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摘 要：本文在深入研究采煤机故障诊断与预测方法的基础上，介绍了采煤机在机械方面的常见故障，并在此故障的基础上一一分析，提高采煤机故障预测与诊断的效率和准确率，为采煤机故障预测与诊断提供了可靠的依据。
关键词：采煤机；故障诊断；分析
1 概述
在大型煤矿企业里，釆煤机作为其主要复杂大型机械设备，采煤机的正常持续工作与否直接影响着企业的煤矿生产量与经济利润。矿下作业最重视生产安全。一旦设备出现故障，会影响生产，更重要的是带来安全隐患。现在的检修维修都是按既定时间，每天检修，只能检查出较明显的设备故障，很可能忽略可能出现故障的地方。在生产中，这些隐患可能会变为严重故障，造成意外停机，影响生产，更为严重的带来安全事故。所以建立设备状态检测和故障诊断系统很有必要，可以对设备的工作状态进行评估，对可能出现故障的地方进行预报，使检修人员确定维修内容和时间，在检修时间着重处理有问题的地方，保持设备的良好运行状况。因此，针对釆煤机研究故障诊断与预测方法具有很强的现实价值与理论意义。
2 采煤机故障诊断与分析基础
目前国内大型煤矿厂生产一般都有监测监控设备对煤矿机井下各类信息如环境信息、人员信息，设备信息进行实时采集、传输、计算判断、控制。但技术水平不高，尤其是对设备信息的监测监控方面才刚起步，现在监测监控的主要是电气参数和电气设备，而煤矿最需要的机械设备信息的监测基本是空白。采煤机作为煤矿业生产的主要设备，对煤矿业生产起着决定性作用。只有确定故障原因才能排除故障，这就会影响生产，同时也给安全带来隐患。因此有必要开发全面实用的机电设备故障自诊断与故障预测系统，减小故障对煤矿业生产的影响，消除安全隐患，说明对机电设备的状态检测、故障预测和故障诊断具有很强的现实价值与理论意义。
3 采煤机的故障诊断与分析
釆煤机作为大型复杂机械设备，一方面由于其本身结构复杂，另一方面其工作环境恶劣，出现机械方面故障不可避免，故障主要表现在轴承、齿轮和液压方面系统方面。
3.1 采煤机的轴承故障诊断与分析
滚动轴承出现故障主要表现为两种现象：一是轴承在运转过程中产生噪声；二是轴承温度太高。
3.1.1 轴承温度过高
当采煤机在工作时，轴承温度应该维持在正常范围内，如果用工具测得轴承部位温度高于允许的范围，则表明轴承应该进行处理，以防止影响轴承工作，进而影响整个采煤机安全有序的生产。
产生温度过高的因素包括：驱动的载荷过大；轴承润滑性能下降；轴承在安装方面不合格；轴承配件出现故障等等。
3.1.2 轴承噪音
在轴承进行来回滚动过程时，发生轻微的响声属于正常现象，一量出现刺耳的噪声，则轴承很可能出现故障了，此时，应该采取必要的措施对轴承进行故障维修，保证采煤机能够正常生产。
对于轴承在工作中产生故障的原因比较多，要根据具体现象釆取相应的措施。如果轴承在运转过程中产生噪声，产生的原因很可能是由于轴承内圈与外圈相互作用面产生了磨损，从而使得轴承的轴线位置不在原来正常工作的位置。另外，当轴承工作时间过长时，有可能它的润滑性能下降，导致轴承工作时产生摩擦，这样也将产生故障噪声。
3.2 采煤机的齿轮故障诊断与分析
齿轮在工作中发生故障的形式多种多样，常见的故障形式主要包括下面几类。
3.2.1 齿面磨损
齿面磨损产生的原因可能是机构工作时间过长，导致润滑性能下降，另外，也有可能是机构在正常工作中，润滑油中掺入了石粒或者其他杂质，从而使得齿面发生磨损。
3.2.2 齿面胶合和擦伤
对于齿面胶合和擦伤原因很可能是由于釆煤机在进行高负荷工作时，齿面温度不可避免地会升高，加上长时间工作，一旦没有及时进行润滑处理，将导致齿面间的油膜消失，这样将会使得溶傳在一个齿面的金属将溶傳在与他相互工作的齿面上，从而使得齿面出现胶合现象。对于一些刚生产出来的齿轮，由于其跟机器磨合时间不够，很有可能使得齿轮出现擦伤现象。
3.2.3 齿面接触疲劳
