采煤机电气部件故障诊断及安全运行策略

姚稳 赵勇

摘 要：随着我国经济的迅速发展，我国的煤炭企业也取得了突飞猛进的进步，科技水平的不断提高推动了我国煤炭企业向着大型化、现代化发展，因此我国对煤炭企业采煤机运行的稳定性、电气设备的安全性有着严格的要求。随着煤炭的需求量越来越大，采煤机的工作效率也越来越高，导致采煤机电气系统的更新走向复杂化，同时电气部件的故障诊断和安全运行也得不到有力的保障。

关键词：采煤机；电气部件；故障诊断；安全运行策略

中图分类号：TD63+2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）25-0130-02

Abstract： With the rapid development of our country's scientific research economy， the coal enterprises of our country have also made great progress， and the continuous improvement of the level of science and technology has promoted the development of our country's coal enterprises towards large-scale and modernized development. Therefore， China has strict requirements for the stability of shearer operation and the safety of electrical equipment in coal enterprises. With the increasing demand for coal， the efficiency of shearer is getting higher and higher， which leads to the complexity of the electrical system renewal of shearer. At the same time， the fault diagnosis and safe operation of electrical components can not be effectively guaranteed.

Keywords： shearer； electrical components； fault diagnosis； safe operation strategy

1 概述

最近几年，由于我国煤炭的地质含矸量高、煤层复杂、煤层的强度也比较大，导致采煤机在工作的过程中可能会遇到坚硬的基石和煤层，最终会导致采煤机的各项电气部件发生剧烈的晃动、断线、接头松动等各种不利的现象。由于采煤机工作运行的环境条件比较恶劣，再加上采煤机电气部件故障诊断和安全运行得不到有力的保障，大大增加了采煤机在煤炭开采过程中出现故障概率。因此为了避免这种情况的发生，我国需要有针对性地对采煤机进行分析和研究，不断的完善它的结构设计，提高采煤机和电气部件使用的可靠性，为采煤机的正常运行奠定夯实基础。

2 采煤机电气控制系统的概述

采煤机是我国煤炭业开采中最主要机械工具，想要采煤机安全的应用到煤炭业，就要充分了解、掌握采煤机的电气系统结构，才能对电气部件的故障诊断和安全运行提出有效的管理措施。接下来就以KXJT1-132/320BP采煤机装载着MG132/320-WD电牵引采煤机来分析电气控制系统和电气的组成部分，这种采煤机是一种多个电机可以同时驱动的采煤机，电机的位置都是横向布置的，电控系统中的交流调速系统可以驱动采煤机牵引。采煤机主要是由滚筒、左右牵引、左右遥臂及框架构成。其中采煤机的电控系统主要是由三个独立的电控箱构成。

3 采煤机电气组成部分的叙述

采煤机会携带一个具有安全型、防爆的电控箱装载着电牵引采煤机的电控设备，而这个电控设备的衔接系统繁琐复杂。这个电控系统是由主控系统、交流调速系统及主回路等一些其他系统构成，而且电控系统规定的额定运行电压为1.14kV。其中电控系统中的主回路是高电压回路，它是由开关、真空式接触器、截割机等电气部件构成。而主控系统的组成部件比较多，其中有操作站、工控机、遥控器、主控器等，种类比较多样化，核心组成部件也比较多。主控系统中的主控器选用的产品是日本松下可编程的控制器，工控机使用的产品是5.7寸的大屏幕显示器，操作站是通过串行传输的方式把数据上传到主控器上，这种系统具有操作简单、检修方便、便于维护等优点。

4 电气设备的分析

4.1 电控箱

电控箱主要是由接线腔和隔爆腔构成，接线腔的主要作用是引入接线，而隔爆腔的作用是和电气部件相衔接、安置电气部件。而采煤机的启动、停机、运输的控制按钮就设置在电控箱的正下方、采煤机的显示器设置在电控箱的正面，这样采煤机左右牵引是否合理、截割是否合理、是否零位都可以在电控箱正面的显示器上看到，方便调整和观察。另外在电控箱正面的盖板上还设计了几个电气元件，分别是隔离开关和采煤机停机按钮，这两个电气元之间有着紧密的联系，如果想要启动隔离开关，首先得需要启动采煤机停机按鈕，接线腔的设置是在电控箱的上面。

4.2 电动机

我国采煤机电动机有不同的类型，不同类型的电动机有着不同的功能，就以YBC-200型电动机举例来介绍电动机的结构，它就是专门使用在有甲烷、爆炸性煤层中，这种电动机工作时的海拔高度≤1000米，周围工作环境的温度≤40度。这种电动机是专门使用在煤层中防止爆炸的一种三相异步电动机；这种主要是通过凉水来冷却，它内部的接线盒主要是由钢板焊接构成的，然后把接线盒安装在机座的合理位置，接线盒内部设置有专门接地装置、机座上也设置有专门接地的装置；电动机的内部还设置了继电保护装置；电动机还专门设置了装油孔，但在注油的时候一定要控制润滑脂的量，过多会导致轴轮运动太快、轴承的温度就会越来越高导致轴承出现损坏现象。

