浅谈煤矿部分机电设备中常见故障的分析及维修

第１０卷第３期　ＶＯＬ．１０　ＮＯ＿３　２０１２年５月　Ｍａｇ．２０１２　浅谈煤矿部分机电设备中常见故障的分析及维修　翟育东　窦圣勇　（神华宁夏煤业集团大峰露天煤矿，宁夏石嘴山，７５３３０（Ｉ）　摘　要：　根据矿井机电设备的主要特性，以及在工作中经常出现的故障，分析了故障产生的原因、　工艺改造的优缺点及使用效果等，将维修工作作为重点，用合理的维修手段来处理常见故障，从而保　证了矿井机电设备的正常运转。　关键词：矿井机械故障　维修技改　中图分类号：ＴＤ６　文献标识码：Ａ　文章标号：１　６７４—８４９２（２０１　２）０３—０３３—０３　１　前言　煤矿机电设备是矿井安全生产的重要组成部分，　的发生，确保机械设备的正常运转。总而言之，定期　检修和正常维护机械设备，在矿井机械维护中，是　一个重要的因素，是矿井正常生产的可靠保障。随　它涉及点多面广，且设备长期处于运行状态，在运行　中容易出现故障。另外，受材料、环境、人的因素等会　对机械设备产生影响。矿井机械属固定设备，从安装　到运行，随着设备年复一年的运转，机械磨损程度逐　渐增大，设备的安全技术状态将会产生变化。为了确　着科学技术的逐渐发展，新产品、新工艺、新技术　在矿井生产中得到了广范的应用。定期检修在设备　正常运转中尤为重要，它可使设备经常保持良好的　状态。　保机电设备的安全运转，保证矿井的正常生产就必须　加强对矿井机电设备的维护，尤其对某些重要零部件　的更换和调整，做到精心使用、正确保养，提高设备的　使用效率，延长其使用寿命，使设备的故障率降到最　低，为企业创造更大的经济效益。　煤矿机电设备主要有通风机、水泵、压风机、绞　３矿井机械中出现故障的主要特性　３．１　潜在性　机械使用中会出现各种损伤，损伤引起零部件　结构参数发生变化，当损伤发生使零部件结构参数　超出允许值时，机械即出现潜在故障。由于机械设计　存在一定的峪度（安全系数），因此即使零部件的结　构参数超出允许值后，机械的功能输出参数仍在允　许的范围内，即机械并未发生功能故障。从潜在故障　发展到功能故障一般具有较长的一段时间，通过润　滑、洁净、紧固、调整等手段，可以消除或减缓损伤的　车等，这些机电机械被列为一级设备，与煤矿的安全　生产息息相关，设备一旦出现故障，就会直接威胁到　矿井的正常生产及人的生命安全。所以，对于煤矿机　电设备的管理、维修和保养就显得尤为重要，如何分　析与解决矿井机电设备的故障，将成为煤矿机电设　备能否安全运行的首要问题。　发展，使潜在的故障得到一定程度的控制甚至消除。　机械故障的潜在性可以通过维护保养来减少功能故　障的发生，从而大大延长了机械使用寿命。　３．２渐发性　由于磨损、腐蚀、疲劳、老化等过程的发生与时　问关系密切，因此机械故障的发生多半与时间有关。　２矿井机械维修的重要性　为了确保矿井正常安全生产，提高矿井机电设　备的正常运转就必须加强设备维护工作。在工作　中定期检修和日常维修是必不可少的，定期检修就　是按照设备运行周期而制定的检修计划，利用矿　在使用中，机械的损伤是逐步产生的，零部件的结构　参数缓慢变化，机械参数也逐渐恶化。大多数故障可　以事先通过仪器显示来控制，故障发生的概率与机　械运转时间的关系是：机械使用时间越长，发生故　障的概率越大。故障渐发性使机械故障可以预防，　故障诊断、视情维修就是建立在这一基础上的。　井的正常休息时间而对设备进行的检修，是为了　提高机械设备性能而实施的一项技术检修活动。　其目的就是解决和消除设备存在的故障，延长设备　的使用寿命，减少设备对矿井的影响时间，避免事故　・３４。　翟育东等：浅谈煤矿部分机电设备中常见故障的分析及维修　第３期　３．３磨损性　环境、顺序和使用期限，同时要询问当班司机操作，　在设备正常运转过程中是否有其他情况。如声音变　机械磨损、腐蚀、疲劳、老化等过程伴随着能量　与质量变化，其过程是不可逆转的。表现为机械老化　程度逐步加剧，故障越来越多。随着时间的增加，局　部故障的排除虽然能恢复机械的性能，但机械的故　化、温度变化、电压、电流变化等，做好相关的记录及　填写维修后的设备检修卡。　４．２分析并确定故障原因　障也是不完全性的，维修不可能使机械的性能恢复　到使用前的状态。机械故障的损耗性决定了机械维　修级别与深度差异，同时，机械故障分布模型也不能　通过现场调查和分析，对机械设备应进行故障　解体，同时，通过计算其强度、疲劳、断裂等进行力学　分析，提出合理的解决方法。　用简单指数分布来描述。　３。４模糊性　机械使用中，由于受各种使用及环境条件的影　响，其损伤与输出参数的变化都具有一定随机性与　分散性，同时由于材料与制造等因素的影响，机械的　各种极限值、初始值也具有不同的分布。