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摘要：电牵引采煤机的内部系统涉及领域广泛，因此故障出现时的种类繁多，且由于机械内部构造复杂，使得故障排除的时间相对较长。文章从电牵引采煤机的结构入手，详细阐述了电牵引采煤机常见故障的类别，并剖析了各故障产生的内在原因，进而提出了电牵引采煤机的日常使用和维护要点。
关键词：电牵引采煤机；故障诊断；日常维护
中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）02-0099-02
随着资源开采的深入和矿井规模的增大，电牵引采煤机逐渐取代水采和其他传统采煤机，成为煤炭开采的主要设备之一，而由于电牵引采煤机系统复杂且工作环境恶劣，既会受到围岩掉落的冲击，又会受到煤尘、滴淋水的侵蚀，设备的运行环境不够稳定，导致各类故障时有发生，严重影响了矿井生产的效率和安全。电牵引采煤机主要由割煤装置、牵引装置、动力装置和复述设备四部分组成，其内部系统涉及到机械、自动化、液压传动、电气等各领域的技术，所以其一旦出现故障，维修难度和维修周期要远高于其他采煤机。要想更好地利用电牵引式采煤机提高矿井生产效率、降低矿井生产安全隐患，就必须从日常维护入手，提高电牵引采煤机的日常故障排查速度，通过一定方式降低故障频率，从而实现设备的正常运转，以此推动矿井生产经济效益和安全系数的提升。
1 电牵引采煤机故障分类及原因分析
1.1 机械部分故障
1.1.1 轴承故障。电牵引采煤机的牵引部和截割部分别有各自的电动机驱动，中间经过多级齿轮减速增大转矩，其中的轴承有2O多对，甚至更多。尽管设计之初已考虑使用条件，但由于具体工作环境的不同造成轴承故障频发。最容易出现故障的是采煤机牵引行走链轮，由于负荷大、载荷不均，会发生支承轴承磨损或滚动体破裂等情况。它的严重损坏会影响到链轮轴、链轮及与其相啮合的其他零件，进而导致其他零件的损伤。采煤机摇臂部位也极易发生轴承损伤故障。由于摇臂频繁升降，润滑状况较差，各传动轴受力大且不均衡，致使此部位轴承经常发生故障。
1.1.2 牵引传动箱壳体破裂。此类故障出现的频率较低，牵引传动箱的外壳主要成分为铸件，因此强度较高，不容易被外力所破坏。但是由于牵引传动箱外壳铸铁分布并不均匀，上部与下部的强度并不一致，因此当滑靴和下壳体同时受到外界高强度的作用力时，就有可能会因受力不均出现破裂的现象。一般出现此情况是由于机组斜切进尺时的刮板输送机出现大于三度的硬弯处对机组外壳产生不均匀作用力，从而出现下部壳体破裂，导致机械运行故障。
1.1.3 其他机械系统故障。采煤过程中的冲击、振动会引起载荷分布不断发生变化，这种变化会造成联结松动、齿轮传动系统和联结处发生磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障往往都不同程度地产生发热，引起温度升高，进而加剧某些部件受载恶化，发生断裂和损伤。此外像制造、安装误差和使用不当等也会引起机械系统不同部位、不同程度的故障，从而导致整个系统发生故障。
1.2 液压系统故障
电牵引采煤机的液压系统主要用于摇臂的调高。
1.2.1 摇臂不动作。如果出现两摇臂同时不调高的情况，有以下四个方面的原因：若高压表无压力显示，则说明是液压泵损坏，及时更换即可；若压力表有显示则检查是否发生系统主油管路损坏泄漏，若是要及时更换油管；还有可能是高压安全阀失灵，压力达不到规定压力值，此时要更换高压安全阀；再有可能是调高油缸损坏泄漏严重或内部咬死，及时更换调高油缸。如果出现单侧摇臂不调高则原因很多，需要对单侧摇臂的液压回路进行仔细检查。可能是手动换向阀出现故障，也可能是单侧调高油缸密封不严发生泄漏或液压锁发生故障。需要依据实际情况做出不同的处理。
