張宏彬

（山西焦煤西山煤電西銘礦， 山西 太原 030052）

引言

交流電牽引采煤機是目前煤礦開采的主要采煤設(shè)備，對于采煤機而言，截割電機是采煤機的動力來源，其工作性能的維護對于煤炭生產(chǎn)效率具有重要意義。在采煤機日常檢修中，截割電機經(jīng)常出現(xiàn)的故障有軸承落架、密封不嚴、潤滑脂失效等，這些故障將會導(dǎo)致電機絕緣下降、出力不足，嚴重時導(dǎo)致電機匝間短路等電氣故障。本文針對每一類故障給出了相應(yīng)的預(yù)防措施，對采煤機檢修人員的工作具有一定的借鑒意義。

1 軸承落架及其預(yù)防措施

1.1 發(fā)生原因

軸承落架是截割電機常見故障之一，發(fā)生原因有軸承裝配過緊、軸承潤滑脂失效導(dǎo)致軸承磨損、軸承游隙不合理、端蓋安裝不同心等。

1）軸承裝配過松或過緊。截割電機的軸、軸承、軸承座三者之間的配合十分重要，如果配合過松，將會導(dǎo)致蠕變，蠕變會使配合面受到磨損；如果配合過緊，滾珠與滾道之間的壓力過大，將導(dǎo)致軸承在運行過程中的摩擦力增大，摩擦力增大將會導(dǎo)致熱量的積累，從而加劇軸承的疲勞程度。

2）軸承潤滑脂失效導(dǎo)致軸承磨損。潤滑脂是一種耗材，在采煤機進行截割作業(yè)過程中會慢慢流失，如果遇到軸承溫度較高的情況，潤滑脂還會極速變質(zhì)，導(dǎo)致潤滑效果下降。在添加潤滑脂的工作時，要注意使用與原先標號一致的潤滑脂，如果標號不一致將導(dǎo)致兩種潤滑脂不能有效融合，進而丟失。

3）軸承游隙不合理。軸承的游隙包括徑向游隙和軸向游隙，軸承的游隙對于軸承來說是很重要的一個技術(shù)參數(shù)，特別是對于防爆電機而言，游隙的選擇至關(guān)重要，游隙過大會導(dǎo)致電機振動和噪聲等，游隙過小會導(dǎo)致軸承溫升過高。對于截割電機而言，一般選取大游隙軸承。

4）端蓋安裝不同心或小蓋安裝偏斜。截割電機檢修過程均會涉及端蓋的安裝，在端蓋安裝過程中，如果端蓋安裝不同心或者安裝小蓋時螺絲沒有擰緊，均會導(dǎo)致軸承損壞。

1.2 預(yù)防措施

一是軸承裝配時注意軸、軸承、軸承座之間的配合。二是定期更換潤滑脂，按照相關(guān)規(guī)定，應(yīng)保持至少10 000 h 補充一次，至少20 000 h 更換一次，在補充潤滑脂時應(yīng)注意使用相同標號的潤滑脂，以保持新舊潤滑脂良好融合。三是對截割電機進行檢修時，如果涉及更換軸承，應(yīng)特別注意軸承游隙的選擇，選擇大游隙軸承，嚴格對照相關(guān)表格進行選型。四是對檢修后的電動機，應(yīng)仔細檢查電機端蓋是否同心、小蓋螺絲是否擰緊[1-2]。

2 密封失效及其預(yù)防措施

2.1 發(fā)生原因

截割電機密封不嚴，會導(dǎo)致液壓油或冷卻水進入電機腔體，進而降低定子絕緣電阻，影響電機出力。

由于國內(nèi)外廠家設(shè)計標準和使用材料不同，對于同一型號采煤機的溝槽，生產(chǎn)的O 形圈或支撐環(huán)區(qū)別很大。從設(shè)計上來講，國外廠家采用英制單位AS568 英尺來設(shè)計O 形圈線徑和內(nèi)徑，國內(nèi)廠家采用國標單位毫米，二者在單位換算時會產(chǎn)生微量誤差，如果尺寸偏小則壓縮量不夠，會導(dǎo)致密封不嚴；如果尺寸偏大則會導(dǎo)致O 形圈被切傷。從材料上來講，國外廠家生產(chǎn)的O 形圈和支撐環(huán)一般采用丁腈橡膠作為基礎(chǔ)，并在其中添加其他微量元素，而國內(nèi)廠家生產(chǎn)的O 形圈材料為丁腈橡膠，支撐環(huán)材料為聚四氟乙烯，無微量元素添加。聚四氟乙烯材料的特點是特性小、硬度高，如果在安裝支撐環(huán)時出現(xiàn)尺寸不均勻的現(xiàn)象，就會把O 形圈切傷。對于溫度高、濕度大的綜采工作面，采煤機回采過程中截割電機腔體內(nèi)部會產(chǎn)生負壓，噴霧器產(chǎn)生的水汽會從電機接線處進入電機本體。

