故障树法在刮板输送机主要部件故障分析中的应用

宋海峰

(大同煤矿集团有限责任公司煤峪口矿)



故障树法在刮板输送机主要部件故障分析中的应用

宋海峰

(大同煤矿集团有限责任公司煤峪口矿)

摘要刮板输送机是煤炭运输系统中的重要一环，随着现代化矿井建设和煤矿机械化程度的提高，对刮板输送机连续性生产的要求也越来越高，但由于生产环境恶劣，刮板输送机常常发生故障而需要停机修复。为减少故障发生及便于发生故障后快速维修，采用故障树分析法，分析了刮板输送机发生故障原因，制定了确保刮板输送机可靠运行的措施，保障了煤矿正常生产。

关键词刮板输送机溜槽刮板链故障树

刮板输送机是煤矿运输系统的重要组成部分，刮板输送机的健康运行是采煤过程连续高效的重要保障[1-3]。由于井下恶劣的工作环境，造成刮板输送机易损坏而无法正常工作，影响煤矿的正常生产。本文分析了刮板输送机出现故障的原因及其分类，采用故障树分析法分析刮板输送机的故障问题，进而采取有效措施，减少刮板输送机的故障率，提高采煤效率。

1　故障树概述

故障树分析法主要是利用逻辑学理论，分析结果可靠性强，分类清晰，方便工作人员的理解和应用。故障树分析法主要是从定量和定性两方面对所研究的系统故障进行分析，定量分析是指已知所研究系统可能发生的所有故障种类和可靠性参数，计算各故障发生的可能性和安全性；定性分析是指在不掌握系统可能发生的所有故障可能概率，或只希望掌握所有故障中主要故障的分析。

定性分析是故障树分析过程中最常用的方式。定性分析工作主要包括以下两点：①建立故障树，做出顶事件(指系统故障本身)和最小割集的故障模型(指各种故障情况)，并列出所有的最小割集；②判断故障薄弱环节，提出检修意见。包括顶事件发生的所有可能性，最小割集越多，说明导致故障出现的可能就越多。基本事件少的最小割集比基本事件多的最小割集对故障发生的影响程度大，更容易导致系统故障的发生，可以对基本事件少的最小割集增加基本事件，以提高系统的可靠性。通过故障树分析，可以发现故障发生的规律、存在的漏洞和最小割集对故障发生的影响程度，为故障的预防和补救提供依据。

2　刮板输送机主要故障分析

刮板输送机主要由机头、机尾、刮板链、中部溜槽和挡煤板等部分组成，其中机头、机尾、刮板链组、电动机、减速器等是最容易出现故障的部位，其故障概率如图1所示。

图1　刮板输送机各种故障的概率示意

2.1刮板链组典型故障

刮板链组主要用于拉动刮板输送机的运行，其运转过程中受静力拉伸及摩擦等因素影响，容易出现以下状况[4]：①刮板链磨损严重、意外冲击损伤，导致刮板链断裂，停止生产；②由于机身不平，刮板受外力过大而弯曲，导致刮板一部分脱出溜槽出现飘链；③由于机头不正或刮板链过松等，致使刮板链脱出链轮，如脱链严重则直接导致运煤停止。

2.2机头、机尾故障

由于金属等杂物的进入，头、尾部的压顶子不稳等原因，导致输送机机头、机尾倒翻，影响煤炭运输。

3　刮板输送机主要故障的故障树分析

3.1溜槽故障树建立

溜槽部件最多，刮板链是其最薄弱的部分，建立刮板链故障树，结果如图2、图3所示，各因素含义如表1、表2所示。

图2　中部溜槽故障树示意

图3　刮板链故障树示意表1　中部溜槽故障树各因素含义

因素E1E2E3x1x2x3含义磨损开焊断裂质量问题维护问题设计缺陷

表2　刮板链故障树各因素含义

3.2故障树定性分析

根据图2计算最小割集：

T=E1+E2+E3=x1x2+x1x2x3+x1+x2.

(1)

从式(1)结果可以看出，在中部溜槽故障中，维护和质量是导致故障的主要原因，一旦出现必然导致顶事件发生，而设计缺陷只有在维护问题和质量问题发生时才起作用，因此，对于中部溜槽来说，要加强生产质量，并在日常生产中注重正确的维护和使用。

根据图3计算最小割集：

(2)

从式(2)可以看出，在刮板链故障中，除了质量问题以外，磨损和腐蚀是导致故障的主要原因，一旦出现必然导致顶事件发生。因此，对于刮板链来说，要选择合适的张力，同时避免井下的腐蚀环境。

4　提高刮板输送机可靠性措施

4.1设计制造

在刮板输送机设计制造阶段，从以下几个方面改善刮板输送机的可靠性：

(1)材料，选择优质材料，确保其安全使用。如轴承、刮板链和链轮应选择强度和韧性较好，且经过实践检验的产品。同时也应该不断的改进这些关键部件的制造工艺，如利用整体焊接技术，生产整体铸焊封底结构作为中部槽，可提高中部槽的强度。

(2)利用链条张力监测系统实时监测和采集刮板链在工作过程中所受外力，并实时分析刮板链受力趋势和规律，当出现受力不均、受力过大等异常情况时，及时停止工作或安排工作人员维修，提高运行可靠性。

(3)设置必要的保护装置，以减小巷道环境对刮板输送机正常运行的影响，可以在中部加装断链保护装置。

(4)选用自移式机尾，可以通过改变架体和固定架体之间的相对运动，确保刮板链的合适张力。

4.2使用

(1)对操作人员进行岗前培训，以保证熟悉设备的结构性能和熟练操作的能力，在生产过程中规范操作。

(2)尽量保证刮板输送机连续工作，减少其启动次数和避免长时间空转。当有故障出现后，工作人员在处理前应该先切断电源。

(3)刮板输送机要铺设平整，当工作面回采巷道凹凸不平时应进行修整，尽量减小刮板输送机的上下起伏；使用液压插板时，尽量减小其与刮板机底的间隙，防治煤炭颗粒进入间隙，造成刮板链的损坏。

5　结　论

为减少刮板输送机故障发生，分析了刮板输送机主要发生故障的部位及发生的原因，提出故障树分析法分析刮板输送机的故障问题及其运行的可靠性措施，为刮板输送机安全运行提供了条件。

参考文献

[1]谢保国,王振伟,武斐斐.刮板输送机常见故障及现场处理方法[J].煤,2010,19 (8):47-48.

[2] 赵勇.浅析刮板输送机常见故障及预防措施化机电信息[J].设备管理与改造，2011(15):89-90.

[3] 秦午鹏.刮板输送机的发展现状与趋势[J].黑龙江纺织,2012(4):30-32.

[4] 史明栓，张超军．SGZ630刮板机减速器常见故障与预防[J]．煤炭技术，2008(27)：22-25．

(收稿日期2016-04-26)

宋海峰(1986—)，男，助理工程师，037041 山西省大同市。