智能采煤机范文

智能采煤机范文（精选8篇）

智能采煤机 第1篇

研发煤炭综合自动化采煤技术装备是实现安全高效开采的重要手段, 而全自动无人工作面中采煤机的自主控制与监测系统又是实现煤矿自动化采煤的核心与关键[1,2]。因此, 研制具有自主知识产权、应用于全自动工作面的采煤机电控系统, 对实现整个综采工作面的自动化、提高工作面采煤产量和工人的安全具有重要意义, 对进一步提高煤矿生产的安全性、可靠性和生产效率具有重大的社会意义和较高的经济价值。

1 整体设计

基于全自动无人综采工作面采煤机设计参数及功能要求, 整个全自动无人综采工作面采煤机控制系统架构如图1所示。

1.1 车载控制及监测单元

采煤机车载控制及监测单元主要包括:a) 本地监测部分。主要功能是获得采煤机运行中的各种工作参数, 包括:电气系统监测模块、传动系统监测模块、液压系统监测模块、采煤机姿态及位置监测模块和环境系统监测模块;b) 采煤机中央控制部分。采煤机中央控制单元主要实现采煤机的煤岩识别算法及记忆截割算法, 从而实现自动化采煤;c) 运行控制部分。基于采煤机中央控制单元的指令, 实现采煤机的运行控制, 比如采煤机起动、停止, 升/降滚筒, 左/右牵引等[3];d) 通信部分。完成采煤机本机和顺槽控制单元、远程控制单元之间冗余通信及数据交换[4]。

1.2 遥控控制单元

采煤机用遥控发送器是用来发射一定频率的高频信号, 该信号经遥控接收器接收后, 转换为CAN总线信号, 与采煤机电控箱通讯, 从而实现采煤机各种控制功能的设备。左/右遥控功能需要具备左行、右行、牵停、主停、左/右升、左/右降、左/右加、左/右减等功能。

1.3 顺槽集中控制单元

采煤机操作人员可以在顺槽集中控制台, 利用视频监测系统, 通过采煤机手动控制终端控制采煤机的各种工作顺槽集中手动控制单元主要包括顺槽防爆计算机、采煤机手动控制平台、通信单元等。

1.4 地面远程控制单元

通过煤矿井下光纤环网、工业以太网、工作面视频监测系统, 可以在地面监控中心远程控制综采工作面采煤机的工作。地面远程控制单元主要包括远程监控中心计算机、网络交换机、UPS电源、避雷器等。

2 数据采集单元硬件设计

采煤机数据采集单元通过采煤机工作参数 (电气、液压水路、机械传动和环境) 及采煤机姿态位置监测传感器, 获得采煤机自主控制所需要的参数, 并通过CAN总线将监测数据传输到采煤机中央控制中心。

该数据采集单元主要包括:传感器数据连接插排、数据存储模块、ARM核心处理器、CAN总线通信模块、RS485总线通信模块、以太网通信模块、电源转换单元等。

2.1 模拟数据采集电路设计

如图2所示, R43为150Ω是采样电阻, 4 m A~20 m A的电流从AIN3口进入以后, 转变成0.6 V~3 V的电压, 再经过由LM358运算放大器设计的电压跟随器, 电压转变到LM358的1号引脚, R63是起到抑制电流过大的作用, 防止过大的电流对后面集成芯片的损害。

2.2 数字数据采集电路设计

如图3所示, 当输入端Din3是低电平时, VCC-Din1-8始终处于高电平状态, 那么光电耦合芯片PS2701-1的左侧会导通, 从而导致PS2701-1右侧也导通, 那么Din3相当于接地, 处于低电平状态, 输入端的低电平Din3转移到了输出端的低电平Din3。当Din3处是高电平时, PS2701-1左侧不会导通, 从而右侧也不会导通, 那么Din3就会被电阻R103上拉为高电平状态。D13是过压保护用的, 防止输入端Din3电压过大时对光电耦合芯片造成损害, 因为电压过大, 那么D13会导通。

