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摘要：机械化开采是现代煤矿企业生产过程中的主流形式，对于机械设备的使用来说，只有保证其机械设备的完整性、性能作用发挥性才能够更好的发挥其使用价值。在煤矿生产中，挖掘机的使用率非常高，是露天采矿中不可缺少的重要机械设备，但是矿用挖掘机在使用过程中，电缆卷筒不能转动会直接影响采矿进展，如何才能有效的对矿用挖掘机电缆卷筒不能转动进行故障排查，是本文重点研究的课题。
关键词：煤矿开采；矿用挖掘机；电缆卷筒；故障排查
矿用挖掘机在煤矿露天开采中已被广泛应用，并且有着非常重要的应用作用，但是随着挖掘机的使用率越来越高，作业量越来越大，挖掘机的系统故障问题就会经常发生，其中电缆卷筒不能转动就是常见的一种故障现象，为了有效促进电缆卷筒高效运行，则需要对故障排查措施加以科学研究，结合矿用挖掘机的电缆卷筒故障现象，对电缆卷筒系统进行分析，并了解电缆卷筒的工作原理，采用科学的故障排查方法进行故障排查，再分析其故障原因与维修途径。
一、矿用挖掘机电缆卷筒故障基本情况
本文是以机械式矿用正铲挖掘机电缆卷筒为故障分析对象，其故障现象为驱动的电缆卷筒系统不能有效进行转动，需要对其故障进行检查。在故障出现后，对支架系统、钢结构、电缆系统中的轴承装置、排缆装置、传动机构、轨道以及马达装置等进行全面排查，任何一个环节出现故障都有可能会引起矿用正铲式挖掘机电缆卷筒发生不转动的情况，并且这些系统问题的存在也会影响到矿用正铲式挖掘机的整体使用性，缩减使用寿命，降低性能发挥，影响煤矿开采效率。
二、挖掘机电缆卷筒系统的组成
机械式矿用正铲挖掘机中的電缆卷筒系统是由安装支座、钢结构、卷筒装置、马达驱动装置、排缆机构、顶盖及保护罩、轴承润滑装置、电气控制系统等多个部件组成。每一个部件都有着独特的作用，并且元件之间的关系紧密，任何一个元件出现故障问题，都会影响到整个电缆卷筒的正常运行，因此加强电缆卷筒不能转动的故障排查，还需要对其部件的各项功能以及电缆卷筒的工作原理加以了解。只有全面掌握相关知识，才能够对电缆卷筒结构了解，才能够对故障问题做出有效排查。
三、电缆卷筒的工作原理
1）安装支架将电缆卷筒与主机进行连接，上部的连接杆中间带有正反设计的螺纹，拧动中间的连接杆，可以调整电缆卷筒相对主机的水平程度，外部设有锁紧螺母，当位置调整好后将螺母锁紧。下部为支点销式连接，焊在履带架的法兰外表面。
2）钢结构的主要作用是支撑卷筒并安装辅助元件，保证各传动件之间能平稳运转，同时也是各部件安装的平台，保证其他运行机构正常工作。
3）卷筒用于缠绕或排放电缆，通过两端部轴承座的螺栓整体固定在钢结构上，轴承座内设置有轴承。理论上卷筒每转一圈，排缆机构横向移动一个电缆节距。
4）排缆机构主要包括排缆装置、传动机构及轨道。排缆机构的作用是使电缆的缠绕和排放有序进行，让缆绳能够均匀有序地在卷筒上缠绕和排放。排缆装置主要由四组垂直放置和两组水平放置的导辊对夹在其中的缆绳进行限制，同时通过链传动带动整个排缆机构、卷筒和挖掘机行走机构同步运行。排缆传动机构主要由两套链传动，一套单级减速机等组成，它的作用是通过主动链轮的带动，再经过一系列从动链轮的作用，使得排缆机构的运行速度与卷筒和行走机构的速度保持恒定比值。
5）马达装置主要用于驱动卷筒的转动，卷筒转动的速度可通过调整马达的流量来实现。电缆卷筒的卷绕速度和行走速度匹配，每转一圈排缆装置大约走一个电缆节距，当挖掘机挖完一个掌子面时，开动挖掘机前进，电缆卷筒旋转，缩放电缆，当挖掘机往后退时，通过电缆卷筒的缠绕，将电缆收起来，以免将电缆压坏，发生危险。
四、电缆卷筒不转动问题原因及改进措施
1、高压滑环及定位方式的问题与改进
