煤礦橋式轉載機常見故障分析

趙宇杰

(同煤集團煤峪口礦)

煤礦生產中常通過刮板輸送機、皮帶輸送機等設備將井下開采的煤炭連續(xù)不斷地運離工作面，橋式轉載機是銜接采煤機與輸送設備間的運輸轉載工作的配套設備[1]。刮板輸送機、轉載機等設備需要隨煤炭機械化開采工作面的推進而同步外移，橋式轉載機設置在采煤工作面附近，工作環(huán)境惡劣；由于輸送物料特性，工作時受沖擊載荷、變載荷等影響；刮板牽引鏈及溜槽等處也易出現(xiàn)磨損[2-4]，設備長期運轉容易出現(xiàn)各類故障、甚至停運，從而干擾井下正常作業(yè)秩序，影響礦井生產安全。

為避免橋式轉載機故障的發(fā)生，針對各類易引發(fā)設備故障的原因進行分析，并采取相應預防措施確保轉載機正常、高效運轉，對確保礦井正常生產具有十分重要的意義。

1 組成與工作原理

橋式轉載機是煤礦井下綜采作業(yè)過程中主要的中間設備，通常設置在工作面內的運輸巷道內，位于刮板運輸機、可伸縮性皮帶前端，完成采煤機回采的煤炭、矸石等的轉運作業(yè)[5]。

橋式轉載機在生產實踐中起到的主要作用：①刮板輸送機與轉載機呈垂直布置，沿順槽方向運輸，起到改變物料運輸方式的作用；②為便于同順槽帶式輸送機機尾的連接，用以調整煤流卸載點；③通過轉載機下部支撐小車完成設備位置調整，隨工作面推進同步移動，在工作面下被抬高形成鋼橋，降低調整帶式輸送機長度的頻率，提高工作面配套設備推進速度，加快工作面回采效率。

橋式轉載機主要構配件有機頭部(導料槽、電機、減速機、機頭小車、機頭架等)、機身部(刮板、刮板鏈、溜槽、橋部等)、機尾部(機尾架、軸等)。工作原理：橋式轉載機通過橫梁和機頭小車完成機頭位置與可伸縮皮帶輸送機機尾處的搭接，刮板運輸機的搭接通過機尾部和水平裝載段完成；轉載機無需不斷改變皮帶輸送機和轉載機自身長度來適應工作面推進速率，只需通過轉載機下部的千斤頂或小絞車完成設備移動；工作面回采的原煤通過刮板輸送機轉運至轉載機，再經由轉載機再次轉運至可伸縮皮帶，進行原煤的下一步輸送工作。

2 常見故障分析

2.1 刮板故障

刮板故障可引發(fā)轉載機停機，刮板及相關聯(lián)構配件故障主要有：①轉載機啞鈴銷斷裂、溜槽錯位、刮板沖擊斷裂與變形等故障，多由于轉載機工作平面起伏過大、未與刮板輸送機工作平面緊密貼合或人為操作失誤等造成；②刮板固定螺栓受振動等因素影響而松動或脫落，可能進一步引發(fā)刮板及壓板脫落，原煤掉落堵塞機頭、機尾鏈輪，甚至導致鏈輪斷裂；③刮板鏈與原煤接觸次數(shù)增大，因磨損、金屬疲勞而開裂脫落，并卡塞機尾鏈輪；④與轉載機相連的采煤機發(fā)生滑靴斷裂、刮板斷裂、鏈條斷裂、擋煤板、截齒等故障，故障零部件卷入原煤，掉落到轉載機，卡塞刮板；⑤轉載機井下作業(yè)環(huán)境惡劣，一旦頂板巖石冒落，會直接沖擊損壞刮板、壓板、鏈條、皮帶，大塊巖石也會卡塞在刮板等處；⑥刮板輸送機反向運輸，導致轉載機機尾刮板卡塞、斷裂；⑦轉載機閉鎖裝置故障，無法正常停車。

2.2 鏈輪與鏈條故障分析

鏈輪和鏈條是轉載機的主要傳動部件，鏈輪故障多指轉載機機頭鏈輪軸承、聯(lián)軸器等處的故障，如聯(lián)軸器內齒套磨損斷裂、固定螺栓松動斷裂等；鏈條故障主要指單、雙鏈條斷裂，分磨損斷裂和沖擊斷裂兩種。正常情況下，當轉載機總過煤量達到6 Mt時，鏈條伸長率達7.6%，平環(huán)機尾方向圓弧處外端磨損最明顯，磨損率最大可達28%，機頭方向圓弧處外端磨損率最小。突發(fā)的沖擊斷裂主要是刮板卡阻沖擊斷裂和巖石冒落沖擊斷裂。

