综采工作面设备故障分析和诊断
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作者: 王东新
摘要：分析了综采设备开机率低的影响因素，对综采面主要设备采煤机、刮板输送机、液压支架、转栽机主要故障统计总结；针对传统经验和估计方法，提出了综采面设备故障诊断采用多种方法综合监测诊断，确定科学合理曲嵌障临界值和检测周期，提高设备开机率，实现综采工作面高产高效。
关键词：综采工作面；设备故障分析；设备故障诊断
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672-3198(2010)11-0336-01
综采面是一个复杂的生产系统，有许多可修复的设备组成，所以综采面设备可靠性直接影响整个生产系统到的开机率高低，影响整个综采工作面的产量和生产效率。目前，大多数综采设备工作可靠度低，严重影响综采效益的提高。影响综采设备开机率主要有以下三个方面：
(1)设备本身制造的可靠性的影响；
(2)使用条件变化不可预测的影响；
(3)设备使用、维护管理等因素影响。
对于已经工作的综采设备，及时、准确设备故障分析和诊断就成为影响开机率的关键因素。因此改善工作面设备故障分析和诊断模式，加强维护管理，保持设备的最佳工作状态，最大限度发挥设备的效能，是提高综采面生产效率的重要途径。
1 设备的故障分析
综采面故障分析就是对综采工作面生产系统及组成设备进行分析，鉴别生产故障模式、生产故障原因、估计故障模式对生产系统可能产生何种影响，以及分析这种影响是否致命，以便采取措施，提高生产系统的可靠性。
综采工作面主要是由采煤机、液压支槊、刮板输送机、转载机、乳化泵站以及供电设备组成的串联系统，无论那一种设备故障都会影响整个综采系统的正常生产，甚至综采工作面停产。因此对综采生产系统的各个设备以及整个生产系统进行故障分析，对于故障设备及时维修和维护，可以提高工作面的开机率，进而增加综采工作面的产量。同时，对综采设备和生产系统进行故障分析，也有利于延长综采设备工作寿命，增加生产系统的正常生产时间，实现综采面高产高效。
1.1 采煤机故障分析
采煤机的故障问题主要表现为可靠性差，故障时间长。根据现场统计分析，主要由于采煤机性能不达标和采煤机使用维修不科学导致。常规采煤机采用预防维修方式维护，其实质是以时间为基础按计划的对综采设备进行维护，这其中有百分之三十的维护工作量是无效维护(由于时机不准确造成)，甚至导致综采设备提前失效。因而提高采煤机维护的可靠性和系统性，系统准确检查采煤机，提高维护的有效性和针对性。
根据现场大量故障记录情况，采煤机常见的故障有：采煤机牵引机构、摇臂调节机构失灵；采煤机牵引速度低于设定速度；双向牵引故障}摇臂调节故障；牵引机构失效(调高正常)；电机频繁断电、启动后自动断电；摇臂定位机构故障无法保持定位等。所以要提高采煤机的维护效率，需要针对不同故障现象，采取有效的维护措施及时维护。
1.2 刮板输送机故障分析
由于综采工作面设备运行环境恶劣，所以刮板输送机的可靠性是影响综采面工作正常生产的主要环节之一。经过刮板输送机故障统计分析，常见故障主要有：启动故障、电机烧毁、刮板链卡链和掉链、分链器损坏等。
由于工作面煤没有及时运出造成的循环煤、过载等原因出现的烧毁电机的现象。电机在维护过程中，达不到额定功率，致使电机烧毁；实际使用过程中由于煤矿生产环境恶劣多变、工人违规作业、甚至以普通销联轴器代替液力联轴器、超载、停机现象频发频繁致使烧毁电机；维护时紧链不及时，使分链器损坏、链条过松、在链轮处啃咬分链器，造成分链器弯曲变形、扭转破坏。
链板链卡链或者掉链是由于大块岩块、煤块等未能及时清理造成；推移机身时，机身弯曲过大，也会造成卡链，底板不平整也会加剧卡链问题。为防止和杜绝卡链、掉链问题，检修时应该做到刮板、链接环、螺栓、弹簧垫齐全紧固，并要及时更换、调整链条张紧程度，松紧合适。使用过程中对链条按时间、磨损状况进行记录，杜绝新旧链条混用、链条受力不均产生断链现象。
1.3 液压支桨故障分析
作为控制工作面顶板的主要方式和设备，液压支架在综采工作面有着重要作用。液压支架卸压回路的故障，会引发液体元件、管件的破裂及整机连接件的松脱，影响液压支架工作阻力同时还会减少使用寿命，而且液压支架造价昂贵，所以对液压支架的液压系统故障及检测，应予以更多的重视。
1.4 转载机故障分析
转载机的关键部件一减速器是发生故障的主要部件，直接影响转载机的正常工作，对综采工作面高产高效更加重要。转载机减速器故障分三种情况；，
(1)齿轮故障，主要是机械磨损，表现为齿轮点蚀、磨蚀；
(2)减速器漏油、串油。漏油主要是减速器I轴、Ⅳ轴漏油，其中I轴漏油居多；
(3)轴承故障，轴承故障将直接导致综采面采煤作业的停滞。
2 设备的故障诊断
综采设备故障诊断，就是利用科学的检测技术，根据综采设备生产运行过程中产生的各种有效信息，判别综采设备的运行情况是否属于正常，或者故障，以便采取相应的处理措施。采集正确的故障信息，进行正确的故障分析，才能判断和决策处正确的处理方案。常用的故障诊断方法有：
2.1 直接观察
直接观察也是现场经常使用的方法，其实质是根据以往的经验对综采设备的正常或者故障做出判断。声音、振动和温度变化都可以作为判断故障依据。
2.2 性能测定
是对整个设备常用输入与输出数据的比较法或者输入输出变量之间比较测定的方法。性能测定可以通过测定表达综采面整机性能主要指标比如电流、电压、功率、压力、流量、温度、速度、甚至出煤量来比较和测定。七测定整个设备功能的同时，还要对综采设备主要性能进行测定。
2.3 工况诊断
工况诊断方法通过对振动诊断、噪声诊断、油磨屑分析、应变测定、油温油位监测、声发射、冲击波监测、管孔试验或者无损探伤红外成像及超声波等监测技术获得综采设备和综采生产系统的故障信息。油磨屑分析是近年来在国内外综采设备的预防性维护中普遍采用的手段，该方法以微处理机为基础，从设备上收集数据并进行统计分析，对收集到的振动信号进行处理，最后做出维护所需的信息。
由于综采面工作环境复杂恶劣，在实际工程中，经常采用经验和估计的方法确定设备诊断参数，具有较大随意性。采用多种设备诊断方法对综采面主要设备进行故障分析，确定设备故障临界值和检测周期，减少设备故障造成的损失，提高设备可靠性，实现综采面高产高效。
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