4.3 电磁阀腔

采煤机泵箱里的电磁腔内有着好几种功能的电磁阀，如：功控电磁阀、调逮电磁阀，电磁阀可以和液压传动箱内的油管相连，主要的连接方式是通过阀座连接块来完成。电磁阀的基本运行原理首先是电控系统向下一步发出信息，然后电磁铁就可以通电，这时电磁铁可以吸住磁铁，导致电磁阀的阀芯不停的运动，这样就实现了电磁阀转换方向。当轴承运行到一定的位置时，在弹簧力的作用下电磁阀可以在中心的位置保持平衡。采煤机电磁阀采用的是一种电磁铁，直流湿式电磁铁，因为这种电磁铁在工作运行的过程中可以减小摩擦力、使摩擦温度降低，优化了电磁阀的运行结构、提高了电磁阀运行的安全性。

5 采煤机电气部件的故障诊断及解决对策

5.1 采煤机不能启动的故障分析及解决对策

当采煤机出现不能启动问题时，我们要从电气部分分析，找出采煤机出现问题的根本原因，然后可以有针对性对采煤机出现的故障进行诊断，才能保证采煤机安全运行的可靠性、安全性。（1）如果采煤机出现不能启动问题，要仔细检查左边急转按钮有没有忘记解锁，控制线接头是否出现短路或者接触不良的现象，整流二极管有没有因为电流过大而烧坏；（2）检查磁力启动器有没有通电，位置是否异常，是不是移动到远控位置上，如果这两个点都没有问题，就从别的地方找原因，然后把远控的控制开关设置成近控，然后打开开关观察采煤机是否能被启动，出现启动说明开关没问题，没有启动说明这个开关有问题，需要对开关进行检修。（3）对电控系统中的主回路进行检查，看回路是否畅通，对回路的开关、线路、各个按钮都要仔细诊断。（4）采煤机不启动还有一个重要的因素，看采煤机的电动机电源有无破相现象。（5）采煤机的工作负荷如果比较大，重负荷情况下是会造成采煤机不能启动。（6）采煤机有自动保护回路的功能，保护回路需要设置水压接点，如果忘记加水就启动电动机，采煤机不会启动。

5.2 采煤机启动不能自护的故障分析及解决对策

（1）采煤机启动之后，手柄板在“启动”的地方没有停留足够的时间。（2）采煤机设置的继电保护装置出现问题，烧毁或者接触不良。（3）控制变压器的一、二次熔断器因电路通电不当导致熔断器或者控制变压器熔断，线路接触不良或者无法通电，造成熔断器或者控制变压器无法起到保护电路的作用。（4）采煤机电动机里的热继电器没有复位，导致采煤机电动机没有自我保护的功能。

5.3 采煤机不能电牵引的故障分析及解决对策

（1）如果采煤机不能实现电牵引，可能是功控超载电磁铁在衔接的时候方向接反，或者这个电气部件本身受到了损坏，不能使用。（2）松闸电磁铁使用时，必须注意一点，松闸电磁铁在牵引手把过零以后不可以松闸，否则采煤机不能电牵引。（3）如果采煤机不能电牵引的影响因素不是以上两点，其余的影响因素都属于电压方面。

5.4 停机之后、解锁自启的故障分析及解决对策

（1）按过急停按钮以后，启动手把没有恢复到完全停机的位置。（2）启动按钮的衔接处出现问题，可能出现接点黏接。（3）电路的保护装置出现衔接粘接。

5.5 输送机不启动的故障分析及解决对策

（1）采煤机的工作运行按钮忘记解锁，所以输送机无法被启动。（2）控制回路通电不畅通，出现了短路或者断路。（3）磁力启动器损坏不能正常运行，导致输送机不能启动。

5.6 采煤机遥臂升降系统的故障分析及解决对策

（1）如果采煤机遥臂升降系统出现异常，首先检测PLC部分输入时有没有出现传输错误，导致采煤机遥臂不能正常的运行。（2）检测PLC输出继电器运行时是否出现故障或者接触不良。（3）仔细检测电磁阀和线路有没有损坏和接触不良，然后再检测电磁阀阀芯和制动阀阀芯有无堵塞现象，导致遥臂不能恢复到中位。（4）如果采煤机遥臂不能运行，除了以上几点诊断方法，还要检测电磁阀的运行电源有没有出现故障；检测液压系统和管路有没有出现接触不良和损坏；检测电磁阀的内部有没有出现断路、短路，电磁阀的外部有没有损坏和接触不良。

5.7 瓦斯断电仪、传感器的故障分析和解决对策

（1）如果瓦斯断电仪工作时显示的数值是错误的，首先需要检修、更换瓦斯断电仪，然后针对分析情况及时的找相关工作人员或者联系厂家对瓦斯断电仪进行校正。（2）如果采煤机运行时没有自我保护装置，停机之后再开机瓦斯出现超额现象，首先检测周围的瓦斯有没有出现超额现象，如果没有出现超额现象，就对瓦斯传感器的衔接情况、运行情况进行检测，看是否接触不良、断路、短路，然后根据检查的情况进行处理。

6 结束语

电气部件的安全运行是采煤机可靠性运行的基础，因此提高电气部件的可靠性、实用性是我国采煤机制造业共同追求的目标。但是最近几年随着我国采煤技术的不断创新、不断开发，采煤机电气设备结构的复杂程度也逐日增加，导致采煤机发生异常的影响因素也越来越复杂、采煤机的电氣部件的故障也越来越难诊断。因此我们需要不断优化完善电气部件的设计、掌握采煤机电气部件出现故障的原因，才能从根本上提高采煤机的工作效率、保证采煤机安全运行，推动我国煤炭企业的健康可持续发展。

参考文献：

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