矿山刮板输送机常见故障分析

李俊

（山西汾西矿业集团矿山设备管理中心，山西介休032000）

引言

刮板输送机是综采工作面三机配套的核心设备之一，主要应用场所是综采工作面和顺槽，目前长臂式工作面无法由其他运输设备代替[1-2]。其基本组成部分包括机头组成部分（电机、减速器等）、机尾组成部分（紧链装置、回链装置等）、中间构成部分（中部溜槽、过渡溜槽以及刮板链组件等）和其他附属装置[3]。

1 刮板输送机结构分析

不同综采工作面所用刮板输送机其要求不同，厚煤层综采工作面煤层较厚、采掘方便生产迅速、运输量大，一般用重型刮板输送机。重型刮板输送机运输功率大，为机头机尾双电机驱动，且具有软启动保护装置，机尾处设有紧链装置。中厚煤层相对于厚煤层来说产量小、运输量中等，一般选用中型刮板输送机。中型刮板输送机机头单电机驱动，有软启动保护装置。薄煤层煤储量小、生产速度缓慢、运输量较小，一般选用轻型刮板输送机。轻型刮板输送机电机功率小，机身低矮，无需软启动保护装置[4-5]。

虽然不同煤层所用刮板输送机类型不同，且组成部件种类和布置格局各异，但是其组成结构却基本相同，如图1所示，刮板输送机主要由机头组成部分、机尾组成部分、中间组成部分等其他装置构成。

2 刮板输送机运行故障分析

刮板输送机在运行过程中常会出现传动部件过热、断链、上窜下滑等故障，这些故障严重影响刮板输送机正常运转。对这些故障进行分析，找出故障原因是确保刮板输送机正常运转的关键。

传动部件过热甚至停转主要是由于刮板输送机过载引起，负载过大导致电机、减速器等传动部件超负荷运转，造成传动部件温度过高。其次传动系统设计配置不合理，以大带小功造成浪费，或以小带大导致运行困难，也是引起传动部件过热的重要原因。

图1 刮板输送机构成

此外还有传动部件自身损坏、连接故障等原因，引起过热或停转故障。

刮板输送机出现断链故障的原因具有以下几点：

1）采掘效率的提高使得刮板输送机在运行过程中常常满负荷运转，两链轮磨损不对称，导致两链条受力不均，从而引起断链事故。

2）刮板链在运行过程中被刚性异物卡阻，或溜槽接缝处不平滑，勾住刮板或链环，使刮板链所受冲击增大，引起链条故障。

3）刮板输送机停机前未卸载，再次启动时满负荷启动，造成链条张力突然增大，引起刮板链断裂。

4）刮板链磨损严重，强度降低，运行过程中受冲击力反复作用，引起疲劳破坏导致链条断裂。

5）刮板链连接环螺栓松动或缺失，导致连接点受力不均，牵引力过大时，连接环易折断，引起断链故障。

综采工作面刮板输送机上窜下滑容易引发机械事故，影响综采工作面工程质量，降低生产效率，增加安全事故隐患。分析其原因是伪倾斜角度选择不合理，当推移刮板输送机时，沿工作面向上的分力同底板与巷道的摩擦力，以及刮板输送机重力沿倾斜面方向的分力，三力不平衡，使得推移时造成的上窜量无法补偿下滑量，从而造成上窜下滑故障。

3 刮板输送机主要机构故障分析

刮板输送机由多个机构组成，这些机构在运转使用时会出现各种各样的异常状况，从而导致整机瘫痪无法运行，着重分析组成机构的故障点和类型，有利于及时发现刮板输送机故障来源，提高检修效率，确保运行安全。

3.1 电机故障分析

电机是刮板输送机动力源，要想使刮板输送机运转起来，首先应该确保电机运行正常。在刮板输送机故障中，电机故障是导致刮板输送机瘫痪主要原因。以新岭煤矿机电资料统计为例，2005—2008年期间矿用22型和40T型刮板输送机电机故障率高的惊人，仅烧损台数达60台，造成经济损失110多万元。造成烧损故障直接原因有超负荷连续点启动、接链时闷车、长时间超负荷运转、人为甩掉过保护等；间接原因有单项运转、过长时间运行、电缆松动、电机受潮、供电电压过大等[2]。由此可见当刮板输送机运行异常状况会首先反馈到电机上，引起电压、电流变化，因此对电机的故障分析能确保在电机烧损前对其进行维护，保证刮板输送机正常运行，降低经济损失，保证安全生产[3]。

电机常见故障为电机启动故障、工作温度过高、运转声音异常等，其故障原因主要为负载过大、供电异常和电机自身故障等，监测点为电压、电流、前轴温度、后轴温度等。

3.2 减速器故障分析

减速器是刮板输送机电机转矩的传动装置，减速器运行状况的良好与否，将直接影响到刮板输送机的正常与安全运行，目前煤矿井下刮板输送机减速器尚缺少安全保护和工况监测措施。减速器是在全密封状态下，靠齿轮啮合传动，轴和轴承发生相对摩擦运动，人工检修困难。当刮板输送机超负荷运转时，减速器齿轮工作负担加重，产生的热量增加，导致内部零部件和润滑油温度升高异常[5]。如果出现漏油、润滑油过少、轴承润滑不够、齿轮啮合不正、轴承磨损和损坏等异常情况，极易导致减速器功能失效，影响煤矿的安全生产。因此及时掌握减速器的故障源，准确找到故障点，是保证刮板输送机正常运行的重要部分。