2.3 動力系統(tǒng)故障分析

轉載機動力系統(tǒng)由驅動電機、減速箱和液力耦合器等部分構成，任一部分失效，轉載機都不能正常工作。

轉載機驅動電機故障，一方面是電機本身質量問題導致，如轉子焊接質量、線圈加工質量等；另一方面是電機短路(絕緣失效)導致。引發(fā)絕緣失效原因較多，如設備運轉周期過長，內部線路絕緣層老化失效；設備選型過程設備電機功率過小，無法正常驅動轉載機；線路電流過大異常發(fā)熱；電機線路漏電或短路，絕緣失效，進而損毀電機；在物料卡阻、故障狀態(tài)下多次啟動電機及電機非正常工作，也會導致電機短路。

減速箱除本身軸承質量可能存在問題外，其他故障主要是過載導致的齒輪疲勞磨損、軸封密閉失效而導致漏油和軸承失效等，需要根據(jù)定期的鐵譜分析結果及時采取處理措施。

液力耦合器失效主要是由于密封漏水導致的，會直接造成驅動失效。正常情況下，液力耦合器密封會由于疲勞而出現(xiàn)老化失效，特殊情況下如過載等，會導致液力耦合器因受沖擊而引發(fā)密封失效。

2.4 其他故障分析

轉載機除上述常見故障外，還存在卡阻停車故障、過載停機故障、溜槽結構件故障、控制程序故障等。

(1)卡阻停車故障。大塊物料卡塞刮板，刮板脫落卡住機尾鏈輪，刮板輸送機刮板斷裂，采煤機滑靴斷裂、掉落到轉載機溜槽內，均會導致轉載機在刮板處卡阻，造成轉載機停車和無法正常開機工作。

(2)過載停機故障。采煤機工作面需要轉載的原煤量超出轉載機負荷、采煤機牽引速度過快導致刮板輸送機負荷過大引起物料堆積，引發(fā)轉載機開關故障和移變跳閘。

(3)溜槽結構件故障。轉載機中板、底板、機頭分鏈板由于磨損而出現(xiàn)斷裂、焊接處開焊和結構件的連接件中起連接作用的固定螺栓松動等溜槽結構件故障都會引發(fā)刮板卡阻、鏈條斷裂等故障。

(4)控制程序故障。受電壓失穩(wěn)、控制程序混亂、通信模塊故障等各類因素影響，轉載機控制系統(tǒng)程序故障，轉載機無法正常工作。

3 轉載機故障防治

轉載機工作環(huán)境較為復雜，需要完成原煤、矸石等物料的運輸，混雜的大塊木、鐵質器具和原煤、矸石等都會造成轉載機超負載運行及卡阻等問題，損壞驅動電機和鏈輪，因此應嚴格控制轉載機運輸負荷，避免超負荷運轉和運輸大型器具。

同時，轉載機應加強日常檢查和維護，定期、不定期緊固各類緊固件，避免螺栓松動；加強對設備底板等處浮煤的日常清理，檢查底板是否出現(xiàn)變形、槽體間啞鈴是否出現(xiàn)松動和斷裂；重點巡查轉載機機尾處是否出現(xiàn)煤炭外溢，油封層是否被破壞；由于軸承內潤滑油受到污染時會導致軸承腐蝕，因此應定期清理機尾處雜物，及時補償或更換軸承潤滑油。

槽體底板、鏈條、齒輪等構配件容易磨損，對其適當進行表面強化，可提高強度和耐磨性。如可以通過堆焊或DRF-2數(shù)控等離子熔覆等工藝提高槽體底板強度，通過特殊熱處理或熔覆鉻鐵基合金層提高鏈條和齒輪強度。聯(lián)軸器內的齒輪保護，應著重確保零配件充分潤滑，避免高溫干磨。轉載機司機應由專人進行崗前培訓，確保司機能正確、規(guī)范地進行設備操作，避免人為原因造成的轉載機頻繁緊急停車、超負荷強行運行等誤操作，降低轉載機故障的發(fā)生率。

4 結 論

通過具體分析煤礦橋式轉載機常見的刮板故障、鏈輪與鏈條故障、動力系統(tǒng)故障等，提出避免超負荷運轉、加強日常檢查和維護、提高易磨損配件強度和耐磨性、確保重要活動零配件的潤滑、加大崗前培訓力度等措施，避免轉載機故障，有效提高轉載機工作的可靠性。