煤矿桥式转载机常见故障分析

赵宇杰

(同煤集团煤峪口矿)

煤矿生产中常通过刮板输送机、皮带输送机等设备将井下开采的煤炭连续不断地运离工作面，桥式转载机是衔接采煤机与输送设备间的运输转载工作的配套设备[1]。刮板输送机、转载机等设备需要随煤炭机械化开采工作面的推进而同步外移，桥式转载机设置在采煤工作面附近，工作环境恶劣；由于输送物料特性，工作时受冲击载荷、变载荷等影响；刮板牵引链及溜槽等处也易出现磨损[2-4]，设备长期运转容易出现各类故障、甚至停运，从而干扰井下正常作业秩序，影响矿井生产安全。

为避免桥式转载机故障的发生，针对各类易引发设备故障的原因进行分析，并采取相应预防措施确保转载机正常、高效运转，对确保矿井正常生产具有十分重要的意义。

1 组成与工作原理

桥式转载机是煤矿井下综采作业过程中主要的中间设备，通常设置在工作面内的运输巷道内，位于刮板运输机、可伸缩性皮带前端，完成采煤机回采的煤炭、矸石等的转运作业[5]。

桥式转载机在生产实践中起到的主要作用：①刮板输送机与转载机呈垂直布置，沿顺槽方向运输，起到改变物料运输方式的作用；②为便于同顺槽带式输送机机尾的连接，用以调整煤流卸载点；③通过转载机下部支撑小车完成设备位置调整，随工作面推进同步移动，在工作面下被抬高形成钢桥，降低调整带式输送机长度的频率，提高工作面配套设备推进速度，加快工作面回采效率。

桥式转载机主要构配件有机头部(导料槽、电机、减速机、机头小车、机头架等)、机身部(刮板、刮板链、溜槽、桥部等)、机尾部(机尾架、轴等)。工作原理：桥式转载机通过横梁和机头小车完成机头位置与可伸缩皮带输送机机尾处的搭接，刮板运输机的搭接通过机尾部和水平装载段完成；转载机无需不断改变皮带输送机和转载机自身长度来适应工作面推进速率，只需通过转载机下部的千斤顶或小绞车完成设备移动；工作面回采的原煤通过刮板输送机转运至转载机，再经由转载机再次转运至可伸缩皮带，进行原煤的下一步输送工作。

2 常见故障分析

2.1 刮板故障

刮板故障可引发转载机停机，刮板及相关联构配件故障主要有：①转载机哑铃销断裂、溜槽错位、刮板冲击断裂与变形等故障，多由于转载机工作平面起伏过大、未与刮板输送机工作平面紧密贴合或人为操作失误等造成；②刮板固定螺栓受振动等因素影响而松动或脱落，可能进一步引发刮板及压板脱落，原煤掉落堵塞机头、机尾链轮，甚至导致链轮断裂；③刮板链与原煤接触次数增大，因磨损、金属疲劳而开裂脱落，并卡塞机尾链轮；④与转载机相连的采煤机发生滑靴断裂、刮板断裂、链条断裂、挡煤板、截齿等故障，故障零部件卷入原煤，掉落到转载机，卡塞刮板；⑤转载机井下作业环境恶劣，一旦顶板岩石冒落，会直接冲击损坏刮板、压板、链条、皮带，大块岩石也会卡塞在刮板等处；⑥刮板输送机反向运输，导致转载机机尾刮板卡塞、断裂；⑦转载机闭锁装置故障，无法正常停车。

2.2 链轮与链条故障分析

链轮和链条是转载机的主要传动部件，链轮故障多指转载机机头链轮轴承、联轴器等处的故障，如联轴器内齿套磨损断裂、固定螺栓松动断裂等；链条故障主要指单、双链条断裂，分磨损断裂和冲击断裂两种。正常情况下，当转载机总过煤量达到6 Mt时，链条伸长率达7.6%，平环机尾方向圆弧处外端磨损最明显，磨损率最大可达28%，机头方向圆弧处外端磨损率最小。突发的冲击断裂主要是刮板卡阻冲击断裂和岩石冒落冲击断裂。

