礦用掘進機日常檢修要點分析與故障維修探討

＊杜 健

（晉能控股裝備制造集團有限公司寺河煤礦 山西 048200）

前言

作為巖巷、半巖巷以及井下煤巷中重要的巖煤層破壞工具，掘進機在上世紀中期被我國引用到煤礦開采領域，但是其生產效率極低，同時設備故障也頻繁發生。隨著PLC控制技術的快速發展，我國所使用的煤礦掘進機無論是在機械化程度上，還是在自動化程度上都開始逐漸接近世界領先水平，特別是在設備故障自動診斷技術上。這不僅讓我國掘進機故障發生率得到大幅降低，同時也讓掘進機的生產效率得到有效提升。因此，為了確保掘進機性能能夠滿足煤礦生產需求，設備檢修工作員特意制定了一套科學有效的設備故障檢修維護計劃。

1.煤礦掘進機日常檢修要點

(1)螺栓緊固檢查與維修

掘進機主要由如下八部分共同組成：第一部分水系統，第二部分截割系統，第三部分液壓系統，第四部分鏟板系統，第五部分行走機構，第六部分后支撐，第七部分潤滑系統以及第八部分電氣系統，每一部分又是由眾多機械部件共同組成。特別是掘進機截割系統中的齒座截割頭，上面的接合點都是通過螺栓緊固方式進行連接的，在進行煤礦開采時，因為煤礦地下巖層和截割頭真實接觸，所以截割頭受到巖石所傳遞的反向作用力，導致截割頭表面螺栓松動脫落，從而為煤礦的安全開采埋下隱患。所以，為了避免安全事故的發生，設備檢修工作員必須定期對截割頭緊固螺栓的松動程度進行檢查，假如有螺栓出現松動，就必須對其進行及時緊固，以確保煤礦開采工作的正常進行。圖1所示為齒座截割頭外形圖。

圖1 齒座截割頭示意圖

(2)異物堵塞檢查與維修

因為井下作業環境惡劣，特別是在煤礦掘進開采時，會有大量煤炭粉末顆粒產生，假如掘進機內部出現煤炭粉末顆粒堆積堵塞噴霧嘴，那么就會使煤礦開采效率大幅降低。所以，設備檢修工作員應該對噴霧嘴進行定期檢查維護，假如發現噴霧嘴被粉末顆粒堵塞時，就應該及時采取措施疏通噴霧嘴。

(3)潤滑系統檢查與維修

掘進機主要是由金屬制品組成，當設備正常工作運行時，因為高速運轉導致金屬部件磨損加劇，更有甚者會導致部件斷裂發生不可逆轉損傷。所以，設備檢修工作員應該定期對易磨損部位進行檢查維護，假如在檢查維護時發現連接件之間潤滑劑缺失，就應該及時進行潤滑油添加，以確保掘進機設備的正常運行。

(4)履帶張弛檢查與維修

履帶作為掘進機位移機構的重要組成部分，假如履帶松弛度過大，那么將會對掘進機位移速度產生不利影響，從而影響煤礦開采效率。所以，設備檢修工作員應該定期對履帶張弛度進行檢查，假如在檢查時發現履帶張弛度過大，就應該及時對履帶張弛度進行緊固調整，以確保掘進機設備的正常運行。

(5)冷卻系統檢查與維修

掘進機在煤礦開采時，因為截割頭切割煤層巖石使設備自身受到較大的載荷沖擊，導致液壓泵為吸收載荷沖擊而加速運轉，從而使液壓泵中的液壓油介質溫度升高，假如不及時采取措施對其進行降溫處理，很可能會造成液壓泵受損影響煤礦開采。所以，設備檢修工作員應該定期對液壓冷卻系統進行檢查維護。通過觸摸、溫度測量等方式對冷卻系統進行檢查，假如在檢查時發現冷卻系統存在故障隱患，就應該及時采取對冷卻系統故障進行維修，以確保掘進機設備的正常運行。

(6)電氣系統檢查與維修

電氣系統作為掘進機的電力輸送能源，為掘進機的正常運轉提供了重要能源保證。所以，設備檢修工作員應該定期對電氣系統進行檢查以確保各個電氣觸頭元件的正常接觸。假如在檢查時發現電氣觸頭元件脫落，就應該及時采取對電氣觸頭元件進行重新安裝，以確保掘進機設備的正常運行。

