采煤机电动机检修时常见故障分析

2021-01-27张斌

山西冶金 2021年5期

张斌

（山西阳煤寺家庄煤业有限责任公司，山西阳泉 045000）

煤矿开采的现场环境一般比较恶劣，一旦采煤机在工作过程中出现问题，将很难做到及时维修，而且由于生产环节之间的关联性较大，基本上是牵一发而动全身，不管是哪个部分出现故障，都将导致煤炭的整个生产链受损。因此，需要针对采煤机工作过程中出现的问题寻找针对性的解决办法，以提高采煤机的使用率，保证采煤机能够正常运转。

1 采煤机电动组分析

随着煤矿规模的不断扩大，促使采煤机的容量也在不断加大，原有的160 kW的电动机已经被淘汰，现在采煤机使用的是400 kW的电动机。采煤机配置了更加高能的电动机，增强了电气强度，有助于推动各个结构间的相互配合，并能够形成统一整体。由于采煤机设备的特殊性，其通过电动机和其他设备进行连接，电动机通电后进行工作，且采煤机的工作过程具有连续性，所以需要工作人员对采煤机的各个结构部位提前熟悉，以便在故障出现时能够及时采取解决措施。

2 煤矿采煤机系统组成

2.1 煤矿采煤机的电动机系统

煤矿采煤机电动系统主要包括电气控制系统和电动机两个部分。电动机主要通过两端的出轴装置为采煤机提供动力，一般为防爆型鼠笼结构，而电气控制系统则是通过控制采煤机来确保电气设备平稳运行。

2.2 煤矿采煤机的牵引系统

采煤机的牵引系统主要在采煤机中进行往复式运动，能够保障割煤系统和装煤系统的持续平稳运行。牵引系统由牵引结构和减速器组成。减速器的作用是控制采煤机的转速，牵引结构则是为采煤机提供运转的动力。

3 采煤机电机检修时的常见问题

3.1 定子线圈绝缘强度降低

电动机在运行过程中，由于持续不间断的运转，定子绕组在长时期的高温运作下，会导致绕组老化。另外，采煤机在开采过程中受环境影响，很容易粘上其他物质，损害设备当中的绝缘体性能，绝缘层的受损将会导致电阻无法正常发挥功效，进而损坏绝缘物质。此外，绝缘物质还有可能受温度异常等因素影响降低其绝缘功效。

3.2 鼠笼转子损坏

由于受电磁力、热应力等多种因素影响，转子运行过程中速度会发生变化，从而使得槽口形状发生改变。转子运行时产生的热量会引起热膨胀效应。另外，受离心力的影响，鼠笼转子很有可能受到损害。在运转过程中，如果笼条出现损坏，将会直接受到电磁力的冲击而直接坏掉。通过观察转子运转过程发现，问题点一般都发生在笼条附近，或者在笼条和转子相接的焊接点处。如果笼条发生问题且内部处于不稳定状态，就可判定故障原因是熔断。此外，零部件设计不合理，同样也会造成鼠笼转子无法正常工作。因此，对于采煤机来讲，无论材料本身还是设备结构的不合理，都将不利于鼠笼转子的正常运行。

3.3 转子轴串动

在机械应力和电磁力的作用下，转子轴能够产生串动量。但太大的串动量会使螺栓变形，从而引发电动机故障。正常运转情况下，采煤机电动机一般都是将圆柱和球状轴进行结合，从而保证轴承在运转过程中的受力相当，且两个轴承之间会用隔挡圈将其分开。转子轴的尺寸等于轴承的实际宽度加上隔档圈的具体厚度。在转子轴运转期间，由于多作用力影响，使得隔挡圈磨损严重，从而导致轴承不稳定。在空载运行过程中，转子轴会在启动瞬间受到作用力的冲击，形成串动量。

3.4 振动和噪声

采煤机电动机在正常工作期间势必会发出声响。但若发现声响为异常噪声，就代表设备出现故障。导致异常噪声出现的原因共分为两种类型，一种为机械噪声，另一种为电磁噪声。机械噪声对电动机工作影响较大，急需解决。电机噪声主要由电机在正常工作过程中的不停振动而产生，而轴承噪声则是由它本身质量同标准要求存在一定的差距而产生。因此，工作人员需筛选质量合格而且尺寸符合相关规定的轴承，且需要注意轴承空隙、间隔是否适中，若太大，会对轴承自身造成不利。此外，间隙需要符合规定标准，否则会导致轴承脱轨、温度升高，进而出现异常声响。