由于采煤机齿轮在工作中，它不但有滑动动作也有滚动动作，而滑动动作时将产生两个方向相反的摩擦力，从而导致齿轮产生脉动载荷。由于脉动载荷在工作中将导致齿轮表面将会产生一种力，我们称之为剪应力，出现齿面接触疲劳裂纹的情况主要是来自这种剪应力。若疲劳裂纹慢慢变大，将会导致齿面上的金属块脱落，从而出现齿面接触疲劳现象。
3.2.4 弯曲疲劳与断齿
当采煤机工作载荷较大时，轮齿部位处温度升高，加上长时间疲劳磨损，将使得轮齿产生裂纹，这种裂纹扩大到其无法满足高载荷正常工作时，此时将出现轮齿断齿现象。
齿轮故障主要包括分布式故障和局部式故障。其中齿轮分布式故障则表现在大多数轮齿上，而齿轮局部故障主要表现在少数几个轮齿上。
3.3 采煤机的液压故障诊断与分析
3.3.1 采煤机不牵引
采煤机不牵引的主要原因有：采煤机液压系统出现故障；采煤机使用的能油质量不合格；采煤机油管出现故障；采煤机的发动机出现故障等等。
3.3.2 采煤机液压牵引部过热
采煤机液压牵引部出现温度过高的因素有：冷却系统中缺少冷却水；冷却系统的压力不够；冷却系统管路不通；采煤机中滚动机构过程磨损。
3.3.3 釆煤机液压牵引部异常声响
采煤机液压牵引部出现异常声响的主要原因包括油路系统没有油；油液质量不合格；采煤机的发动机出现故障等等。
4 总结
煤矿的安全生产是煤炭资源经济可持续发展的基础和保证。随着煤矿事故的频繁发生，如何提高煤矿机械设备的可靠性和安全性成为当前迫切需要解决的课题。采煤机作为大型煤矿机械化釆煤作业的主要设备，由于它长期工作在恶劣的环境中，所以发生故障的机率相当高，因此研究有效的故障诊断与故障预测方法具有重大的现实价值与理论意义。
参考文献：
[1] 胡俊等.采煤机故障诊断技术现状及其发展趋势[J].煤矿机械，2008
[2] 高志明.大功率采煤机的现状和研究方向[J].煤矿机电，2007
[3] 孟东东.基于虚拟仪器的采煤机故障诊断系统的研究[J].安徽理工大学硕士论文，2009
[4] 张建文等.国产电牵引采煤机工况监测和故障诊断技术的发展现状与前景[J].煤矿机电，2013
作者简介：
郭颂扬，男，助理工程师，1983年9月出生，現工作于张家口开滦蔚州地煤矿业有限责任公司，主要从事煤矿机电管理工作。
关键词：采煤机；故障诊断；分析
1 概述
在大型煤矿企业里，釆煤机作为其主要复杂大型机械设备，采煤机的正常持续工作与否直接影响着企业的煤矿生产量与经济利润。矿下作业最重视生产安全。一旦设备出现故障，会影响生产，更重要的是带来安全隐患。现在的检修维修都是按既定时间，每天检修，只能检查出较明显的设备故障，很可能忽略可能出现故障的地方。在生产中，这些隐患可能会变为严重故障，造成意外停机，影响生产，更为严重的带来安全事故。所以建立设备状态检测和故障诊断系统很有必要，可以对设备的工作状态进行评估，对可能出现故障的地方进行预报，使检修人员确定维修内容和时间，在检修时间着重处理有问题的地方，保持设备的良好运行状况。因此，针对釆煤机研究故障诊断与预测方法具有很强的现实价值与理论意义。
2 采煤机故障诊断与分析基础
目前国内大型煤矿厂生产一般都有监测监控设备对煤矿机井下各类信息如环境信息、人员信息，设备信息进行实时采集、传输、计算判断、控制。但技术水平不高，尤其是对设备信息的监测监控方面才刚起步，现在监测监控的主要是电气参数和电气设备，而煤矿最需要的机械设备信息的监测基本是空白。采煤机作为煤矿业生产的主要设备，对煤矿业生产起着决定性作用。只有确定故障原因才能排除故障，这就会影响生产，同时也给安全带来隐患。因此有必要开发全面实用的机电设备故障自诊断与故障预测系统，减小故障对煤矿业生产的影响，消除安全隐患，说明对机电设备的状态检测、故障预测和故障诊断具有很强的现实价值与理论意义。
3 采煤机的故障诊断与分析
釆煤机作为大型复杂机械设备，一方面由于其本身结构复杂，另一方面其工作环境恶劣，出现机械方面故障不可避免，故障主要表现在轴承、齿轮和液压方面系统方面。
3.1 采煤机的轴承故障诊断与分析
滚动轴承出现故障主要表现为两种现象：一是轴承在运转过程中产生噪声；二是轴承温度太高。