2.煤礦掘進機常見故障的維修策略

掘進機系統主要由如下五部分共同組成：第一部分動力系統，第二部分液壓系統，第三部分執行系統，第四部分控制系統以及第五分部分輔助系統，設備檢修工作員的設備日常檢修維護也是以此為基礎開展進行的。但是，經過現場工作人員統計發現，掘進機系統中最容易發生故障的就是液壓系統，只要液壓系統發生故障，那么整個設備基本上都無法運轉喪失作業功能。因此，通過常見故障對掘進機液壓系統的日常維護保養進行分析與研究。其液壓系統主要構成如圖2所示。

圖2 掘進機液壓系統結構示意圖

(1)液壓油雜質過多

液壓系統組成結構復雜，是由眾多緊密結合部件共同組成。部件之間間隙小，同時每個部件自身還有很多阻尼孔，當掘進機正常運轉時，阻尼孔以及液壓油開始和運動部件頻繁接觸，從而使液壓油中的雜質顆粒逐漸進入到油閥中。而當油閥工作時，因為雜質顆粒的存在導致油閥內部精密部分被磨損，從而使油閥性能失效。除此以外，滲入機體內部的雜質顆粒也會對油泵過濾器進行堵塞，導致液壓油輸送阻力增大，從而使掘進機無法正常工作。所以，設備檢修工作員應該定期對接口處密封圈性能進行檢查維護，因為密封圈大都是橡膠制品，一旦遇到載荷沖擊或者高溫，就會加速密封圈的損壞從而使雜質進入液壓系統。

(2)油溫急劇升高

當掘進機正常掘進時，液壓油工作溫度大約在75℃，當液壓油工作溫度大于75℃時，會導致液壓缸無法正常工作，同時高溫也會加快液壓元件的老化。而這種情況大部分是由于系統設計不合理或工作人員操作不當導致的。針對這類設備故障，設備檢修工作員應該定期對液壓冷卻系統性能進行檢查，同時還要加強對雜質顆粒的排污處理，以此確保液壓系統工作溫度始終保持正常狀態。

(3)溢流閥故障維修

作為液壓系統的重要保護裝置，當掘進機正常工作時，溢流閥不僅可以保護閉式回路，同時還可以保護液壓油缸。所以，檢修人員應該定期對溢流閥進行檢查，如果出現故障應及時進行維修調整，以確保設備的正常運行。溢流閥調整步驟可分為如下四步：第一步，一般情況下溢流閥作為基本液壓控制閥，通常會選擇在四聯控制閥組中進行安裝。當液壓系統不承受沖擊載荷時，可以通過擰入溢流閥來對系統壓力進行調整。但值得注意的是，當擰出閥體時需要提前對溢流閥內部壓力進行清零，以避免閥芯受到損壞。第二步，油缸水平方向擺動，在雙聯單向閥組中安裝溢流閥。因為液壓泵所承受壓力值小于31.5MPa，所以需要調整溢流閥以確保液壓泵壓力值達到34MPa，當溢流閥調整完成后，在轉動切割臂對液壓泵系統壓力值進行調整，直至達到要求值為止。第三步，在蓋板上進行鏟板油缸所需溢流閥安裝，在調整液壓泵系統壓力時，應該先將鏟板進行極限升高操作，然后再通過調整溢流閥來使系統壓力達到18MPa。第四步，為了確保穩定器油缸的正常運行，通常會在分配組中安裝溢流閥。在調整溢流閥之前需要先對穩定器進行極限操作。

3.完善專家系統

隨著近些年來科學技術的快速發展，掘進機專家維修系統在故障檢查方面的優越性逐漸顯現出來。其中，該系統不僅包含了知識數據庫、故障記錄器，同時還包含了學習機、人工智能以及故障報警器等功能模塊，所以，該系統可以對掘進機發生的各種故障進行檢查報警，并且故障檢查快捷高效。其工作原理就是首先要對液壓系統壓力變化、液壓油工作溫度變化以及控制系統輸出變量變化數據采集；其次就是根據壓力、溫度以及輸出變量數據對掘進機的運行狀態進行識別判斷；再次就是對故障進行自動診斷；最后就是將所得到的診斷數據和監測數據相對比，進而判斷診斷結果的準確性。通過專家維修系統不僅讓故障診斷效率得到極大提高，同時還讓故障誤診機率得到有效降低。

4.結語

綜上所述，設備維修人員必須具有極高的責任意識和專業知識水平，才能讓掘進機的煤礦開采效率和使用壽命得到有效提升。所以，在日常檢查過程中，應該逐漸增加設備檢查次數，同時還要對所發現的故障進行及時維修處理。與此同時，還要不斷吸收國外先進經驗以及加強設備維修人員的專業維修知識培訓，為掘進機煤礦開采效率的提高奠定堅實的基礎。