刮板輸送機壽命及可靠性評價分析

王克 高明

摘 要：由于綜采工作面的工作條件非常惡劣、復雜、多變，在此種情況下運用刮板輸送機，容易加劇設備磨損、破壞，促使設備無法有效的應用，給煤礦生產造成一定程度的損失。所以，為了避免此種情況發生，加強刮板輸送機可靠性研究，提高刮板輸送機可靠壽命是非常必要的。對此，本文就刮板輸送機的壽命及其可靠性評價進行詳細的分析和探討，希望對于提高刮板輸送機的有效使用壽命有所幫助。

關鍵詞：刮板輸送機；壽命；可靠性

中圖分類號：TD528 文獻標識碼：A

在我國經濟、科技有很大程度進步的今天，我國所推出的各種新技術、新材料、新工藝已經廣泛的應用于各個行業中，促進各行各業飛速發展。煤礦生產行業作為促進國民經濟增長的重要行業之一，其行業中所應用的作業設備也因科學技術發展而有所強化，刮板輸送機就是其中之一。但相較于外國先進設備來說，國產的刮板輸送機在可靠性和使用壽命方面還存在欠缺，不利于實現刮板機的長期安全、穩定、有效應用。

一、刮板輸送機可靠性分析

（1）刮板輸送技術的簡述

所謂刮板輸送機就是一種以撓性體作為牽引機構的連續動作式運輸機械，它主要用于綜采或回采工作面等其他場所，由驅動裝置把動力傳遞給鏈輪組件，再由鏈輪組件帶動封閉的刮板鏈做無極循環運動，把機尾部的煤連續不斷的輸送到機頭部并卸載，完成連續不斷的運輸。此種設備應用于工作條件惡劣的綜采工作面中可以有效的運作，為生產更多的煤礦創造條件。刮板輸送機之所以能夠有效的應用主要在于其具有良好的工作原理，即繞過機頭與機尾滾筒的刮板鏈能夠做循環運動，促使其可以牽動起動機，促使驅動鏈輪可以高速運作，將裝在溜槽上的貨物從機尾傳送到機頭處卸載。總之，利用刮板輸送機是非常實用的一種機械設施。

（二）刮板輸送機可靠性模型的建立

（1）刮板輸送機的構造分析

綜合我國當前所應用的刮板輸送機， 刮板輸送機主要是有四部分組成的，即機頭部、中間部、機尾部以及輔助裝置。其中機頭部又由機頭架、鏈輪組件、驅動裝置、附屬裝置組成；中間部是由過渡槽、中部槽、調節槽、刮板鏈、連接構件組成；機尾部是由機尾架、鏈輪組件、驅動裝置、附屬裝置組成；輔助裝置是由鏟煤板、擋煤板、推移裝置、錨固裝置、緊鏈器組成。

（2）刮板輸送機可靠性數學模型

刮板輸送機中，機頭部、中間部、機尾部以及輔助裝置都是在電流傳輸的情況下共同運作的，這充分的說明這四個組成刮板輸送機的部分是串聯的關系，那么，構建對這四部分進行可靠性數學模型，可以運用同一可靠性數學模型來表示。假設古板輸送機服從可修復機械系統的指標分布，刮板輸送機四部分的無故障工作時間概率即為：

P{X≤t}=1-e-λt，t≥0，λ>0

而刮板輸送機四部分的修理時間概率即為：

P{Y≤t}=1-e-μt，t≥0，μ>0

由于無論哪種機械設備都有工作和故障兩種狀態。基于此點，假定刮板輸送機系統狀態集為：E={0，1，...，n}，正常狀態集為：W={0，1，...，k}；故障狀態集為：F={k+1，...，n}。

對此方程式進行進一步計算，可以得到關于刮板輸送機的有效度方程式，即為：

可以得到關于刮板輸送機平均無故障工作時間的方程式，即為：

二、刮板機輸送機的可靠壽命分析

（一）刮板輸送機可靠壽命分析

由于作業在工作條件比較惡劣的情況下，影響刮板輸送機的因素較多，促使刮板輸送機的是使用壽命降低。在對刮板輸送機可靠壽命進行分析的過程中，主要分析內容應當以以下內容為主，即：

（1）根據威布爾分布的兼容性和指數分布為準，對刮板輸送機的可靠性壽命分布進行分析，從而探究最佳的刮板輸送機的最佳壽命分布。

（2）根據刮板輸送機可靠性數據模型，對設備故障數據進行分析，確定刮板輸送機指數分布函數。

（3）在確定刮板輸送機分布函數的情況下，對刮板輸送機的可靠性壽命指標值進行計算。

（二）刮板輸送機可靠性壽命評估

（1）刮板輸送機故障統計

刮板輸送機故障數據的統計主要是根據以往一段時間內刮板輸送機故障情況進行統計，明確刮板輸送機故障發生時間、故障原因、修復情況以及修復后的過煤量。以此來確定刮板輸送機容易出現故障原因，設備故障時間概率。

（2）威爾布分布分析

威爾布分布是一種適用范圍很廣的分布，兼容多種理論分布。利用威爾布分布來進行刮板輸送機參數分布，可以相對準確的得到參數分布結果。對于威爾布分布分析的具體的內容是：

首先，采用具近似中位秩公式計算經驗分布函數進行計算，從而得到關于刮板輸送機故障數據值，并利用近似中位秩的最小二乘回歸直線的來，描繪故障數據值。

其次，確定威布爾模型參數。對于威爾布模型參數的確定主要是利用最小二乘法和軟件MATLAB來求得。將得到的威爾布模型參數帶入到故障分布函數中，可以利用MATLAB軟件繪制出刮板輸送機故障累計分布曲線。

（3）刮板輸送機可靠性壽命總體水平

綜合以上內容，對刮板輸送機的可靠性壽命總體水平的分析，主要是綜合綜采工作面上刮板輸送機維修方式后反復維修時間、故障類型、過煤量等因素，進而確定刮板輸送機預防性維修時間，從而促使刮板輸送機在運作中一直保持最佳狀態，從而大大提高刮板輸送機可靠性壽命。

結語

目前，應用于工作條件惡劣的綜采工作面的刮板輸送機可靠性和使用壽命較低，這不利于提高煤礦生產量。對于此種情況，本文就刮板輸送機的可靠性及其可靠性壽命進行了分析，認為刮板輸送機維修后反復維修時間概率大，將容易降低刮板輸送機的使用壽命，應當確定最佳的預防性維修時間，對刮板輸送機進行有效的預防性維修，促使刮板輸送機在運作中保持最佳狀態，這將能夠大大提高刮板輸送機的可靠性壽命。

參考文獻

[1]劉雨.刮板輸送機可靠性壽命評價及可靠性分析[J].太原理工大學，2011.

[2]沈積雄.刮板輸送機可靠性評價方法探討[J].產業與科技論壇，2011（04）.