采煤機電動機的故障及檢修分析

劉夏峰

（同煤集團云岡礦機電科，山西 大同 037003）

引言

隨著社會科技的發展，煤礦生產業已經逐漸步入到機械化和現代化生產中，其中采煤機是重要的設備之一，大容量采煤機組的開發與普及是當前的總趨勢。采煤機它是一個大型的復雜系統，集機械、電氣和液壓為一體。但是由于煤礦生產業惡劣的工作環境，采煤機電動機故障時有發生，這些故障往往中斷了整個采煤工作，使得經濟損失巨大。而且由于如今的采煤機電動機功能的不斷完善，采煤機的結構及組成也越來越復雜，相對應發生故障的原因也隨之復雜起來。根據采煤機電動機的工況，該類電動機必須具有較高的起動轉矩、堵轉矩和較小的起動電流，因此電動機采用雙鼠籠式深槽轉子。

1 采煤機電動機組分析

由于采煤機組的大容量開發和普及，大功率采煤機電動機已經取代了小功率電動機，現在的大型煤礦大多采用300kW～400kW 的電動機來進行采煤工作。由于采煤機電動機功率的加強，機械和電氣的強度也隨之增大。大功率采煤機將使用承載能力相對較強的硬繞組電動機來取代原先的軟繞組形式，并與之緊密聯合在一起形成一個整體。由于采煤機特殊的工作性質，齒輪直接把電動機與機械部分聯合在一起，通過帶載全壓直接起動。起動轉矩和堵轉矩相對較高，起動電流較小，而深槽轉子則采用了雙鼠籠式。由于煤礦惡劣的井下條件，采煤機電動機的維修顯得極為不方便。由于采煤機為連續型生產方式，整個生產過程系統化，整體化的緊密聯系在一起，因此如果其中某個環節出現了問題，則整個生產系統都將全面停止，損失巨大。所以對于煤礦生產行業來說，采煤機電動機的質量和壽命顯得尤為重要。

2 采煤機電動機在檢修過程存在的問題分析

2.1 定子繞組的絕緣強度

采煤機電動機的使用壽命和電動機的定子繞組的質量息息相關，如今的電動機多使用硬繞組模式，而繞組絕緣則直接影響著繞組的質量。在電動機運行過程中，定子繞組絕緣承受著從發熱到冷卻再到發熱的周期性變化，加上煤礦井下的濕潤環境，加速了絕緣的老化。而且由于井下特殊的工作環境，絕緣表面覆蓋著油垢、煤塵，使得線圈受潮加劇，從而使絕緣產生了物理、化學變化，加快了絕緣的老化。而且由于電動機的頻繁啟動，定子線圈在電磁力的影響下容易產生位移，促使絕緣發生損破。由于定子繞組絕緣的焊接部位是薄弱環節，在焊接時容易受到損傷。即使是硬繞組線圈，在嵌線和彎折的過程中都容易是絕緣發生破損。除此之外，在分解電機時，由于固定的不夠，線圈容易松動，且密封引線使用的硅橡膠容易與電機發生化學反應，這也使得絕緣發生破損，從而產生放電現象。因此針對定子繞組的檢修，可以采取以下措施：定期清洗、檢查定子繞組，進行干燥處理，在達到絕緣要求后進行重新浸漆，然后在線圈表面涂抹硅橡膠；在線圈彎折時加強絕緣，采用聚酰亞胺薄膜條1／2 包三層；在分解電機時，采用適應匹氈，將線圈的鐵芯部位固定好；在焊接時，用長度大于15mm 石棉繩將焊接處的絕緣包好，采用銀焊條焊接，避免焊接時損傷定子繞組絕緣。

2.2 鼠籠轉子及其籠條

如今采煤機電動機的深槽轉子大多為雙鼠籠式，它的起動轉矩較高，但是由于電動機不斷地運行和頻繁的啟動，轉子籠條容易發生斷裂。這是因為籠條在機器運行過程中受到離心力和電磁力的影響易產生彎曲變形，加上電動機啟動時電流增大導致溫度升高，端環受熱產生膨脹，籠條也相應產生彎曲變形，達到一定極限后籠條便發生斷裂現象。加上籠條的選材問題和端環設計問題以及端環與籠條焊接時的疏忽使之出現損傷，籠條斷裂發生的幾率也相應提高。因此為了增加籠條強度，采煤機電動機的轉子籠條盡量選用錳黃銅，采用銀焊條焊接端環和籠條，增強端環強度，增大橫截面積。

2.3 轉子軸軸向串動問題

由于電動機特殊的工作環境和工作性質，轉子軸磨損力度較大，加上電磁力和外來機械力的影響，軸向串動量過大，易導致滾動軸承與轉軸發生研死現象，固定軸承變形松動，導致軸承內小蓋研死。因此為了解決這些問題，第一，要定期檢查軸承室的尺寸，確保尺寸合適不會引起轉軸軸向串動過大，一般來說，軸承室尺寸為內外小蓋之1∶3 尺寸以及兩軸承的寬度加上擋圈厚度的總尺寸。第二，定期檢查轉子以及定子的鐵芯位置，確保電動機合理安裝，第三，盡量采用空心軸作為轉軸，并進行水冷卻。轉子軸花鍵矩形花鍵在采煤機電動機的轉子軸中多為常見，由于自身較大的接觸面積，能傳遞的負荷量也較大，使轉子軸的損耗程度較小。側面為矩形花鍵的工作表面，常常受到擠壓，因此花鍵的根部也受到影響，容易發生彎曲現象等。由于采煤機電動機的使用頻率偏高，所以花鍵軸齒常受到不同程度的磨損，磨損范圍在1mm～5mm 之間不等。主要原因是由于電動機工藝問題，花鍵的硬度和強度不夠一致，齒輪的強度和硬度往往高于鍵槽的強度和硬度，配合性不夠一致，因此常常受到負荷的沖擊，導致花鍵的損耗程度加劇。因此為了解決這個問題，應該進一步提高工藝手法，選擇正確的轉軸材料，是花鍵的強度硬度達到一致，調節自身配合度，提高裝配質量。

2.4 電動機的振動和噪音

電動機極易發生振動和產生噪音。原因有以下幾種可能：第一，轉子籠條發生斷裂現象；第二，收到電磁力和機械力的影響，轉子籠條與鐵芯槽內過松發生軸向串動，引發振動和噪音；第三，由于轉子焊接方法的不適合轉子結構，材料質量問題引起開焊現象，轉子不平衡；第四，定子，轉子的鐵芯在電磁力的影響下發生振動。為了解決以上問題，可以定期更換籠條，對籠條進行局部補焊，定期檢查定子和轉子的鐵芯外漲量等。

3 結語

隨著采煤機電動機功率的逐漸增加，電動機的問題也相對復雜起來，所以電動機的檢修質量與煤礦的生產安全息息相關，通過對采煤機電動機的檢修，需及時分析問題并馬上解決問題，不斷地改進工業技術，增加檢測手段，跟蹤檢修質量，確保電動機能夠安全有效的運行。本文從定子繞組的絕緣強度，鼠籠轉子及其籠條，轉子軸軸向串動問題，電動機的振動和噪音四個方面進行了全面的分析探討，以供同行參考。

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