1.2.2 摇臂自动下降。摇臂是受内部系统控制的，主要是由自动化系统发出指令，指挥液压传动装置来实现摇臂的位置变化，因此如果摇臂自动下降，可以从自动化系统和液压系统两个方面来排除故障。如果是自动化系统出现故障，则可以从电控箱、分线盒等位置连接处的电缆进行排查；如果是液压传动装置问题，则可以从液压装置密封程度、液压管路是否有破损等方面入手进行排查。
1.3 电机及电气系统故障
1.3.1 变频器故障。作为电牵引采煤机的最关键部位，变频器的完好程度直接关系到整个机械运转的安全性能，变频器是整个电牵引采煤机的核心控制部位，采煤过程中的任何动作都需要由该部位输出指令，再通过信号传输系统、液压传动系统和机械连动装置实现目标动作。在采煤过程中的碰撞压力、机械构造不正常带来的压力（如刮板输送机过载、不正常弯曲等现象）等都会对变频器造成冲击，降低内部元件的使用寿命，最终引起故障。
1.3.2 电机轴承部位损坏。这主要是因为电机的轴承部位受力不均匀造成的，一方面可能是电机轴承两端的受力平衡出现变化，另一方面也可能是装配过程中的端口接触不平滑导致的后期运行摩擦阻力加大，从而造成了电机轴承部位的过大磨损，直至出现损坏。一旦该部位损坏，电机就会停止运转。
2 电牵引采煤机维护要点
要想降低电牵引采煤机的故障出现频率，就必须从其日常使用和维护方面入手，优化其运行环境，对易损件和重要部位进行定期维护，从而提高其运行稳定程度，延长其使用周期，从源头遏制故障的出现。在实际煤炭开采过程中，需要从以下四个方面入手，对电牵引采煤机进行维护：
（1）严格按照检修周期对其各部位的连接装置进行检查，机械连接装置要保证润滑度，管道连接装置要保证畅通无结点。
（2）在需要添加润滑油的部位，必须严格按照规定类型的润滑剂进行添加，确保机械运转灵活。
（3）在机械运行状态下判断机械运转声音是否正常，判断杂音出现的位置和原因，及时进行安全隐患排除，并通过触摸方式熟悉机械运行时的各部位温差，从而积累维修经验。
（4）机械运行过程中要采取喷雾降尘、定期清理机械表面浮煤等方式来降低环境对机械使用寿命的
影响。
3 结语
虽然当前电牵引采煤机的实际工作效率受到了故障排除层面的影响，使得其维护时间成本过高，但是我们应该看到，电牵引采煤机是高度自动化的采煤机械，其正常运行时的采煤效率和安全系数远高于传统采煤机械。并且随着针对电牵引采煤机故障排除方面的研究不断深入，一系列的快速排查故障、快速检修电牵引采煤机的新技术和手段正在不断出现，这些都在一定程度上优化了电牵引采煤机的使用环境，也为大面积推广电牵引采煤机提供了技术支持。只要不断地完善电牵引采煤机的日常维护技术和制度，就一定能够降低其故障发生率；只要不断优化故障排除技术，就一定能够降低其维修时间成本。随着电牵引采煤机故障影响程度的持续降低，其在提高矿井生产效率方面的效果将逐步提升。
参考文献
[1] 吴坚，蒙艳玫，黄云奇.CLIPS在数控机床故障
诊断专家系统中的应用[J].装备制造技术，
2008，（4）.
[2] 贾凯，李浩，熊晓航.PSO-BP神经网络采煤机截
割系统故障诊断[J].辽宁工业大学学报（自然科
学版），2010，（3）.
[3] 潘茂庆，查国云，惠克翔，张有来.基于CLIPS的
专家系统在机载航炮故障分析中的应用[J].火炮
发射与控制学报，2002，（3）.
[4] 朱启建，逄杰文，孙晓伟.采煤机故障诊断专家
系统的知识表示与知识获取[J].山东矿业学院学
报（自然科学版），1999，（3）.
[5] 白雪，雷荣孝，李悦，李奇安.基于CLIPS的延迟
焦化焦炭塔生产操作专家系统的设计和实现[J].