3 数据采集单元软件设计

数据采集单元的软件功能设计主要有两方面的作用:a) 为了实现实时对采煤机工作情况监测, 在采煤机上布置稳定、可靠的工业传感器, 通过采煤机的采集板进行状态汇总, 上报给采煤机主控板, 实现采煤机的工作参数监测及采煤机姿态位置监测, 保证整个无人工作面能够安全、高效、稳定运行;b) 为了采集用户的操作动作 (操作杆、按钮等) , 转换成控制指令, 然后通过CAN总线或485总线发送到采煤机运行的控制板上, 由控制板解析命令以控制采煤机的运行。

4 结语

全自动无人工作面智能采煤机电控系统于2014年5月1日在山西晋煤集团古书院矿进行试运行, 于2014年6月15日通过验收并正式投入运行, 运行稳定可靠, 数据采集精度满足要求, 并能可靠通信。

采用数字矿山技术实现无人工作面开采是21世纪采矿工业的研究热点, 也是中国煤炭工业发展的方向, 在引进技术消化吸收的基础上更进一步加强自主创新技术研发, 提高中国煤炭生产设备的研究设计与生产制造能力, 是山西省乃至中国煤炭行业的当务之急。未来无人自动化工作面采煤技术发展方向趋向于更加智能化、集成化、网络化, 实现工作面生产过程自动化, 工作面管理信息化, 煤工艺智能化及操作的无人化将是个经久不衰的课题。

参考文献

[1]刘阔, 刘杰, 尹力, 等.基于多传感器数据融合记忆截割的研究[J].煤矿机械, 2008, 29 (5) :50-51.

[2]夏护国.采煤机位置监测装置的原理与应用[J].矿山机械, 2007, 36 (11) :25-27.

[3]田慕琴, 辛忠东.基于记忆截割的采煤机自动调高预见控制系统[J].煤矿机电, 2002 (6) :29-32.

采煤机维护、保养制度 第2篇

(一)说明

采煤机是直接用来落煤和装煤的设备，由于其功率消耗比较大并且承受很大的负荷和冲击负荷，如果维修和保养跟不上将会带来很大的经济损失，因此加强对采煤机的维护和提高维护质量极为重要，经管委会研究决定制定本制度(二)目的

