JOY10SC32-48B型梭车电气常见故障分析 与控制探讨

林广旭

(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西 太原 030006)

随着大规模粗放型开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，且长壁开采后的残留煤柱、不能布置长壁的残采煤区、不规则块段等煤炭储量却在逐年上升，“三下”压煤量也很大。短壁机械化开采在房柱式采煤、回收边角煤以及长壁开采的煤巷快速掘进中得到了广泛的应用，在单产、单进作业过程中创出十分可观的效益，为世界采煤界所公认。梭车是短壁机械化开采设备中的关键配套设备之一，是一种集装煤、运煤、行走、卸煤等于一体的综合机组，主要用于连续采煤机或掘锚机处装煤，运输至给料破碎机或连运头车处卸煤，具有200m距离内双向驾驶功能，频繁往复运行于装卸点之间运输煤炭，实现采煤工作面煤炭的短距离运输，大幅度地提高短壁机械化开采的生产效率，降低工人的劳动强度[1-3]。

JOY10SC32-48B型梭车(以下简称梭车)在井下使用过程中，由于电气系统比较复杂、工作条件恶劣、工作时间长、维护不到位等原因，导致不同程度的电气故障，直接影响生产效率。结合多年实际大修和现场使用与维护经验，提出排除故障办法，探讨降低使用故障率和提高可靠性的改进措施。

1 梭车结构特点

梭车由机架、驾驶操纵、液压系统、行走转向系统、输送系统、电气系统等组成，如图1所示。该设备由拖曳电缆供电，采用整体机架结构，全轮转向系统由两台行走电机—行走电机减速器—短传动轴—轮边减速器—长传动轴—轮边减速器驱动，转向传动机构由安装在机架两侧的转向油缸推动空间拉杆机构连接上下转向臂来完成转向，输送系统由一台异步电动机通过输送减速器将扭矩传递给机头链轮，带动刮板链组件，从而达到物料转载和卸载的目的。液压系统控制转向、运输升降、制动等，制动系统有工作制动、紧急制动和驻车制动。电气系统由主电控箱、操作箱、传感器组件、照明组件等组成，主要用于控制行走电机、转运电机、油泵电机、传感反馈、照明等。设备运行由加速踏板控制，通过正转/反转切换开关实现双向驾驶[4，5]。

图1 10SC32-48B型梭车结构示意图

2 典型电气故障与排除

梭车电气系统较为复杂，在煤矿井下使用过程中，潮湿、粉尘等环境因素对电气元器件的性能产生影响，导致设备出现不同的电气故障[6]。结合现场实际，分析说明两种具有代表性的典型电气故障。

2.1 梭车油泵无法启动电气故障

2.1.1 故障描述

梭车在运煤过程中，油泵电机突然停机，导致行走不能运行。显示器显示正常，断电复位后，重新启动油泵电机无法运行。

2.1.2 油泵电路工作原理

梭车故障显示面板中急停、油温、低油位、漏电保护、制动压力开关等故障显示无异常，油泵电机保护电路原理图如图2所示，电源3经过急停开关ES2节点3A、急停开关ES1节点4、油温开关OTS节点9、油位开关OLS节点12、接地测试开关ETS至节点4A给油泵启动控制回路供电。

图2 油泵电机保护电路原理图

图3 油泵电机启动电路原理图

油泵电机启动电路原理图如图3所示，电源由节点4A经过油泵/行走转换开关至节点101到运输机转换开关节点6A，通过脚踏开关节点55给油泵启动时间继电器TIM3供电，油泵主接触器CNA由时间继电器延时闭合触点，行走热过载继电器、油泵热过载继电器、漏电保护器等保护常闭触点进行控制，触发油泵主接触器CNA线圈通电，进而使其主触头CNA动作，油泵电机主回路电路图如图4所示，油泵电机通电启动，自保触头节点5-55闭合。

图4 油泵电机主回路电路图

2.1.3 故障原因分析

通过对油泵电路分析，可判断油泵电机无法启动存在的故障有以下几个方面：①急停开关未开启或损坏；②液压油箱高油温保护；③液压油箱低油位保护；④漏电测试装置保护；⑤接地测试开关、泵和行走开关、脚踏开关、运输机开关触点故障；⑥延时继电器故障；⑦行走热继电器故障；⑧油泵热继电器故障；⑨油泵主接触器线圈或触点故障。

