基于便捷式振动检测仪的采煤机摇臂齿轮箱故障诊断分析

工艺与设备

Chenmical Intermediate

当代化工研究

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基于便捷式振动检测仪的采煤机

摇臂齿轮箱故障诊断分析

＊孟李军

（汾西矿业宜兴煤业 山西 032300）

摘要：随着科技的不断进步，煤矿的机械化水平不断提升，采煤机作为保证矿井正产的基础，对其故障诊断的研究显得十分有意义，基

于此，笔者对采煤机齿轮箱常见故障情况进行了分析，并根据井下采煤机实际情况使用便携式振动检测仪对采煤机摇臂齿轮箱故障情况进行了诊断，结果表明该技术是可行的，同时也为其他矿井采煤机故障诊断提供了一定借鉴。关键词：采煤机；摇臂齿轮箱；故障诊断

中图分类号：T 文献标识码：A

Fault Diagnosis Analysis of Shearer Rocker Gear Box Based on Portable Vibration Detector

Meng Lijun

(Fenxi Mining Yixing Coal Industry, Shanxi, 032300)

Abstract：With the continuous progress of science and technology, the mechanization level of coal mines is constantly improving. As the basis

of ensuring the normal production of coal mines, the research on the fault diagnosis of shearer gear box is of great significance. Based on this, the author analyzes the common fault conditions of shearer gear box and uses portable vibration detector to diagnose the fault conditions of shearer rocker gear box according to the actual situation of underground shearer. The results show that this technology is feasible and also provides some reference for the fault diagnosis of other mine shearers.

Key words：shearer；rocker gear box；fault diagnosis

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等，但是深井曝气法不会受到所在地区的气候条件影响，即便是在气温相对寒冷的北方地区，也能得到高效率的应用，并能够保证北方地区在气温较低的环境下达到优质的废水处理标准。东北制药厂利用深井曝气方式进行废水处理后，化学耗氧量的去除率达到92.79%。因此，可以看出，该项处理工艺的具有明显的效果，并对制药厂日后的治理方式具有积极的影响。②生物接触氧化法。生物接触氧化法借助其生物膜法的特点，能够将微生物的调料充分在水中得到浸泡，并借助机械设备将废水中进行氧化填充。该技术是将活性污泥以及生物膜法进行高效合理的融合，不仅能够降低污泥的生产量，还能提升工艺在运行过程中的稳定性，便于工厂管理。大多数工厂会采用两段法，将不同程度的细菌、酵母菌等微生物进行驯化，使得不同种类的生物群体之间达到共同努力的效果，以此提升该技术的抗冲击能力。因此，在诸多工厂中主要采取厌氧酸化作为预处理工序，并利用生物接触氧化法进行药厂污水处理。

(3)化学法

放，高级氧化方式不仅包括光催化氧化技术、超声波氧化技术，还能够将超临界氧化技术以及Fenton试剂氧化技术等多种氧化技术包含在内，使其更好地解决制药厂的废水处理。

3.结束语

近几年，我国化工制药行业的发展脚步日益提升，但是在化工制药过程所引发的环境污染问题日益加剧，化工制药而引发的环境污染问题只能借助科学的化学手段来将其进行处理。综上所述，化工制药过程所排放的废水对环境具有严重的影响，如果利用简单的生化处理方式不会达到良好效果。因此，各工厂要结合本厂所排出废水的实际情况，采用合理有效的工艺处理方法，来降低化工制药所排出废水的污染强度。在此基础上，借助生物处理工艺进行处理，以达到标准排放的目的。

•【参考文献】

[1]赵晓峰,刘曦,于洋.化工合成制药废水的处理技术研究[J].当代化工研究,2018(04):51-52.

[2]涂凯,许高鹏,吴昊,刘巍,张波,罗新祖.某化工制药废水处理“零排放”工程实例研究[J].山西化工,2018,38(01):147-149.

[3]罗也夫.化工制药废水的处理工艺研究[J].化工管理,2017 (03):54.