高压滑环固定方式不科学，采用悬臂梁结构固定形式，将高压滑环固定在电缆卷筒轴上，而碳刷需要在卷筒外侧与滑环箱相互固定，而卷筒外側的板材粗糙不平整，牢固性不可靠，同轴度也将无法得到基本保障，当高压滑环出现不稳时，电缆卷筒运行也会受到影响，不转动是极有可能发生，所以在故障排查时，要对高压滑环结构进行检查。改进措施：将高压滑环与电缆卷筒轴视为一个整体，采用加定位轴承的方式，进行固定，并对安装零件以及卷筒外侧的板材进行加工，以达到要求标准，保证同轴度，促进电缆卷筒平稳运行。
2、单级减速机的固定问题与改进
单级减速机出现连接不可靠也会导致电缆卷筒不转动情况发生，这主要是因为连接板上的螺栓与单级减速机之间出现松动，焊接技术不到位，所使用的固定螺栓数量少，不能确保牢固性。改进措施：加强螺栓的合理使用性，并采用专业的焊接技术，对其科学、有效固定，通常要保证单级减速机与连接板的两端固定性。
3、排缆装置问题与改进
在电缆卷筒安装时，电缆材料进入施工现场时，底部连接板与电缆之间发生摩擦，导致电缆的完整性受损，电缆的绝缘部位出现破裂、折断现象，电缆在实际电能输送时就会出现漏电问题，不但会造成周边物体的连电、失火等危险，还导致电缆卷筒结构烧坏，无法转动。改进措施：加强对导向辊直径与底部连接板的圆弧外径的科学设计，给电缆进入预留足够空间，减少摩擦。将内侧导向辊的电缆出口间隙减小，外侧间隙大一些，内外不再相等，这样电缆可以很顺利地进入排缆装置，将出口减小，电缆可以很规则地卷缠卷筒上。电缆卷筒不转动故障排查时，要对电缆的完整性进行检测，一经发现问题需要及时改正。
4、顶盖问题与改进
由于挖掘机使用工况条件比较恶劣，现场粉尘较大，所以电缆卷筒上部设有顶盖保护装置，以往设计的顶盖只是在侧面单项减速机、排缆机构第 1 个大链轮处和换向器上部设有维修窗口，但是在现场维修时需要将大的顶盖拆下，维护工作量大，一旦故障排查与维修不及时，就会导致不转动情况发生。改进措施：在需要维护的顶盖处增设小的维修窗口，提高方便性，为故障排查创建良好的便利条件。
5、轴承润滑装置问题与改进
轴承润滑装置不合理，就会导致润滑效果差，在电缆卷筒长期转动下，容易出现轴承干磨，热量快速增长，进而发生烧毁机体的问题，也就无法继续转动了。改进措施：增加轴承润滑装置，通过软管接头接到链条保护罩开孔处，这样可以方便地对轴承进行润滑。
经过上述改进方法后，电缆卷筒的使用效率提高，外部电缆收放自如，排缆机构底部连接板不再磨损电缆，同时保证了高压滑环的同轴度要求，轴承增加了润滑装置，避免轴承的干摩擦导致的损坏，单级减速机固定牢靠，同时也对保护罩结构进行了改进设计，增加了 4 个观察小窗口，更方便对排缆机构链轮进行维护。有效提高电缆卷筒的运行效率，降低不转动的发生几率。
结语：在煤矿露天开采中，挖掘机的使用性能直接影响到开采效率与进展，而能够影响挖掘机性能作用发挥的则是挖掘机机体结构中的部件故障，其中电缆卷筒部件一旦发生故障，就会终止正常运行，为了有效的提高挖掘机使用效率，就必须要对电缆卷筒故障进行有效排查，并结合电缆卷筒的组成与工作原理分析，对矿用正铲式挖掘机电缆卷筒不转动问题进行针对性解决，只要找到故障原因，才能做出正确的解决方案，因此，研究矿用正铲式挖掘机电缆卷筒不转动故障排查是非常有意义的。
参考文献：
[1]许玉明，王晓明，张永明，等.大型矿用挖掘机电缆卷筒装置改进[J].科技创新与生产力，2014（9）；
[2]张秀廷，张梓轩.大型移动设备长距离供电电缆自动收放装置的改进[J].冶金经济与管理，2016（2）；
[3]李瑞斌，韩鹏.基于Adams的矿用挖掘机提升卷筒轴向受力分析[C]//msc50周年庆典暨中国区用户大会.2013.