长春理工大学学报（自然科学版），2010，（2）.
作者简介：尹江波（1986—），男，山西昔阳人，阳泉华越创力采掘机械制造有限公司机电助理工程师，研究方向：机电。
关键词：电牵引采煤机；故障诊断；日常维护
中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）02-0099-02
随着资源开采的深入和矿井规模的增大，电牵引采煤机逐渐取代水采和其他传统采煤机，成为煤炭开采的主要设备之一，而由于电牵引采煤机系统复杂且工作环境恶劣，既会受到围岩掉落的冲击，又会受到煤尘、滴淋水的侵蚀，设备的运行环境不够稳定，导致各类故障时有发生，严重影响了矿井生产的效率和安全。电牵引采煤机主要由割煤装置、牵引装置、动力装置和复述设备四部分组成，其内部系统涉及到机械、自动化、液压传动、电气等各领域的技术，所以其一旦出现故障，维修难度和维修周期要远高于其他采煤机。要想更好地利用电牵引式采煤机提高矿井生产效率、降低矿井生产安全隐患，就必须从日常维护入手，提高电牵引采煤机的日常故障排查速度，通过一定方式降低故障频率，从而实现设备的正常运转，以此推动矿井生产经济效益和安全系数的提升。
1 电牵引采煤机故障分类及原因分析
1.1 机械部分故障
1.1.1 轴承故障。电牵引采煤机的牵引部和截割部分别有各自的电动机驱动，中间经过多级齿轮减速增大转矩，其中的轴承有2O多对，甚至更多。尽管设计之初已考虑使用条件，但由于具体工作环境的不同造成轴承故障频发。最容易出现故障的是采煤机牵引行走链轮，由于负荷大、载荷不均，会发生支承轴承磨损或滚动体破裂等情况。它的严重损坏会影响到链轮轴、链轮及与其相啮合的其他零件，进而导致其他零件的损伤。采煤机摇臂部位也极易发生轴承损伤故障。由于摇臂频繁升降，润滑状况较差，各传动轴受力大且不均衡，致使此部位轴承经常发生故障。
1.1.2 牵引传动箱壳体破裂。此类故障出现的频率较低，牵引传动箱的外壳主要成分为铸件，因此强度较高，不容易被外力所破坏。但是由于牵引传动箱外壳铸铁分布并不均匀，上部与下部的强度并不一致，因此当滑靴和下壳体同时受到外界高强度的作用力时，就有可能会因受力不均出现破裂的现象。一般出现此情况是由于机组斜切进尺时的刮板输送机出现大于三度的硬弯处对机组外壳产生不均匀作用力，从而出现下部壳体破裂，导致机械运行故障。
1.1.3 其他机械系统故障。采煤过程中的冲击、振动会引起载荷分布不断发生变化，这种变化会造成联结松动、齿轮传动系统和联结处发生磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障往往都不同程度地产生发热，引起温度升高，进而加剧某些部件受载恶化，发生断裂和损伤。此外像制造、安装误差和使用不当等也会引起机械系统不同部位、不同程度的故障，从而导致整个系统发生故障。
1.2 液压系统故障
电牵引采煤机的液压系统主要用于摇臂的调高。
1.2.1 摇臂不动作。如果出现两摇臂同时不调高的情况，有以下四个方面的原因：若高压表无压力显示，则说明是液压泵损坏，及时更换即可；若压力表有显示则检查是否发生系统主油管路损坏泄漏，若是要及时更换油管；还有可能是高压安全阀失灵，压力达不到规定压力值，此时要更换高压安全阀；再有可能是调高油缸损坏泄漏严重或内部咬死，及时更换调高油缸。如果出现单侧摇臂不调高则原因很多，需要对单侧摇臂的液压回路进行仔细检查。可能是手动换向阀出现故障，也可能是单侧调高油缸密封不严发生泄漏或液压锁发生故障。需要依据实际情况做出不同的处理。