骨架油封失效導(dǎo)致高速軸漏油。截割部一軸和三軸的骨架油封是特別容易損壞的部件，如果此處的骨架油封出現(xiàn)變形，軸內(nèi)的液壓油就會進入截割電機腔體。加油過量或采煤機傾斜量過大，液壓油進入截割電機腔體導(dǎo)致絕緣電阻下降。

2.2 預(yù)防措施

對于密封不嚴的情況，維修人員應(yīng)當仔細檢查所有O 形圈和支撐環(huán)的密封效果，在更換配件時盡量使用原廠配件，防止出現(xiàn)密封件不合格的情況。圖1 為截割部一軸組件密封件裝配圖，多處使用O 形圈、擋圈等密封件。如圖2 所示，現(xiàn)在有的采煤機截割電機尾部及接線口由電機護罩和殼體保護，保證電機不受外界損害。采煤機檢修人員應(yīng)熟悉截割部骨架油封的使用情況，并定期檢查維護，如果出現(xiàn)油封失效應(yīng)及時更換油封。在對截割部加油時應(yīng)保持油位合理，防止油量過多。采煤機司機應(yīng)盡量避免采煤機在前后落差較大的坡面工作[3-4]。

圖1 一軸組件密封件裝配圖

圖2 截割電機接線口的防護措施示意圖

3 溫升過高及其預(yù)防措施

3.1 發(fā)生原因

截割電機溫升過高的原因有兩方面：一是水冷系統(tǒng)遭受破壞，一般為水冷管路堵塞；二是定子鐵芯硅鋼片絕緣降低導(dǎo)致電機損耗增加。

1）水冷管堵塞的原因：水壓過大導(dǎo)致水冷管損壞。截割電機的冷卻方式一般為水冷，在電機殼體圓周上均勻分布著12 根或14 根水冷管，由于水冷管和電機殼體之間采用了熱裝工藝，水冷管道的水壓不能過大，一般小于3 MPa。井下冷卻水雜質(zhì)含量高，長期使用將導(dǎo)致水垢或雜質(zhì)附著在水冷管壁上，導(dǎo)致水冷管實際內(nèi)徑變細，冷卻效果變差。

2）硅鋼片絕緣降低導(dǎo)致電機損耗增加的原因：電機的鐵芯由硅鋼片疊放組成，每層硅鋼片之間是絕緣的，但是在采煤機長期運行過程中，硅鋼片之間的絕緣性可能由于振動等原因被破壞，因此硅鋼片之間會存在渦流，導(dǎo)致電機的渦流損耗增加。如果硅鋼片的絕緣損壞導(dǎo)致電機內(nèi)部磁場分布不均，磁導(dǎo)率下降，將會導(dǎo)致磁滯損耗增加。渦流損耗和磁滯損耗均以熱能的形式釋放在空間中，會導(dǎo)致電機內(nèi)部溫升過高[5]。

3.2 預(yù)防措施

嚴格控制電機水冷系統(tǒng)的水壓，防止水壓過高導(dǎo)致水冷管被破壞。水冷管在電機殼體內(nèi)部，檢修人員無法觀察水冷管是否通暢，因此必須定期使用清洗劑對水冷管進行沖洗，防止異物堵塞。檢修人員應(yīng)當關(guān)注截割電機的工作效率，如果電機損耗增加，應(yīng)當分析是否為硅鋼片絕緣導(dǎo)致，如果鐵芯內(nèi)部有放電或灼燒痕跡，應(yīng)當及時更換硅鋼片。

4 電氣故障及其預(yù)防措施

4.1 發(fā)生原因

采煤機截割電機為三相異步電動機，上述密封失效、軸承落架、溫升過高等故障均可短時運行，但是長期運行均極有可能導(dǎo)致電動機出現(xiàn)電氣故障，影響煤礦生產(chǎn)。截割電機常見的電氣故障有三相短路、缺相、堵轉(zhuǎn)、過載、三相不平衡等。

4.2 預(yù)防措施

定期檢查電機的接線電纜絕緣，對于破損和老化的電纜應(yīng)及時更換。對采煤機的供電電源進行定期檢查，防止電源電壓不穩(wěn)。長期欠壓工作或過壓工作均有可能導(dǎo)致電機短路。在采煤機檢修時要及時清理電機周圍的異物，防止其進入電機腔體或齒輪箱等部位，引起電機堵轉(zhuǎn)。使用過程中盡量避免頻繁啟停截割電機，防止各部件的冷熱交替，導(dǎo)致絕緣性能下降[6-7]。

5 結(jié)語

截割電機是采煤機的關(guān)鍵部件，其性能關(guān)系著采煤效率的提升。本文分析了截割電機常見的故障，包括軸承落架、密封失效、溫升過高和電氣故障等，并給出了相應(yīng)的預(yù)防措施，維修人員需對常見的截割電機故障進行適當總結(jié)，提高采煤機工作可靠性。