关键词：煤矿开采；矿用挖掘机；电缆卷筒；故障排查
矿用挖掘机在煤矿露天开采中已被广泛应用，并且有着非常重要的应用作用，但是随着挖掘机的使用率越来越高，作业量越来越大，挖掘机的系统故障问题就会经常发生，其中电缆卷筒不能转动就是常见的一种故障现象，为了有效促进电缆卷筒高效运行，则需要对故障排查措施加以科学研究，结合矿用挖掘机的电缆卷筒故障现象，对电缆卷筒系统进行分析，并了解电缆卷筒的工作原理，采用科学的故障排查方法进行故障排查，再分析其故障原因与维修途径。
一、矿用挖掘机电缆卷筒故障基本情况
本文是以机械式矿用正铲挖掘机电缆卷筒为故障分析对象，其故障现象为驱动的电缆卷筒系统不能有效进行转动，需要对其故障进行检查。在故障出现后，对支架系统、钢结构、电缆系统中的轴承装置、排缆装置、传动机构、轨道以及马达装置等进行全面排查，任何一个环节出现故障都有可能会引起矿用正铲式挖掘机电缆卷筒发生不转动的情况，并且这些系统问题的存在也会影响到矿用正铲式挖掘机的整体使用性，缩减使用寿命，降低性能发挥，影响煤矿开采效率。
二、挖掘机电缆卷筒系统的组成
机械式矿用正铲挖掘机中的電缆卷筒系统是由安装支座、钢结构、卷筒装置、马达驱动装置、排缆机构、顶盖及保护罩、轴承润滑装置、电气控制系统等多个部件组成。每一个部件都有着独特的作用，并且元件之间的关系紧密，任何一个元件出现故障问题，都会影响到整个电缆卷筒的正常运行，因此加强电缆卷筒不能转动的故障排查，还需要对其部件的各项功能以及电缆卷筒的工作原理加以了解。只有全面掌握相关知识，才能够对电缆卷筒结构了解，才能够对故障问题做出有效排查。
三、电缆卷筒的工作原理
1）安装支架将电缆卷筒与主机进行连接，上部的连接杆中间带有正反设计的螺纹，拧动中间的连接杆，可以调整电缆卷筒相对主机的水平程度，外部设有锁紧螺母，当位置调整好后将螺母锁紧。下部为支点销式连接，焊在履带架的法兰外表面。
2）钢结构的主要作用是支撑卷筒并安装辅助元件，保证各传动件之间能平稳运转，同时也是各部件安装的平台，保证其他运行机构正常工作。
3）卷筒用于缠绕或排放电缆，通过两端部轴承座的螺栓整体固定在钢结构上，轴承座内设置有轴承。理论上卷筒每转一圈，排缆机构横向移动一个电缆节距。
4）排缆机构主要包括排缆装置、传动机构及轨道。排缆机构的作用是使电缆的缠绕和排放有序进行，让缆绳能够均匀有序地在卷筒上缠绕和排放。排缆装置主要由四组垂直放置和两组水平放置的导辊对夹在其中的缆绳进行限制，同时通过链传动带动整个排缆机构、卷筒和挖掘机行走机构同步运行。排缆传动机构主要由两套链传动，一套单级减速机等组成，它的作用是通过主动链轮的带动，再经过一系列从动链轮的作用，使得排缆机构的运行速度与卷筒和行走机构的速度保持恒定比值。
5）马达装置主要用于驱动卷筒的转动，卷筒转动的速度可通过调整马达的流量来实现。电缆卷筒的卷绕速度和行走速度匹配，每转一圈排缆装置大约走一个电缆节距，当挖掘机挖完一个掌子面时，开动挖掘机前进，电缆卷筒旋转，缩放电缆，当挖掘机往后退时，通过电缆卷筒的缠绕，将电缆收起来，以免将电缆压坏，发生危险。
四、电缆卷筒不转动问题原因及改进措施
1、高压滑环及定位方式的问题与改进