根据油泵电机无法启动故障信息，通过欧姆法-电压法结合的方式，分析故障步骤如下：

1)判断节点3至油泵/行走转换开关节点4A线路通断，确认电源供电至油泵/行走转换开关(4A节点)的线路完好，说明油泵启动保护回路无故障。

2)判断接地测试开关6-5、泵和行走开关4-3、脚踏开关2-1、运输机开关8-7触点通断情况，所有触点在转换开关旋转相应闭合位置，均导通，判断转换开关完好。

3漏电测试装置在通电状态下，触点6-7导通，节点E5-8A线路完好，行走热继电器节点60A-60-61线路导通，油泵热继电器节点61-62-E5线路导通，判断油泵主接触器CNA线圈前端线路完好。

4)在时间继电器TIM3线圈回路节点55-2之间与主接触器CNA线圈节点60A-2之间均完好情况下，通电启动油泵开关后，时间继电器线圈动作，计时后延时闭合触点未能闭合，导致主接触器CNA线圈节点55-60A之间不能导通，故确认油泵电机无法启动故障为时间继电器延时闭合触点损坏。

2.1.4 故障处理及注意事项

油泵电机无法启动故障为时间继电器延时闭合触点损坏，损坏触头无法修复，更换时间继电器后，油泵电机顺利启动，对设备跟踪一个生产班后，故障未再次出现。

更换时间继电器注意事项：①使用相同厂家和型号配件，提高电气系统运行可靠性；②时间继电器延时时间设置要同原机时间相匹配；③更换时间继电器时，接线准确，避免毛刺，防止电气系统产生其它故障[7，8]。

2.2 梭车无法行走电气故障

2.2.1 故障描述

梭车油泵电机启动后，行走系统一侧无动作，另一侧完好，设备断电重新启动油泵电机，故障无法排除，故障显示器无故障显示。

2.2.2 行走电路工作原理

梭车行走系统由触发器控制两个可控硅整流桥，驱动两台行走电机行走，油泵电机运转后，主接触器辅助触点闭合，保护开关3CB闭合，节点3-33导通，与电源节点2为触发器供电，行走转换开关输出节点10B经过行走接触器辅助触点CRR和CLR常闭触点与触发器节点L形成正转输入，15B经过行走接触器辅助触点CRF和CLF常闭触点与触发器节点R形成反转输入，10B和15B分别经过行走接触器辅助触点CRR、CLR和CRF、CLF常开触点与触发器节点SCR ON形成触发信号。泵和行走转换开关输出的节点40与触发器节点AA为速度2信号，节点50与触发器节点EE为速度3信号。触发器输出节点E为行走直流接触器左正转输出、节点A为行走直流接触器左反转输出、节点B为行走直流接触器右正转输出、节点F为行走直流接触器右反转输出，四个行走直流接触器输出回路分别由相应常闭辅助触头进行互锁。行走系统控制回路原理图如图5所示。

图5 行走系统控制回路原理图

行走系统主回路原理图如图6所示。电路的工作过程为：行走断路器(2CB)闭合后，电源变压器为可控硅整流桥提供三相交流电压，可控硅整流桥整流输出的直流电压“+L”和“-L”分别传送到直流电机绕组上，行走转换开关正反转的选择和触发器的控制，使直流接触器主触点闭合或断开，控制直流行走电机的正反转运行。

图6 行走系统主回路原理图

2.2.3 故障原因分析

通过对行走系统电路分析，可判断设备无法行走存在的故障有以下几个方面：①油泵主接触器辅助触头断路；②保护开关(3CB)故障；③触发器电源故障或损坏；④行走方向转换开关、泵和行走开关或脚踏开关触点故障；⑤行走直流接触器故障；⑥行走系统可控硅故障；⑦直流行走电机故障。

根据设备无法行走故障信息，通过欧姆法-电压法结合的方式，分析故障步骤如下：

1)油泵运行，测试触发器节点33-2之间存在110V电压，说明油泵主接触器辅助触点和保护开关(3CB)导通，触发器供电正常。

2)测试可控硅整理桥，110V供电电压正常，可控硅整流桥整流输出“+L”和“-L”之间直流电压正常，查找直流电机接线，无虚接、打火状况。判断可控硅、直流行走电机接线完好。