减速器常见故障是减速器外壳过热、减速器漏油、减速器运转声音异常、减速器油温过高等，故障主要原因为润滑油不合格、齿轮故障和箱体故障等，监测点为油温、油位和油液清洁度。

3.3 链条故障分析

刮板链是刮板输送机运输物料的直接施力构件，链条运转距离长，受恶劣复杂的工况环境（如潮湿、腐蚀、疲劳、冲击等）影响明显。据综采工作面上刮板输送机在运行数据统计表明，约63%的故障停机是牵引机构故障引起的，其中因刮板链断链造成的停机工时占41.5%。

安德森公司设计生产的LM500型号刮板输送机的断链频率为平均每运送5～6万t煤就会发生一次断链故障；日本三井三池生产的MSD型刮板输送机运煤量是8～10万t断链一次；国产80T型刮板输送机运煤量仅有1.5～2万t就会出现一次断链事故。正常修复断链劳动力约为7.6人次每时，接链耗时约为3～4 h，影响煤炭出产400～500 t，延误生产带来的经济损失不容忽视。因此保证刮板输送机链条连续稳定运行是煤炭快速运输的前提。对刮板链传动过程中出现的故障原因的深入分析和研究也是非常必要的。刮板链常见故障有断链、掉链、飘链等，故障原因主要为运行故障和链环自身故障，监测位置选取机头链轮、机尾链轮、过渡槽链条垂度。

3.4 中部槽故障分析

中部槽是刮板输送机的主体部分，是煤炭运送的主要承载体。中部槽承受采煤机的压力，液压支架的推、拉力，大块岩石、煤块高位降落的冲击力和卡死溜槽的挤压力等。在运输过程中，承受煤、矸石、刮板和链条等坚硬物质的剧烈摩擦，是损耗量最大的部件。由于工况复杂恶劣，中部槽的毁坏形式除了主要的摩擦磨损、腐蚀磨损外，还有连接构件的断裂和槽体严重变形。刮板输送机的停机失效，由于中部槽损坏引起故障占很大一部分比例。中部槽体积大、重量大、维修困难，它的正常使用对刮板输送机而言尤其重要，因此综合研究分析中部槽故障，是提高刮板输送机运行效率的前提。中部槽常见故障为磨损失效，可以通过监测中板和底板厚度来判断故障情况。

3.5 液力偶合器故障分析

液力偶合器是连接电机和减速器的液力传动元件，柔性连接主传动轴和从动轴，等值传递转矩。按功能可划分为普通型、限矩型、调速型等。液力偶合器不仅结构简单、性能可靠、寿命长，而且很好的改善刮板输送机电机与减速器之间的传递品质，节约了能源。重型刮板输送机使用液力偶合器传递扭矩，能确保电机低载起动，提高起动能力，降低对减速器的冲击、隔离扭震。

由于液力偶合器在带转、拖转工况下发热量较大，所以当刮板输送机长时间处于超负载载运行时，液力偶合器的泵轮转速较涡轮转速会相差很大，摩擦加剧导致腔内的工作液温度不断升高，极易出现故障，影响刮板输送机的运行。液力偶合器常见故障为液力偶合器打滑、过热、漏油等，故障原因为负载过大、液压油异常和壳体损坏等，可以通过监测油温、油位和油液清洁度来判断其故障情况。

3.6 其他故障

电机、减速器、刮板链等故障是引发刮板输送机失效的主要原因。刮板输送机的其他部位故障还包括，链轮故障：链轮磨损、链轮断齿、链轮轴组件损坏等；紧链装置故障：阻链器损坏、紧链器故障（液压马达故障）；推移装置故障：液压推溜器故障、推溜连接件故障等。这些故障一般较少出现，且容易发现并能够及时处理，因此不作为研究重点。

4 结语

在煤矿生产过程中，刮板输送机出现故障有可能造成严重的后果，为此，煤矿企业必须对刮板输送机运行中的常见故障及安全事故进行细致的研究与分析，并采取有效的预防措施，为煤矿的生产安全提供强有力的保障。

[1]智毅.煤矿综采工作面刮板运输机常见故障和处理对策[J].能源与节能，2016（7）：22-24.

[2]李锐峰.浅谈刮板运输机常见故障及维修方法[J].机械管理开发，2016（3）：83-85.

[3]张小凤.刮板运输机跳链故障的监控与维修[J].科技致富向导，2011（12）：92-94.

[4]李明.掘进机刮板运输机存在的问题及改进设计[J].煤炭工程，2016（11）：16-19.

[5]杨世忠.刮板运输机漂链现象的分析与解决办法[J].化工矿山技术，1985（5）：32-34.