3.1.1 轴承温度过高
当采煤机在工作时，轴承温度应该维持在正常范围内，如果用工具测得轴承部位温度高于允许的范围，则表明轴承应该进行处理，以防止影响轴承工作，进而影响整个采煤机安全有序的生产。
产生温度过高的因素包括：驱动的载荷过大；轴承润滑性能下降；轴承在安装方面不合格；轴承配件出现故障等等。
3.1.2 轴承噪音
在轴承进行来回滚动过程时，发生轻微的响声属于正常现象，一量出现刺耳的噪声，则轴承很可能出现故障了，此时，应该采取必要的措施对轴承进行故障维修，保证采煤机能够正常生产。
对于轴承在工作中产生故障的原因比较多，要根据具体现象釆取相应的措施。如果轴承在运转过程中产生噪声，产生的原因很可能是由于轴承内圈与外圈相互作用面产生了磨损，从而使得轴承的轴线位置不在原来正常工作的位置。另外，当轴承工作时间过长时，有可能它的润滑性能下降，导致轴承工作时产生摩擦，这样也将产生故障噪声。
3.2 采煤机的齿轮故障诊断与分析
齿轮在工作中发生故障的形式多种多样，常见的故障形式主要包括下面几类。
3.2.1 齿面磨损
齿面磨损产生的原因可能是机构工作时间过长，导致润滑性能下降，另外，也有可能是机构在正常工作中，润滑油中掺入了石粒或者其他杂质，从而使得齿面发生磨损。
3.2.2 齿面胶合和擦伤
对于齿面胶合和擦伤原因很可能是由于釆煤机在进行高负荷工作时，齿面温度不可避免地会升高，加上长时间工作，一旦没有及时进行润滑处理，将导致齿面间的油膜消失，这样将会使得溶傳在一个齿面的金属将溶傳在与他相互工作的齿面上，从而使得齿面出现胶合现象。对于一些刚生产出来的齿轮，由于其跟机器磨合时间不够，很有可能使得齿轮出现擦伤现象。
3.2.3 齿面接触疲劳
由于采煤机齿轮在工作中，它不但有滑动动作也有滚动动作，而滑动动作时将产生两个方向相反的摩擦力，从而导致齿轮产生脉动载荷。由于脉动载荷在工作中将导致齿轮表面将会产生一种力，我们称之为剪应力，出现齿面接触疲劳裂纹的情况主要是来自这种剪应力。若疲劳裂纹慢慢变大，将会导致齿面上的金属块脱落，从而出现齿面接触疲劳现象。
3.2.4 弯曲疲劳与断齿
当采煤机工作载荷较大时，轮齿部位处温度升高，加上长时间疲劳磨损，将使得轮齿产生裂纹，这种裂纹扩大到其无法满足高载荷正常工作时，此时将出现轮齿断齿现象。
齿轮故障主要包括分布式故障和局部式故障。其中齿轮分布式故障则表现在大多数轮齿上，而齿轮局部故障主要表现在少数几个轮齿上。
3.3 采煤机的液压故障诊断与分析
3.3.1 采煤机不牵引
采煤机不牵引的主要原因有：采煤机液压系统出现故障；采煤机使用的能油质量不合格；采煤机油管出现故障；采煤机的发动机出现故障等等。
3.3.2 采煤机液压牵引部过热
采煤机液压牵引部出现温度过高的因素有：冷却系统中缺少冷却水；冷却系统的压力不够；冷却系统管路不通；采煤机中滚动机构过程磨损。
3.3.3 釆煤机液压牵引部异常声响
采煤机液压牵引部出现异常声响的主要原因包括油路系统没有油；油液质量不合格；采煤机的发动机出现故障等等。
4 总结
煤矿的安全生产是煤炭资源经济可持续发展的基础和保证。随着煤矿事故的频繁发生，如何提高煤矿机械设备的可靠性和安全性成为当前迫切需要解决的课题。采煤机作为大型煤矿机械化釆煤作业的主要设备，由于它长期工作在恶劣的环境中，所以发生故障的机率相当高，因此研究有效的故障诊断与故障预测方法具有重大的现实价值与理论意义。
参考文献：
[1] 胡俊等.采煤机故障诊断技术现状及其发展趋势[J].煤矿机械，2008
[2] 高志明.大功率采煤机的现状和研究方向[J].煤矿机电，2007
[3] 孟东东.基于虚拟仪器的采煤机故障诊断系统的研究[J].安徽理工大学硕士论文，2009
[4] 张建文等.国产电牵引采煤机工况监测和故障诊断技术的发展现状与前景[J].煤矿机电，2013
作者简介：
郭颂扬，男，助理工程师，1983年9月出生，現工作于张家口开滦蔚州地煤矿业有限责任公司，主要从事煤矿机电管理工作。