关于采煤机电机运行过程主要故障分析

杨明浩

【摘 要】近些年来，随着社会的发展，科学技术的发展也日新月异。电机作为采煤机上的主要部件，是采煤机进行作业的重要动力来源，用于驱动采煤机进行采煤作业。电机的主要结构包括定子铁心、定子绕组、转子、机座、外壳及其他电器部件等，其工作原理为：电机内部的定子绕组将产生的旋转磁场力作用于转子后，使转子产生了旋转力矩，转子外部连接旋转轴，带动了采煤机外部的相关部件进行转动，并开始作业，实现了电能转化为了机械能。目前，在采煤机上主要采用的永磁同步电机，具有启动扭矩大、结构简单、运行效率高、可靠性好的等特点，且在市场上具有较高的成熟度。

【关键词】采煤机；电机运行过程；主要故障分析

引言

随着国家对煤矿的大量开采，采煤机被广泛应用到了煤矿开采中。由于煤矿开采量较大，采煤机经常处于超长时间作业状态，加之井下环境较为恶劣性，导致采煤机电机经常受到剧烈振动、较大淋雨等因素影响，进而出现了接线柱松动脱落、电机绝缘性降低、轴承损坏、电机烧坏等故障问题，导致采煤机不能正常运行，影响了企业的采煤效率，对井下设备的运行安全也造成严重威胁。因此，有必要对采煤机电机在使用过程中故障问题进行分析。结合现有煤矿中采煤机电机的实际使用情况，开展了电机主要故障问题分析及解决方法探究。由此可知，深入分析电机的各类故障问题，采用科学有效的措施和办法，使电机动机故障率得到降低和故障问题得到有效解决，是提高了煤矿企业的采煤效率、保证了井下作业安全的关键所在，煤矿企业应加强对电机的维护保养和运行状态监控。

1 采煤机电机故障分析

1.1 电机故障率分析

结合采煤机实际使用情况，对同煤集团煤矿三个煤矿中采煤机电机使用情况进行了统计，可知在该些煤矿中，采煤机上的电机均发生了不同程度不同类型的故障损坏。采煤机电机在使用过程中，发生的主要故障类型为电机绝缘性降低、接线柱松动进水及轴承故障等，而电机被烧坏概率相对较低。因此，针对此些故障问题，找到其发生的原因成为煤矿企业降低采煤机故障率，提高采煤效率的关注重点。

1.2 电机主要故障问题

1.2.1 电机绝缘性降低故障

为降低井下环境中的煤尘，需对井下进行喷雨降尘作业，因而电机会长时间在湿润环境中进行工作，环境中的水雾则通过电机上各部件之间的缝隙侵入到电机芯轴及电机内部，最终导致电机的绝缘性降低。此外，电机上的电机控制盒在设计过程中，未全面考虑盒体的防水性，在对采煤机进行喷洒、淋水、清洗过程中，所喷洒的高压水会随着控制按钮、接线孔等位置侵入到电机内部；另外，电机在长时间工作后，需停止运转进行内部降温，而在此过程中，电机内部的蒸汽会凝结成水滴回到电机内部结构上。由此导致电机的绝缘性出现了较大程度的降低，影响着电机的使用安全。过对返厂采煤机电机的分析，发现电机的内部潮湿，同时发现接线盒内有水珠。采煤机电机的接线盒一般在电机的上方，分接线腔和引出线腔之间有端子板隔开，端子板安装绝缘子和控制绝缘子，绝缘子和控制绝缘子与端子板之间以螺纹形式装配，如图1所示。

1.2.2 电机接线柱松动故障

由于电机的绕组出线头与电机的外部接线处采用的是锡焊接方式，存在焊接牢固性较低、易受外界环境影响等问题。在电机使用过程中，因其机构长时间处于振动作业状态，导致电机的接线处出现了不同程度的松动现象；加上电机在使用过程中会因输出电流过大而产生较多的热量，在锡焊接处会因温度过热而出现局部发热现象；另外，锡焊焊接本身存在牢固性较低的问题，各种因素最终导致了电机接线处发生了松动或脱落现象。而井下环境中的水份通过接线处的缝隙进入电机内部，导致电机出现了故障，影响了采煤机的正常运行。

2 电气设备的分析

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 結语

结合现有煤矿中采煤机电机的实际使用情况，得到了电机绝缘性降低、电机接线柱松动是当下采煤机出现运行故障的主要故障类型，由此，提出了解决该些故障问题的措施办法。深入分析电机的各类故障问题，采用科学有效的措施和办法，使电机动机故障率得到降低和故障问题得到有效解决，是提高了煤矿企业的采煤效率、保证了井下作业安全的关键所在，煤矿企业应加强对电机的维护保养和运行状态监控。

参考文献：

[1]李玉波，杨伟.采煤机摇臂齿轮箱故障诊断技术[J].山东工业技术，2017（02）：76-78.

[2]李志雄，葛世荣，朱华.深部煤层采煤机关键部件磨损故障监测诊断的难点问题[J].摩擦学学报，2014（06）：729-731.

[3]胡晓，钱沛云，陈曦晖，等.基于多尺度熵-BP神经网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断[J].制造业自动化，2014（18）：4-7.

（作者单位：中车永济电机有限公司）