采煤机电动机的故障及检修分析

刘夏峰

（同煤集团云冈矿机电科，山西 大同 037003）

引言

随着社会科技的发展，煤矿生产业已经逐渐步入到机械化和现代化生产中，其中采煤机是重要的设备之一，大容量采煤机组的开发与普及是当前的总趋势。采煤机它是一个大型的复杂系统，集机械、电气和液压为一体。但是由于煤矿生产业恶劣的工作环境，采煤机电动机故障时有发生，这些故障往往中断了整个采煤工作，使得经济损失巨大。而且由于如今的采煤机电动机功能的不断完善，采煤机的结构及组成也越来越复杂，相对应发生故障的原因也随之复杂起来。根据采煤机电动机的工况，该类电动机必须具有较高的起动转矩、堵转矩和较小的起动电流，因此电动机采用双鼠笼式深槽转子。

1 采煤机电动机组分析

由于采煤机组的大容量开发和普及，大功率采煤机电动机已经取代了小功率电动机，现在的大型煤矿大多采用300kW～400kW 的电动机来进行采煤工作。由于采煤机电动机功率的加强，机械和电气的强度也随之增大。大功率采煤机将使用承载能力相对较强的硬绕组电动机来取代原先的软绕组形式，并与之紧密联合在一起形成一个整体。由于采煤机特殊的工作性质，齿轮直接把电动机与机械部分联合在一起，通过带载全压直接起动。起动转矩和堵转矩相对较高，起动电流较小，而深槽转子则采用了双鼠笼式。由于煤矿恶劣的井下条件，采煤机电动机的维修显得极为不方便。由于采煤机为连续型生产方式，整个生产过程系统化，整体化的紧密联系在一起，因此如果其中某个环节出现了问题，则整个生产系统都将全面停止，损失巨大。所以对于煤矿生产行业来说，采煤机电动机的质量和寿命显得尤为重要。

2 采煤机电动机在检修过程存在的问题分析

2.1 定子绕组的绝缘强度

采煤机电动机的使用寿命和电动机的定子绕组的质量息息相关，如今的电动机多使用硬绕组模式，而绕组绝缘则直接影响着绕组的质量。在电动机运行过程中，定子绕组绝缘承受着从发热到冷却再到发热的周期性变化，加上煤矿井下的湿润环境，加速了绝缘的老化。而且由于井下特殊的工作环境，绝缘表面覆盖着油垢、煤尘，使得线圈受潮加剧，从而使绝缘产生了物理、化学变化，加快了绝缘的老化。而且由于电动机的频繁启动，定子线圈在电磁力的影响下容易产生位移，促使绝缘发生损破。由于定子绕组绝缘的焊接部位是薄弱环节，在焊接时容易受到损伤。即使是硬绕组线圈，在嵌线和弯折的过程中都容易是绝缘发生破损。除此之外，在分解电机时，由于固定的不够，线圈容易松动，且密封引线使用的硅橡胶容易与电机发生化学反应，这也使得绝缘发生破损，从而产生放电现象。因此针对定子绕组的检修，可以采取以下措施：定期清洗、检查定子绕组，进行干燥处理，在达到绝缘要求后进行重新浸漆，然后在线圈表面涂抹硅橡胶；在线圈弯折时加强绝缘，采用聚酰亚胺薄膜条1／2 包三层；在分解电机时，采用适应匹毡，将线圈的铁芯部位固定好；在焊接时，用长度大于15mm 石棉绳将焊接处的绝缘包好，采用银焊条焊接，避免焊接时损伤定子绕组绝缘。

2.2 鼠笼转子及其笼条

如今采煤机电动机的深槽转子大多为双鼠笼式，它的起动转矩较高，但是由于电动机不断地运行和频繁的启动，转子笼条容易发生断裂。这是因为笼条在机器运行过程中受到离心力和电磁力的影响易产生弯曲变形，加上电动机启动时电流增大导致温度升高，端环受热产生膨胀，笼条也相应产生弯曲变形，达到一定极限后笼条便发生断裂现象。加上笼条的选材问题和端环设计问题以及端环与笼条焊接时的疏忽使之出现损伤，笼条断裂发生的几率也相应提高。因此为了增加笼条强度，采煤机电动机的转子笼条尽量选用锰黄铜，采用银焊条焊接端环和笼条，增强端环强度，增大横截面积。

2.3 转子轴轴向串动问题

由于电动机特殊的工作环境和工作性质，转子轴磨损力度较大，加上电磁力和外来机械力的影响，轴向串动量过大，易导致滚动轴承与转轴发生研死现象，固定轴承变形松动，导致轴承内小盖研死。因此为了解决这些问题，第一，要定期检查轴承室的尺寸，确保尺寸合适不会引起转轴轴向串动过大，一般来说，轴承室尺寸为内外小盖之1∶3 尺寸以及两轴承的宽度加上挡圈厚度的总尺寸。第二，定期检查转子以及定子的铁芯位置，确保电动机合理安装，第三，尽量采用空心轴作为转轴，并进行水冷却。转子轴花键矩形花键在采煤机电动机的转子轴中多为常见，由于自身较大的接触面积，能传递的负荷量也较大，使转子轴的损耗程度较小。侧面为矩形花键的工作表面，常常受到挤压，因此花键的根部也受到影响，容易发生弯曲现象等。由于采煤机电动机的使用频率偏高，所以花键轴齿常受到不同程度的磨损，磨损范围在1mm～5mm 之间不等。主要原因是由于电动机工艺问题，花键的硬度和强度不够一致，齿轮的强度和硬度往往高于键槽的强度和硬度，配合性不够一致，因此常常受到负荷的冲击，导致花键的损耗程度加剧。因此为了解决这个问题，应该进一步提高工艺手法，选择正确的转轴材料，是花键的强度硬度达到一致，调节自身配合度，提高装配质量。

2.4 电动机的振动和噪音

电动机极易发生振动和产生噪音。原因有以下几种可能：第一，转子笼条发生断裂现象；第二，收到电磁力和机械力的影响，转子笼条与铁芯槽内过松发生轴向串动，引发振动和噪音；第三，由于转子焊接方法的不适合转子结构，材料质量问题引起开焊现象，转子不平衡；第四，定子，转子的铁芯在电磁力的影响下发生振动。为了解决以上问题，可以定期更换笼条，对笼条进行局部补焊，定期检查定子和转子的铁芯外涨量等。

3 结语

随着采煤机电动机功率的逐渐增加，电动机的问题也相对复杂起来，所以电动机的检修质量与煤矿的生产安全息息相关，通过对采煤机电动机的检修，需及时分析问题并马上解决问题，不断地改进工业技术，增加检测手段，跟踪检修质量，确保电动机能够安全有效的运行。本文从定子绕组的绝缘强度，鼠笼转子及其笼条，转子轴轴向串动问题，电动机的振动和噪音四个方面进行了全面的分析探讨，以供同行参考。

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