为了提高采煤机设备检修维护水平，强化管理，降低事故率，提升质量标准，提高经济效益确保正常安全的运行，制定本制度。(三)要求

1.发现问题必须及时处理在检修班，处理不掉的及时上报。2.要认真填写有关记录薄。(四)维护和检修： 1）一般要求（机械注油）

A、必须按注油图表明的油脂牌号加油，不允许混用，加油时应该同时松开相应的通气塞。

B、油液存放、运输必须防水、防尘。C、盛、储由容器必须洗净。

D、井下检查开顶盖时，必须支篷、洒水降尘，并严防煤块、岩渣、工具、手套等杂物落入油池。

E、严禁用纱布，棉纱擦洗液压油池及液压原件，而应用泡沫塑料或绸缎擦抹。

F、各部分油位应在适当的位置。2）班检

班检由当班司机负责进行，检查时间不少于30min。

（1）检查处理外观卫生情况，保持各部清洁，无影响机器散热、运行的杂物。

（2）检查各种信号、仪表情况，确保信号清晰，仪表显示灵敏可靠。

（3）检查各部连接件是否齐全、紧固，特别要注意各部对口、盖板、滑靴及防爆电气设备的连接与紧固情况。

（4）检查煤机各传动装置温度、声音是否正常，液压系统是否漏液串液以及安全阀动作值整定是否合理。

（5）检查导向装置、齿轨、销轨（销排）连接固定是否可靠，发现有松动、断裂或其他异常现象和损坏等，应及时更换处理。

（6）补充、更换短缺、损坏的截齿。

（7）检查各部手柄、按钮是否齐全、灵活、可靠。

（8）检查电缆、电缆夹及拖缆装置连接是否可靠，是否无扭曲、挤压、损坏等现象，电缆不许在槽外拖移（用电缆车的普采面除外）。

（9）检查液压与冷却喷雾装置有无泄漏。压力、流量是否符合规定，雾化情况是否良好。

（10）检查急停、闭锁、防滑装置与制动器性能是否良好，动作是否可靠。

（11）倾听各部动转声音是否正常，发现常要查清原因并处理好。

3）日检

（1）日检由维修班长负责，有关维修工和司机参加，检查处理时间不少于4h。进行班检各项检查内容，处理班检处理不了的问题。

（2）按润滑图表和卡片要求，检查、调整各腔室油量，对有关润滑点补充相应的润滑油脂。

（3）检查处理各渗漏部位。

（4）检查供水系统零、部件是否齐全，有无泄漏、堵塞，发现问题及时处理好。

（5）检查滚筒端盘、叶片有无开裂、严重磨损及齿座短缺、损坏等现象，发现有较严重问题时应考虑更换。

（6）检查电气保护整定情况，搞好电气试验（与电工配合）。

（7）检查电动机与各传动部位温度情况，如发现温度过高，要及时查清原因并处理好。

4）周检

周检由综采机电队长负责，机电技术员及日检人员参加，检查处理时间不小于6h

（1）进行日检各项检查内容，处理日检难以处理的问题。

（2）检查各部油位、油质情况，必要时进行油质化验。

（3）认真检查处理对口、滑靴、支撑架、机身等部位相互间连接情况和滚筒连接螺栓的松动情况并及时紧固。

（4）检查煤机外牵引牵引轮，发现磨损超过标准时，应更立即更换，杜绝缺齿牵引。

（5）检查过滤器，必要时清洗更换。

（6）检查电控箱，确保腔室内干净、清洁、无杂物，压线不松动，符合防爆与完好要求。

（7）检查电缆有无破损，接线、出线是否符合规定。

（8）检查接地设施是否符合《煤矿安全规程》规定。

5）月检

月检由机电副矿长或机电总工程师组织机电科和周检人员参加，检查处理时间同周检或稍长一些时间。

（1）进行周检各项内容，处理周检难以解决的问题。

（2）处理漏油，取油样检查化验。

（3）检查电动机绝缘、密封、润滑情况，必要时补充锂润滑脂。

6）检修维护采煤机时应遵守的规定。

（1）坚持“四检”制，不准将检修时间挪做生产或他用。

（2）严格执行对采煤机的有关规定。

（3）充分利用检修时间，合理安排人员，认真完成检修计划。

（4）检修标准按原煤炭部新颁发的《煤矿机电设备完好标准》执行。

（5）未经批准严禁在井下打开牵引部机盖。必须在井下打开牵引部机盖时，需由矿机电部门提出申请，经矿机电领导批准后实施。

开盖前，要彻底清理采煤机上盖的煤矸等杂物，清理四周环境并洒水降尘，然后在施工部位上方吊挂四周封闭的工作帐蓬，检修人员在帐蓬内施工。

（6）检修时，检修班长或施工组长（或其他施工负责人）。要先检查施工地点、工作条件和安全情况，再把采煤机各开关、手把置于停止或断开的位置，并打开隔离开关（含磁力启动器中的隔离开关），闭锁工作面输送机。