2.3 动力系统故障分析

转载机动力系统由驱动电机、减速箱和液力耦合器等部分构成，任一部分失效，转载机都不能正常工作。

转载机驱动电机故障，一方面是电机本身质量问题导致，如转子焊接质量、线圈加工质量等；另一方面是电机短路(绝缘失效)导致。引发绝缘失效原因较多，如设备运转周期过长，内部线路绝缘层老化失效；设备选型过程设备电机功率过小，无法正常驱动转载机；线路电流过大异常发热；电机线路漏电或短路，绝缘失效，进而损毁电机；在物料卡阻、故障状态下多次启动电机及电机非正常工作，也会导致电机短路。

减速箱除本身轴承质量可能存在问题外，其他故障主要是过载导致的齿轮疲劳磨损、轴封密闭失效而导致漏油和轴承失效等，需要根据定期的铁谱分析结果及时采取处理措施。

液力耦合器失效主要是由于密封漏水导致的，会直接造成驱动失效。正常情况下，液力耦合器密封会由于疲劳而出现老化失效，特殊情况下如过载等，会导致液力耦合器因受冲击而引发密封失效。

2.4 其他故障分析

转载机除上述常见故障外，还存在卡阻停车故障、过载停机故障、溜槽结构件故障、控制程序故障等。

(1)卡阻停车故障。大块物料卡塞刮板，刮板脱落卡住机尾链轮，刮板输送机刮板断裂，采煤机滑靴断裂、掉落到转载机溜槽内，均会导致转载机在刮板处卡阻，造成转载机停车和无法正常开机工作。

(2)过载停机故障。采煤机工作面需要转载的原煤量超出转载机负荷、采煤机牵引速度过快导致刮板输送机负荷过大引起物料堆积，引发转载机开关故障和移变跳闸。

(3)溜槽结构件故障。转载机中板、底板、机头分链板由于磨损而出现断裂、焊接处开焊和结构件的连接件中起连接作用的固定螺栓松动等溜槽结构件故障都会引发刮板卡阻、链条断裂等故障。

(4)控制程序故障。受电压失稳、控制程序混乱、通信模块故障等各类因素影响，转载机控制系统程序故障，转载机无法正常工作。

3 转载机故障防治

转载机工作环境较为复杂，需要完成原煤、矸石等物料的运输，混杂的大块木、铁质器具和原煤、矸石等都会造成转载机超负载运行及卡阻等问题，损坏驱动电机和链轮，因此应严格控制转载机运输负荷，避免超负荷运转和运输大型器具。

同时，转载机应加强日常检查和维护，定期、不定期紧固各类紧固件，避免螺栓松动；加强对设备底板等处浮煤的日常清理，检查底板是否出现变形、槽体间哑铃是否出现松动和断裂；重点巡查转载机机尾处是否出现煤炭外溢，油封层是否被破坏；由于轴承内润滑油受到污染时会导致轴承腐蚀，因此应定期清理机尾处杂物，及时补偿或更换轴承润滑油。

槽体底板、链条、齿轮等构配件容易磨损，对其适当进行表面强化，可提高强度和耐磨性。如可以通过堆焊或DRF-2数控等离子熔覆等工艺提高槽体底板强度，通过特殊热处理或熔覆铬铁基合金层提高链条和齿轮强度。联轴器内的齿轮保护，应着重确保零配件充分润滑，避免高温干磨。转载机司机应由专人进行岗前培训，确保司机能正确、规范地进行设备操作，避免人为原因造成的转载机频繁紧急停车、超负荷强行运行等误操作，降低转载机故障的发生率。

4 结 论

通过具体分析煤矿桥式转载机常见的刮板故障、链轮与链条故障、动力系统故障等，提出避免超负荷运转、加强日常检查和维护、提高易磨损配件强度和耐磨性、确保重要活动零配件的润滑、加大岗前培训力度等措施，避免转载机故障，有效提高转载机工作的可靠性。