同一机械，　在不同的使用环境下，输出参数随时间变化也具有　不同的分布，从而导致参数变化及故障判别标准具　有一定的分散性，使机械故障的发生与判别标准都　具有一定的模糊性。机械故障的模糊性给机械故障　的诊断与判别增加了一定的难度，也要求机械故障　的研究必须宏观与微观相结合。　３．５多样性　机械使用中，由于磨损、腐蚀、疲劳、老化过程的同　时作用，同一零部件存在多种故障机理，产生多种故障　模式。如轴的弯曲变形、磨损、疲劳、断裂等，这些故障不　仅故障机理与表现形式不同，而且分布模型及在各级的　影响程度也不同，使故障呈现出多样性。机械故障的多　样性要求对故障按不同机理与模式单独进行研究。　４故障原因的分析　机械设备故障可以从“看”、“听”、“闻”、“问”、　“摸”等方面判断。分析故障一般是从故障的现象人　手，通过现场的观察和分析，判断出故障点的位置，　故障原因经过科学的分析和机械中出现的主要特　性，不仅能及时判别故障性质，而且还可及时查找出　故障原因，将设备出现的故障得到准确识别，提出有　效的整改措施，达到预防故障重复发生的目的。　矿井机械属固定设备，它所涉及的工作方方面　面，维修人员要熟练掌握，应从系统、结构、测试以及　相关产品质量等问题进行分析，如疲劳、断裂、磨损、　腐蚀等，因此对故障分析要采取３个步骤。　４．１　现场调查　现场调查主要包括收集设备发生故障的时间、　４．３分析提出合理的解决方法　例如：露天煤矿在用的小绞车，深度指示器由于　以前使用链条传动，其缺点是传动距离长，使用一段　时间后，链条拉长，使深度指示器指示不准确，且无　法安装过卷保护，给安全生产带来隐患。现改装成锥　齿轮连接传动，有效地解决了以上缺点，使小绞车深　度指示器指示准确，增加安装过卷保护装置。提高了　安全保障，有效避免了过卷、过放。　５机械设备的工艺改造及使用效果　煤矿机电设备由于不停地在运行，机械故障的出　现也就在所难免。一般小故障维修人员到现场后就能及　时解决，但是某些故障处理起来就比较麻烦，有些是原　装配零件不标准和装配难度大的问题。因此，在工作中　通过观察和分析，对一些工艺进行了改进，不仅使维修的　工序简单明了，而目省时省力，减少了对矿井的影响时　间，取得了明显的效果。现将一些工艺改进简述如下。　（１）原装配零件不标准和装配难度大，处理起来　比较麻烦。例如：绞车制动油缸在更换制动油缸密封　元件时，经常用螺丝刀安装，往往会损坏密封元件并　降低使用寿命。通过认真思考和结合现场工作环境，　将圆钢加工制作成一个上口大下口小的套，经使用，　安装密封元件时又快又不损坏密封元件，延长了密　封元件的使用寿命。　（２）露天煤矿从２００８年１月使用上海飞和ＦＨＯＧ　２１０一Ａ单螺杆空压机以来，空压机在使用一段时间　后，于２００８年５月中旬出现问题。由于空压机常处　于连续运行状态，油气分离器上的压力阀经常处于　打开位置，其内部弹簧经常受压，使弹簧疲劳，压力　在０．２　０．３ＭＰａ左右提前动作，蝶阀和卸荷阀不能达　到正常压力，使空压机出现异常。经过仔细观察其运　动规律，发现最小压力阀过早地动作导致了耗油过　多，蝶阀不能正常打开（打开压力为０．４ＭＰａ）。同时，　卸荷阀在油气分离器上的压力也达到不到０．４　ＭＰａ，　第３期　・３５・　使空压机无法正常工作。若要达到０．４　ＭＰａ正常工作　这种情况在吸水管上加装一个防爆安全装置，只要　压力，就必须增加弹簧的弹性。由于当时没有配件，　为了不影响矿井的采掘正常生产用风，用直径２２ｍｍ　的圆钢加工了一个上口直径２０ｍｍ、厚４ｍｍ，下口直　径ｌＯｍｍ、厚４ｍｍ、长８ｍｍ的Ｔ型垫片，安装在最小　压力阀内，增加弹簧的预压缩量，达到提高开启的目　碰到上述情况，防爆安全装置就会爆破，使水泄漏，而　底阀不被损坏。水泄漏完毕，只需更换防爆装置就解　决了高压水冲坏底阀的问题。　（５）在安装水泵时，由于运输道轨离水泵基础比较　远，而且有一定的高度，起吊次数频繁就增加劳动强度　和人身安全。为此，设计制作了自制水泵安装平台，提高　的。经过试运行，其性能能够达到原有指标，油气分　离器上最小压力阀正常开启，蝶阀和卸荷阀正常打　开，减少了油电损耗，空压机运行正常，为煤矿安全　了水泵的安装速度，使水泵一次起吊到位，原来需用　７～８人才能完成，现在使用了安装平台仅用３人就可　生产创造了经济效益。　（３）上海飞和ＦＨＯＧ２１０一Ａ单螺杆空压机，空压　以完成，减少了人员，提高了设备维修的安全Ｉ生。　因此，在工作中通过观察和分析，对一些工艺进行　了改进，不仅工序简单，而且省时省力，减少了对矿井安　全生产的影响时间，取得了明显的经济和安全效果。　机在运行中多次出现皮碗损坏，时间长的使用一个多　月，短的只使用十几天就损坏，必须更换。更换蝶阀皮　碗十分繁琐，更换时要把蝶阀气包拆掉，取出内部弹　簧和拆掉一些风管，打开后盖才能取出。安装繁琐还　容易伤人，而且极易把新皮碗损坏，还要重新安装。