[4]杨洋.化工制药废水可生化性分析及处理工艺探讨[J].化工管理,2015(33):179.

借助化学法来进行化工制药的废水处理，主要是通过含有氧化性质的化学物质，将化工制药产生的废水所含有的化学需氧量实现氧化反应，并将其分为高级氧化以及普通氧化。相比较而言，普通氧化的方式将化工制药产生的废水排放处理的效果较差，在实际应用过程中，高级氧化的方式的应用价值加高，但是也存在着一定的弊端，高级氧化具有严格条件，并且会增加处理费用。但是在应用过程中，可以通过高级氧化的手段能够将化学制药形成的废水进行高效地排

•【作者简介】

黄新熠，男，重庆市第八中学校；研究方向：化工制药。

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工艺与设备

2019·02

我国是一个煤炭资源十分丰富的国家，已探明的煤炭资源约占世界煤炭资源储量的34%，同时由于我国资源存在多煤少油贫气的特征，煤炭在可预见的一段时间内将会始终是我国的主要能源供应形式。随着科技的不断进步，煤矿的机械化水平不断提升，机械化采煤工作面占据到矿井采煤工作面的绝大多数，由于煤矿井下环境十分恶劣，煤层赋存及煤壁结构均较为复杂，容易导致采煤机发生故障。特别是导致采煤机的摇臂齿轮出现点蚀、断裂、剥落等故障，影响采煤机的正常工作，造成工作面回采工作中断，影响矿井的正常生产安排，因此加强对采煤机摇臂齿轮箱的故障研究，做到早预防、早诊断是十分有意义的。

1.采煤机摇臂齿轮箱常见故障分析

采煤机进行割煤工作主要是通过带有截齿滚筒旋转进行切割煤壁煤体，截割滚筒的动力是电机通过采煤机悬臂齿轮箱向滚筒提供动能。采煤机摇臂齿轮箱作为采煤机摇臂的关键零部件，承担着采煤机摇臂的动力传输及供应，也是采煤故障频发区域及重点保养区。采煤机摇臂的故障占据采煤机整体故障的比例在不断的提升，表1是故障率统计表。

从表1中可以看出，摇臂齿轮箱故障高发，已经成为限制采煤机高产高效生产的重要因素。采煤机摇臂故障类型可以分为齿轮箱齿轮故障和轴承故障，又可以分为高速区的齿轮及轴承故障；齿轮箱低速区行星轮系统故障及密封故障等类型。高速区齿轮故障主要表现在齿轮箱的A、B齿轮咬合面磨损严重，变形或者过热、轴承失效。低速区行星轮系统故障类型主要表现为二级行星轮发生破裂、轴承发生故障、一级行星系统发生故障及行星支架出现损伤。密封故障主要是密封结构发生故障。从对齿轮箱故障的统计来分析，齿轮箱故障的主要是齿轮箱轮齿失效故障，造成齿轮箱故障的原因多种多样，有齿轮制作误差、装配时的误差、维修保养人员操作不当、齿轮箱工作期间出现意外等各方面原因。

年份200720082009201020112013摇臂故障率

35%

39%

36%

40%

42%

41%

表1 摇臂故障率统计表

齿轮在运转过程中，其制造、安装、维修及装配工艺等都会造成齿轮的失效，齿轮失效的具体表现在断齿、弯曲疲劳、齿轮硬化层脱落、浅层疲劳脱落、麻点疲劳剥落等形式。轴承的故障可以分为磨损类故障及表面损失故障两种类型。磨损性故障是由于随着轴承工作时间的增加，轴承各零部件的间距加大，震动增强，这类故障是具有渐变性的特点，振动时没有规律性，往往通频带的频率值较高，能在一定程度上反映出轴承故障的发展方向；轴承元件的表面磨损主要是轴承中的滚珠、内外圈滚道发生点蚀、剥落、擦伤等，当轴承元件表面磨损时轴承运动的频率特征一般会低于1kHz，该频率特征也是轴承故障的特征频率。

