duì)馬達(dá)內(nèi)部零部件造成嚴(yán)重?fù)p傷，加速鉆機(jī)損壞速度。

3.3 氣腿推力不足故障的排除維護(hù)措施

基于以上分析可以看出，空氣源壓力不足是導(dǎo)致支腿推力不夠的重要原因之一。因此，為了保障氣腿能夠提供足夠的推力，首先必須保障工作面壓縮空氣壓力在合理范圍內(nèi)，具體為0.4～0.63 MPa之間。對(duì)于氣路堵塞問(wèn)題，則需要對(duì)整個(gè)供氣管路進(jìn)行嚴(yán)格檢查。如果發(fā)現(xiàn)堵塞問(wèn)題則及時(shí)進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)存在密封不嚴(yán)現(xiàn)象時(shí)需要采取措施加強(qiáng)密封，確保所有接頭部位、密封部位的密封性能，避免高壓氣體發(fā)生泄漏。氣腿內(nèi)部如果長(zhǎng)時(shí)間不清理，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部沾滿油污。因此，需要對(duì)支腿進(jìn)行定期清理，及時(shí)將內(nèi)部的雜質(zhì)清除干凈。潤(rùn)滑要適量，過(guò)多的潤(rùn)滑反而會(huì)加大其運(yùn)行阻力，而潤(rùn)滑不良又會(huì)加劇磨損。

4 結(jié)論

MQT-130/2.7型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)在煤礦巷道支護(hù)施工中的應(yīng)用非常廣泛。但由于煤礦井下工作環(huán)境復(fù)雜，使其在工作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)各種故障問(wèn)題。供氣壓力和供水壓力是保障氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，需將其分別控制在0.4～0.63 MPa和0.6～1.2 MPa之間。本文的研究對(duì)于提升氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)的運(yùn)行可靠性具有重要的實(shí)踐意義。