4 减少采煤机电动机故障的有效手段

4.1 提高定子线圈绝缘强度

定子线圈的制作工艺十分繁琐，且内部结构复杂，在运行过程中易受到外界因素的影响而损坏。受电动机运转的影响，线圈会脱离原来的位置，再加上电动机顶部没有较大的焊接面积，会发生开焊现象。因此，为了确保电动机正常运转，工作人员需要根据具体情况采取针对性措施。在穿线工作进行前，需要采取必要手段对铁芯进行处理，且需用特质材料才可提高电动机的绝缘性。随后，要使用胎具将线圈顶部弯曲处固牢，再用薄膜将其包裹严实，包裹时，先用绝缘纸将线圈全方位包裹起来，再使用玻璃丝布将其扎牢固定。当对线圈顶部开展焊接工作时，如果发现线圈长度＞15 mm，就需要使用银焊条开展焊接工作，并且用土壤将其覆盖以避免自燃。在对线圈进行焊接时，需要根据实际情况选择性能尺寸等皆符合要求的设备进行施工作业，此外，还需要将线圈浸润，等这些工作完成之后，再给线圈抹上橡胶。

4.2 优化鼠笼转子的运行

在设计鼠笼转子时，应充分考虑其受力情况和工艺技术，确保鼠笼转子的结构能够符合标准要求。在进行笼条选择时，不但需要确保满足电磁设计的基本要求，还需要通过多方面的测试来检验笼条是否能够焊接。如果发现笼条不能够满足鼠笼转子的需要时，就需要及时更换。在开展焊接作业的过程中，需要立足于现实来选用最佳的焊接方式，并且要对操作过程中的各项参数数据进行把控，尤其需要加强对焊缝的关注。

4.3 提高机座止口质量

机座止口出现变形的主要原因是负荷过大，且很有可能受拉力影响。在转矩保持不变时，由于受多方面因素干扰，在运转期间会出现程度不一的作用力。如果作用力的方向是朝下的，就会出现椭圆形机座止口，从而降低设备质量，导致尺寸和实际情况不符，这种情况下，就只能重新加工制作，以保证其达到标准要求。

4.4 优化转子轴轴向运行

对轴承尺寸定期检查，如果发现尺寸不合适应当立即更换，避免由于尺寸不合而造成串动量超出预期数值的情况。一般来说，轴承尺寸大小等于隔档圈厚度加上两轴宽度之和。定期查看定子铁芯所在的位置，从而确保电动机安装符合要求，尽量利用空心轴，并且用水对其进行冷却。花键矩形在转子当中比较多见，这是由于其接触面积较大，能够承载更大的负荷，从而降低轴子的磨损程度。此外，需要采取有效措施来提高施工技术，并选择合适的材料以加大花键强度，进而保证转子轴的质量。

4.5 减少振动和噪声

选择口碑好、质量符合相关规定的轴承，以保障它能正常运转。根据实际情况选择符合尺寸大小合适的轴承。此外，为了消除噪声，需及时更换转子笼条。

5 检修采煤机电动机时需要注意的问题

在对电动机开展检修工作前，需要检查一下电动机的外壳是否有电。开展维修管理工作时，需要将其断电。维修人员在开展维修工作的全过程需要穿戴工作服，并且需根据规定，正确使用各种维修工具。电动机不能够用帆布进行遮盖，在维修过程中，应用金属罩遮盖电动机。不要任意篡改电动机的熔断器原本设置的数值，也不可以将设备当中的熔丝替换成铁丝。使用体积适中的金属器具来检查定子，不宜过小。另外，如果在开展维修工作期间，设备高度超出一定范围，需要采取相应的防范手段。在使用工具拆卸轴承的时候，应当避免轴承孔受到损伤。在对电动机开展高压试验时，工作人员人数应保证在两个人以上，且需要安排专业人员做好安全管理工作，以确保高压试验顺利完成。