2.现场测试分析

(1)测试对象

测试对象为SL1000 6659型采煤机，该机与2015年制造， 并于2016年12月份投入使用，装机功率达到了2390Kw，累计开采原煤1540万吨，在对该采煤机进行例行检查时，发现该

采煤机的行星头是显示铁谱分析异常，铁谱分析中发现摇臂

行星头内存在粒径为25～110μm的黑色金属氧化物，表明该

行星头磨损严重，出现故障，最后更换了行星头的润滑油，

但是由于长时间无法具体确定采煤机摇臂行星头故障具体发生部位及严重程度，为了杜绝左摇臂故障影响工作面的正常回采，矿管理部门决定摇臂齿轮箱进行更换，并将更换下的摇臂进行升井，拆卸，最后发现轴承外圈与轴承座摩擦严重，导致轴承外圈出现松动。2017年10月发现该采煤机右侧摇臂行星头的铁谱分析与左侧行星头铁谱分析情况类型，并有故障加速恶化的趋势，但是铁谱分析无法具体确定故障位置，现在决定采用便携式震动检测仪进行震动检测。

(2)震动测点布置

根据采煤机摇臂齿轮箱常见故障分析可知，齿轮箱的故障诊断测试重点应放到高速区轴承及齿轮、低速区的行星头系统这2个位置。根据震动路径最短原则及考虑到现场便于操作决定在齿轮箱的高低速区各布置一个震动测点，检测震动频率。震动

测点布置如图1所示。

测点1　高速区

(3)现场测试分析

现场测试采用Leo- 测点2　低速区

nova设备综合分析系统及其配套传感器，该系

统具有信息数据采集、

图1 震动测点布置示意图震动频率及发展趋势分析等功能。通过对高、低速区震动测点的观测，发现高速区共振解频谱数据未有异常点，在低速区共振解调频谱图上有频率异常带，出现明显的故障频率195Hz及其谐波频率，符合故障频率的特征，测得的195Hz低频率预示着低速区的行星系统有严重故障，通过对齿轮行星头故障频率的计算查找，发现一级行星头的故障频率（192Hz）与采用便携式震动检测仪测得的频率接近，根据震动测量结果，运用激光点温仪对一级行星头的温度进行检查，发现其表面最高温度达到了102℃，采煤机右侧摇臂故障基本可以断定是一级行星头故障。由于该采煤工作面已接近停采线，最终决定加强对该行星头维护并监测采煤机悬臂齿轮箱运行情况。采煤工作面回采完毕，将故障设备提升至地表拆解后发现采煤机摇臂一级行星头损失明显，同时说明便携式振动测量仪在采煤机摇臂齿轮箱故障诊断中的运用是成功、可行的。

3.总结

采煤机是机械化采煤的重要部件，本文对采煤机摇臂齿轮箱常见故障进行了分析，并分析了便携式振动检测仪在采煤机悬臂齿轮箱故障诊断中测点的布置情况，并对测试结果进行了分析，结果表明，便携式振动检测仪的诊断结果与实际故障位置是一致的，便携式振动检测仪可以对采煤机悬臂齿轮箱进行快捷故障诊断。

•【参考文献】

[1]都玉辉,庞新宇,杨兆建.采煤机齿轮箱故障诊断方法[J].工矿自动化,2017,43(12):94-98.

[2]贺安伟.滚筒式采煤机故障诊断研究[D].西北农林科技大学,2017.

[3]钱沛云,陈曦晖,胡晓,程刚.基于振动信号分析的采煤机摇臂轴承故障诊断研究[J].煤炭科学技术,2014,42(12):89-92.

[4]胡俊,张世洪,汪崇建.采煤机故障诊断技术现状及其发展趋势[J].煤矿机械,2008(09):8-10.

•【作者简介】孟李军（1988-），男，汾西矿业宜兴煤业；研究方向：煤矿

采煤机相关技术研究。