造　成蝶阀皮碗损坏的主要原因是采煤队和掘进队生产　用风量大小和时间不定、无规律，用风量忽大忽小，使　蝶阀频繁地开启和关闭（蝶阀自动开启压力调整为　０．６　ＭＰａ，自动关闭压力调整为０．７８　ＭＰａ）。　６结束语　矿井机电设备安全正常的运转，必须有专职的　维修钳工，随着科学技术的不断发展，产品不断更　新，维修人员对设备必须进行故障分析和维修总结。　如果发生类似故障采取相应措施，故障就能得到迅　速判断和及时处理，确保设备正常运行。　参考文献　为了排除这种故障，通过查找相关资料，发现比　例阀的工作原理能够自动调节控制这种情况。于是将　比例阀加装在空压机的蝶阀气包进风口上。经过调试　运行，它能够随着用风量的大小，自动调整蝶阀的开启　大小，很好地控制了蝶阀的频繁开启和关闭。从安装　［１］中华人民共和国煤炭安全监督局，国家安全生产监督管理总局制　定．煤矿安全规程［Ｍ］．煤炭工业出版社，２０１０：２３９．　［２］中华人民共和国煤炭工业部煤矿矿山机械设备完好标准［Ｍ］．矿山机　械，１９８７．　使用再也没有出现蝶阀皮碗损坏故障，延长了皮碗的　使用寿命，降低了材料的损耗，减少了不必要的麻烦。　（４）井下煤矿主排水水泵在正常运行时，遇到突　然停电，在逆止阀关闭不严或来不及关闭的情况下，　高压水往往会把底阀座冲坏造成底阀漏水，处理时　要把直径２００ｍｍ、长４～５ｍ的吸水管，从吸水小井里　拔出来才能处理，人员少了很难处理且不安全。根据　［３］压力容器使用寿命设计与压力容器安全操作维修技术手册［Ｍ］．　中国科学技术出版社，２０１０．　［４］姜秀华．机械设备修理工艺［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９．　［５］郝欣，常之春．煤矿机电设备［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２００５．　作者简介：翟育东（１９６８一），机电助理工程师，现供职于神华　宁夏煤业集团大峰露天煤矿。　０ｎ　ｔｈｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　０ｆ　Ｃ０ｍｍ０ｎ　Ｆａｕｌｔｓ　０ｆ　Ｓｏｍｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　ＺＨＡＩ　Ｙｕｄｏｎｇ　Ｄ０Ｕ　Ｓｈｅｎｇｙｏｎｇ　（Ｄａｆｅｎｇ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　ｏｆＳｈｅｎｈｕａ　Ｎｉｎｇｘｉａ　Ｃｏａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈｉｚｕｉｓｈａｎ，Ｎｉｎｇｘｉａ，７５３３００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｍａｃｈｉｎｅｒｉｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｆａｕｌｔｓ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｗｏｒｋｉｎｇ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｆａｕｌｔｓ　ｔｏｇｅｔｈｅｒ　ｗｉｈ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓｔ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｕｓｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣ａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．　Ｓｅｔｉｔｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｗｏｒｋ　ａｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔ，ｔｏ　ｄｅａｌ　ｗｉｔｈ　ｃｏｍｍｏｎ　ｆａｕｌｔｓ　ｗｉｈ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｍａｉｔｎｔｅｎａｎｃｅ　ｍｅａｎｓ　ｗｉｌｌ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｎｅ　ｍａｃｈｉｎｅｒｉｅｓ；Ｆａｕｌｔｓ；Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　（收稿日期：２０１２—１—５　责任编辑：马小军）