高压滑环固定方式不科学，采用悬臂梁结构固定形式，将高压滑环固定在电缆卷筒轴上，而碳刷需要在卷筒外侧与滑环箱相互固定，而卷筒外側的板材粗糙不平整，牢固性不可靠，同轴度也将无法得到基本保障，当高压滑环出现不稳时，电缆卷筒运行也会受到影响，不转动是极有可能发生，所以在故障排查时，要对高压滑环结构进行检查。改进措施：将高压滑环与电缆卷筒轴视为一个整体，采用加定位轴承的方式，进行固定，并对安装零件以及卷筒外侧的板材进行加工，以达到要求标准，保证同轴度，促进电缆卷筒平稳运行。
2、单级减速机的固定问题与改进
单级减速机出现连接不可靠也会导致电缆卷筒不转动情况发生，这主要是因为连接板上的螺栓与单级减速机之间出现松动，焊接技术不到位，所使用的固定螺栓数量少，不能确保牢固性。改进措施：加强螺栓的合理使用性，并采用专业的焊接技术，对其科学、有效固定，通常要保证单级减速机与连接板的两端固定性。
3、排缆装置问题与改进
在电缆卷筒安装时，电缆材料进入施工现场时，底部连接板与电缆之间发生摩擦，导致电缆的完整性受损，电缆的绝缘部位出现破裂、折断现象，电缆在实际电能输送时就会出现漏电问题，不但会造成周边物体的连电、失火等危险，还导致电缆卷筒结构烧坏，无法转动。改进措施：加强对导向辊直径与底部连接板的圆弧外径的科学设计，给电缆进入预留足够空间，减少摩擦。将内侧导向辊的电缆出口间隙减小，外侧间隙大一些，内外不再相等，这样电缆可以很顺利地进入排缆装置，将出口减小，电缆可以很规则地卷缠卷筒上。电缆卷筒不转动故障排查时，要对电缆的完整性进行检测，一经发现问题需要及时改正。
4、顶盖问题与改进
由于挖掘机使用工况条件比较恶劣，现场粉尘较大，所以电缆卷筒上部设有顶盖保护装置，以往设计的顶盖只是在侧面单项减速机、排缆机构第 1 个大链轮处和换向器上部设有维修窗口，但是在现场维修时需要将大的顶盖拆下，维护工作量大，一旦故障排查与维修不及时，就会导致不转动情况发生。改进措施：在需要维护的顶盖处增设小的维修窗口，提高方便性，为故障排查创建良好的便利条件。
5、轴承润滑装置问题与改进
轴承润滑装置不合理，就会导致润滑效果差，在电缆卷筒长期转动下，容易出现轴承干磨，热量快速增长，进而发生烧毁机体的问题，也就无法继续转动了。改进措施：增加轴承润滑装置，通过软管接头接到链条保护罩开孔处，这样可以方便地对轴承进行润滑。
经过上述改进方法后，电缆卷筒的使用效率提高，外部电缆收放自如，排缆机构底部连接板不再磨损电缆，同时保证了高压滑环的同轴度要求，轴承增加了润滑装置，避免轴承的干摩擦导致的损坏，单级减速机固定牢靠，同时也对保护罩结构进行了改进设计，增加了 4 个观察小窗口，更方便对排缆机构链轮进行维护。有效提高电缆卷筒的运行效率，降低不转动的发生几率。
结语：在煤矿露天开采中，挖掘机的使用性能直接影响到开采效率与进展，而能够影响挖掘机性能作用发挥的则是挖掘机机体结构中的部件故障，其中电缆卷筒部件一旦发生故障，就会终止正常运行，为了有效的提高挖掘机使用效率，就必须要对电缆卷筒故障进行有效排查，并结合电缆卷筒的组成与工作原理分析，对矿用正铲式挖掘机电缆卷筒不转动问题进行针对性解决，只要找到故障原因，才能做出正确的解决方案，因此，研究矿用正铲式挖掘机电缆卷筒不转动故障排查是非常有意义的。
参考文献：
[1]许玉明，王晓明，张永明，等.大型矿用挖掘机电缆卷筒装置改进[J].科技创新与生产力，2014（9）；
[2]张秀廷，张梓轩.大型移动设备长距离供电电缆自动收放装置的改进[J].冶金经济与管理，2016（2）；
[3]李瑞斌，韩鹏.基于Adams的矿用挖掘机提升卷筒轴向受力分析[C]//msc50周年庆典暨中国区用户大会.2013.