3)旋转行走方向开关、泵和行走转换开关或脚踏开关旋转相应闭合位置，测试触发器节点10/15、50/40与电源节点2均存在110V电压，节点110与电源节点2正转输入时存在110V电压，反转输入时无110V电压，输出节点11、111与电源节点2存在110V电压，输出节点16、116与电源节点2无110V电压，正转输入可听到直流接触器“啪啪”吸合响声。判断反转输入时触发器触发节点10B-110断路，查出直流接触器辅助开关常开节点损坏，判断出设备故障原因。

2.2.4 故障处理及注意事项

设备故障处理方法为更换损坏的辅助开关，安装过程注意事项为：辅助开关作为电气连锁装置，是由主触点机械接触动作的，接触块稍微用力压在转子上，辅助开关将发出听得见咔哒响声，如果动作太快，调整固定架。

电气连锁辅助开关的调整直接影响行走系统的使用稳定性，所以，维护保养人员必须定期检查辅助开关的间隙调整，确保设备稳定运行。

3 降低电气系统故障率的措施

3.1 加强设备的日常巡检

梭车日常巡检和维护保养，应由具有一定实际操作经验或者专职的设备维保人员负责，形成规范化、程序化的记录表格。根据梭车结构特点以及处理故障经验，对其必检的表格项、出现过的故障点、易磨损、易老化、易变形的部位，按照维护使用说明书进行检查和故障判定。同时，启动设备各系统，验证设备运行状况，依据前期运行经验判断设备运行有无异常，记录在相应表格内，便于不同班组人员及时掌握设备状况，利于提高生产效率。特别注意一点，设备维保人员必须由专人负责，每班开机前进行关键部位检查[9，10]。

3.2 完善元部件质量与装配工艺标准

梭车电气元部件的质量和装配工艺直接影响电气系统运行的可靠性，电气元部件质量控制非常关键，首先，要保证元部件的匹配性，不能将原机配件使用其他品牌相类似配件代替；其次，严格控制元部件采购渠道，杜绝翻新件和高仿件的使用，防止对电气系统其他元部件的干扰和损坏，确保误动作的发生；最后，装配过程中，严格按照制定的装配工艺标准进行安装，避免由于接触不良、固定不稳、毛刺处理不当而引起的其他故障。

3.3 提升元部件与整机设备性能测试

电气元部件和电气系统的性能测试是至关重要的。从设备大修实践角度，梭车电气系统性能测试没有方法和手段，通过设计专用加载试验台的方式，达到设备性能提升的目的，包括：①验证整机电气系统设置的各项技术参数；②模拟井下使用工况，对整机系统进行加载测试，提高设备运行的可靠性；③通过设备验证结果与模拟工况数据对比，分析技术参数与设计要求的一致性，便于技术参数优化；④判断元部件的好坏，能够及时、准确的判断故障和分析故障，使维保人员得到详实的技术交流。

3.4 制定实际工况监测、监控及诊断方案

应用先进的传感器技术、网络技术，制定实时在线监测、诊断系统，通过传感器将关键电气元部件的电压、电流、温度等信号进行转换、处理、上传，积累存储数据，分析各重要参数曲线变化情况，调用故障数据库，判断故障类型，提示维保人员预处理方法，能够使维保人员迅速掌握设备运行状况，有效的降低设备故障率，保证设备开机时间，提高工作效率。

4 结 语

梭车在使用过程中发生电气故障，直接影响生产效率，造成较大的经济损失。本文从设备结构、电气系统典型故障、实际故障处理方法以及降低设备故障率措施方面进行总结，对设备现场故障处理和维护保养具有借鉴意义。

1)熟悉梭车整机结构，能够详细分析电气系统原理图及各回路动作原理。

2)结合故障具体情况，依据电气系统原理图逐个节点分析故障，判断出故障原因进行排除。

3)通过排除故障的积累，加强对设备日常检修的保养与维护，全面建设元部件质量和装配工艺体系。

4)加强电气元部件检测、检验手段、完善整机设备性能测试，制定实际工况监测、监控及诊断方案，降低设备故障率。