宁文麒

（同煤集团白洞矿业公司， 山西 大同 037003）

1 故障分析方法

首先对故障分析方法进行了研究，并归纳总结得到五种常用的故障分析方法。

1.1 监测温度法

监测温度法，顾名思义就是采集采煤机各关键部位的温度信号来对故障进行分析，但是由于温度通常在结构已经发生破坏的情况下才会较为明显。一般性的故障不会出现温度的突变，但是对采煤机状态的监测也是一种非常有效的故障分析手段[1-3]。

1.2 振动监测法

正常情况下采煤机工作时，其各个部件、结构的振动情况都比较有规律，可以对振动信号进行分析，这是目前使用较多的手段。振动信号可以比较直观反应出采煤机故障特征，常常采用对振动信号进行分析的手段，得到信号的幅值等相关特征值，并据此可以确定采煤机的故障源[4]。

1.3 铁谱分析法

该方法就是收集零部件的碎片，依次作为基本参考，据此可以了解到机械设备的故障，但是它的缺点就在于只能对机械故障进行分析。

1.4 算法故障诊断常见方法

此类方法在实际工程中应用并不多，对于该方法的研究大多是学术方面的研究，此类方法主要包括神经网络算法、支持向量机等[5]。

2 MG400930-WD 型采煤机结构

2.1 采煤机结构系统

目前国内采煤机种类繁多，也有许多生产采煤机的公司，其中以西安煤矿机械厂设计生产的MG400/930-WD 型采煤机为典型的代表，该型采煤机性能优越、可靠性好，得到了采煤行业的广泛认可。

该型采煤机整机采用多点击横向布置方式，机身可以分为三段，每段之间采用液压元件进行连接；使用了体积小、可靠性好的水冷系统，有效地保障了采煤机的使用性能；具有PLC 控制功能，可同时实现手动操作、电控和遥控操作。适用采高1.80～3.80 m，煤层倾角≤40°，总装机功率950 kW，机面的高度为1 635 mm，采煤机牵引速度为0～8.5～14.2 m/min，该型采煤机的主要技术参数见表1 所示[6]。

表1 MG400930-WD 型采煤机主要技术参数

对该型采煤机的主要结构做简要说明，采煤机的滚筒与牵引部的动力来自电动机；牵引部是确保采煤机可以在轨道上移动的机构；而滚筒是采煤机的采煤工具，滚筒上面装有截齿，主要作用是对煤层进行剥离。底托架用以固定采煤机，同时托架上具有调节摇臂升降的液压系统。

2.2 采煤机电气系统

该型采煤机电气系统主要由截割电机、牵引电机、油泵电机、控制箱、高压箱、端头控制站、遥控接收机、瓦斯监测仪、防爆照明灯等部件组成。该型采煤机具有安装维护方便、机载式交流变频调速功能，遥控系统功耗低。同时该型采煤机还有故障记录功能的人机操作界面，缩短了故障查询的时间，设备保护齐全，增加了系统的使用寿命。

采煤机可以根据工作面情况的不同或者是用户的需求，设置相应的两象或四象变频器。变频器的控制电源来自变频器的直流母线，直流母线电压通过变频器的电源板转变成直流24 V，可以为变频器主控制板的控制与工作提供电源，该型变频器的原理如下页图1 所示。

图1 变频器原理结构图

3 MG400930-WD 型采煤机常见故障及其原因

3.1 结构常见故障及原因

1）滚筒的故障通常是由于工作面地质条件差、滚筒的抗磨损能力差，导致滚筒的使用达不到预期设计寿命。

2）摇臂齿轮箱故障。齿轮箱是采煤机故障率最高的区域，采煤工况载荷变化较大，同时由于齿轮结构材料以及制造工艺的问题，导致齿轮箱故障频发。

3）采煤机牵引部故障。牵引部主要由牵引块、牵引电机、牵引齿轮箱等组成。其中牵引电机是一种常见类型故障，主要故障原因为电机长期高负荷工作，或者是电机绕组老化问题。牵引齿轮箱的故障主要原因是齿轮箱长期工作导致齿轮温度过高、过度磨损、齿轮箱漏油等。

4）牵引块故障。牵引块的故障大约占采煤机总故障率的10%，牵引块结构相对简单，故障的主要原因为牵引电流失稳、牵引块润滑油乳化、结构件磨损破坏以及轴承的相关故障。

5）采煤机行走部件故障。该故障常见原因有采煤机工作时由于滑动、滑靴严重磨损导致采煤机向一侧倾斜，造成重心不稳，产生结构破坏。

3.2 电气设备故障及原因

1）按下启动键，整机不工作。可能原因为启动二极管被击穿或存在断路；电机的温度保护装置运行异常；启、停按钮开关线路电缆出线异常。

2）启动后，机组不能自保。可能原因为PLC 控制器相应的输出异常；控制变压器的高、低熔断器异常；自保继电器出现故障、瓦斯超限、电控箱误发总停信号、总停按钮及其线路出现故障、变压器及截割电机温度超限。

3）摇臂不能正常上升与下降。可能原因为按钮、遥控器等输入信号异常，输出功能异常；或是电磁阀及其相关的线路出线故障；制动阀其线路故障；液压系统压力、管路异常。

4）电控箱、遥控器不动作。可能原因是电控箱、遥控器电源出现故障；相应的继电器回路出现故障，电控箱内相应的线路出现断路或连接异常等情况。

5）电控箱、遥控器误动作。更换遥控器，检测电控箱能否正常工作，如更换后仍不正常，甩掉电控箱，检测线路是否存在粘接现象，依次排除故障。

4 MG400930-WD 型常见故障处理

4.1 控制液压制动器过于发热

1）大部分原因是由于油压过低使内外摩擦片间不能脱离接触，导致制动片之间相互摩擦，产生大量热量。处理手段：应检查低压油路系统及制动器的密封，及时检查、更换损坏的零部件。

2）摩擦片的质量不可靠，形变量大，内外摩擦片之间产生了干涉，这时需要及时检查后更换掉不合格的摩擦片。

3）活塞的装配具有一定的误差，导致零部件之间产生相互干涉，使得内外摩擦片产生摩擦生热的现象。

4.2 检查调整液压制动器制动力矩

1）内外摩擦片磨损过度，此时需要检查活塞的行程，如果发现尺寸已增大至3 mm 以上，应立刻成对更换摩擦片。

2）检查四片碟形是否存在异常，尤其是弹簧叠加后的自由高度，以及弹簧表面是否有裂纹等。

4.3 检查并维修电机不能起动

1）检查定子绕组相间是否短路或接地转子是否断条，密封装置是否故障导致电机不能工作，若因漏水、漏电导致绝缘损坏，还应更换O 形圈或骨架油封；

2）负荷过大，应该减轻负荷再次运转。

4.4 避免截割电机温升过高

1）第一步，应考虑减轻负载，检查电机熔丝，排除熔丝故障；

2）若出现电机电压太低的问题，此时应检查并调整电压；

3）检查相关的轴承腔，查看轴承是否有松动的情况，定转子装配有无破坏，若有应及时并加以修复。