1.2.2 摇臂自动下降。摇臂是受内部系统控制的，主要是由自动化系统发出指令，指挥液压传动装置来实现摇臂的位置变化，因此如果摇臂自动下降，可以从自动化系统和液压系统两个方面来排除故障。如果是自动化系统出现故障，则可以从电控箱、分线盒等位置连接处的电缆进行排查；如果是液压传动装置问题，则可以从液压装置密封程度、液压管路是否有破损等方面入手进行排查。
1.3 电机及电气系统故障
1.3.1 变频器故障。作为电牵引采煤机的最关键部位，变频器的完好程度直接关系到整个机械运转的安全性能，变频器是整个电牵引采煤机的核心控制部位，采煤过程中的任何动作都需要由该部位输出指令，再通过信号传输系统、液压传动系统和机械连动装置实现目标动作。在采煤过程中的碰撞压力、机械构造不正常带来的压力（如刮板输送机过载、不正常弯曲等现象）等都会对变频器造成冲击，降低内部元件的使用寿命，最终引起故障。
1.3.2 电机轴承部位损坏。这主要是因为电机的轴承部位受力不均匀造成的，一方面可能是电机轴承两端的受力平衡出现变化，另一方面也可能是装配过程中的端口接触不平滑导致的后期运行摩擦阻力加大，从而造成了电机轴承部位的过大磨损，直至出现损坏。一旦该部位损坏，电机就会停止运转。
2 电牵引采煤机维护要点
要想降低电牵引采煤机的故障出现频率，就必须从其日常使用和维护方面入手，优化其运行环境，对易损件和重要部位进行定期维护，从而提高其运行稳定程度，延长其使用周期，从源头遏制故障的出现。在实际煤炭开采过程中，需要从以下四个方面入手，对电牵引采煤机进行维护：
（1）严格按照检修周期对其各部位的连接装置进行检查，机械连接装置要保证润滑度，管道连接装置要保证畅通无结点。
（2）在需要添加润滑油的部位，必须严格按照规定类型的润滑剂进行添加，确保机械运转灵活。
（3）在机械运行状态下判断机械运转声音是否正常，判断杂音出现的位置和原因，及时进行安全隐患排除，并通过触摸方式熟悉机械运行时的各部位温差，从而积累维修经验。
（4）机械运行过程中要采取喷雾降尘、定期清理机械表面浮煤等方式来降低环境对机械使用寿命的
影响。
3 结语
虽然当前电牵引采煤机的实际工作效率受到了故障排除层面的影响，使得其维护时间成本过高，但是我们应该看到，电牵引采煤机是高度自动化的采煤机械，其正常运行时的采煤效率和安全系数远高于传统采煤机械。并且随着针对电牵引采煤机故障排除方面的研究不断深入，一系列的快速排查故障、快速检修电牵引采煤机的新技术和手段正在不断出现，这些都在一定程度上优化了电牵引采煤机的使用环境，也为大面积推广电牵引采煤机提供了技术支持。只要不断地完善电牵引采煤机的日常维护技术和制度，就一定能够降低其故障发生率；只要不断优化故障排除技术，就一定能够降低其维修时间成本。随着电牵引采煤机故障影响程度的持续降低，其在提高矿井生产效率方面的效果将逐步提升。
参考文献
[1] 吴坚，蒙艳玫，黄云奇.CLIPS在数控机床故障
诊断专家系统中的应用[J].装备制造技术，
2008，（4）.
[2] 贾凯，李浩，熊晓航.PSO-BP神经网络采煤机截
割系统故障诊断[J].辽宁工业大学学报（自然科
学版），2010，（3）.
[3] 潘茂庆，查国云，惠克翔，张有来.基于CLIPS的
专家系统在机载航炮故障分析中的应用[J].火炮
发射与控制学报，2002，（3）.
[4] 朱启建，逄杰文，孙晓伟.采煤机故障诊断专家
系统的知识表示与知识获取[J].山东矿业学院学
报（自然科学版），1999，（3）.
[5] 白雪，雷荣孝，李悦，李奇安.基于CLIPS的延迟
焦化焦炭塔生产操作专家系统的设计和实现[J].
长春理工大学学报（自然科学版），2010，（2）.
作者简介：尹江波（1986—），男，山西昔阳人，阳泉华越创力采掘机械制造有限公司机电助理工程师，研究方向：机电。