（7）注油清洗要按油质管理细则执行，注油口设在上盖上，注油前要先清理干净所有碎杂物，注油后要清除油迹，并加密封胶，然后紧固好。

（8）检修结束后，按操作规程进行空运转，试验合格后再停机、断电、结束检修工作。

（9）检查螺纹连接件时，必须注意防松螺母的特性，不符合使用条件及失效的应予更换。

（10）在检查和施工过程中，应做好采煤机的防滑工作。注意观察周围环境变化情况，确保安全施工。附：《采煤机的完好标准》

《煤矿机电设备完好标准》中对采煤机有严格规定。

（一）机体的完好标准

（1）机壳、盖板裂纹要固定牢靠，接合面严密、不漏油。

（2）操作手把、按钮、旋钮完整，动作灵活可靠，位置正确。

（3）仪表齐全、灵敏准确。

（4）水管接头牢固，截止阀灵活，过滤器不堵塞，水路畅通、不漏水。

（二）牵引部的完好标准

（1）牵引部运转无异响，调速均匀准确。

（2）牵引链伸长量不大于设计长度的3％。

（3）牵引链轮与牵引链传动灵活，无咬链现象。

（4）无链牵引轮与齿条、销轨或链轨的啮合可靠。

（5）牵引链张紧装置齐全可靠，弹簧完整。紧链液压缸完整，不漏油。

（6）转链、导链装置齐全，后者磨损不大于10mm。

（7）液压油质量符合（80）煤机综52号《综采、普采设备油脂管理办法补充规定（草案）》。

（三）截割部的完好标准

（1）齿轮传动无异响，油位适当，在倾斜工作位置，齿轮能带油，轴头不漏油。

（2）离合器动作灵活可靠。

（3）摇壁升降灵活，不自动下降。

（4）摇壁千斤顶无损伤，不漏油。

（四）截割滚筒的完好标准

（1）滚筒无裂纹或开焊。

（2）喷雾装置齐全，水路畅通，喷嘴不堵塞，水成雾状喷出。

（3）螺旋叶片磨损量不超过内喷雾的螺纹。无内喷雾的螺旋叶片，磨损量不超过厚度的1/3。

（4）截齿缺少或截齿无合金的数量不超过10％，齿座损坏或短缺的数量不起过2个。

（5）挡煤板无严重变形，翻转装置动作灵活。

（五）电气部分的完好标准

（1）电动机冷却水路畅通，不漏水。电动机外壳温度不超过80C。

（2）电缆夹齐全牢固，不出槽，电缆不受拉力。

（六）安全保护装置的完好标准

（1）采煤机原有安全保护装置（如与刮板输送机的闭锁装置、制动装置、机械磨擦过载保护装置、电动机恒功率装置及各电气保护装置）齐全可靠，整定合格。

（2）无链牵引采煤机在倾斜15。以上工作面使用时，应配备防滑装置。

六、采煤机冷却喷雾系统日常检查内容

（1）检查供水压力、流量、水质，发现不符合用水要求时，要及时查清原因并处理好。

（2）检查供水系统有无漏水情况，若发现漏水时，要及时处理好。

（3）每班检查喷雾情况，如有堵塞或脱落，要及时疏通补充。

（4）每周检查1次水过滤器，必要时清洗并清除堵塞物。如经常严重堵塞时，要缩短检查周期，必要时每日检查1次，确保供水质量。

采煤机漏油现象分析 第3篇

关键词：采煤机,漏油

采煤机漏油问题是国产采煤机重大技术关键问题之一。采煤机漏油, 首先是增加了油脂的不必要消耗, 加大了原煤生产成本;其次, 漏掉的油亦不能回收, 增大了油脂供应量, 若因井下条件限制未能及时补充, 将影响采煤机的正常润滑, 影响安全生产。

1、主要漏油部件

1.1 高速轴部件

包括牵引部过轴、截割部小伞齿轮轴和电机轴, 其密封形式多为骨架式油封密封。由于国产油封耐高温性能差, 而采煤机的工作环境小, 散热条件差, 时常使高速轴部位达到或超过90℃。这样就会使油封橡胶老化、焦化、硬化, 失去密封性能造成漏油。

1.2 低速轴部位

包括滚筒输出轴处和摇臂转动输出轴处。这些部位靠近滚筒, 工况条件恶劣, 大量的煤尘和水在其周围, 恶化了油封的工况, 增加了油封及轴的磨损。因此缩短了油封的寿命, 破坏了轴的密封表面, 致使密封性能失效, 导致漏油。另外, 由于呼吸孔结构及位置问题, 也产生漏油现象。

2.轴表面加工质量对漏油的影响

2.1 表面粗糙的影响

若轴表面的加工质量低, 其表面的加工纹路或沟槽明显, 轴运转时, 这种纹路或沟槽的微观尖峰会像锉刀一样, 很快把油封的密封唇口磨损或刮坏, 而密封橡胶变形的追随变化不足以填平纹路或沟槽, 油液就顺着这些纹路或沟槽渗出。因此, 与油封唇口接触的轴表面粗糙度等级不能过低。一般认为, 当轴的表面旋转速度小于4m/S时, 轴的表面粗糙度应为Ra0.63~0.43;大于4m/S时, 轴的表面粗糙度应为Ra1.40~0.20。但若轴的表面粗糙度太小, 油液难以进入油封唇口与轴的接触带, 唇口与轴之间难以形成润滑油膜, 油封处于干摩擦状态, 也会使工作温度急剧升高, 加速油封的老化和磨损。

煤矿机械在井下工作, 各种粉尘对油封工作环境的污染比较严重, 油封中常会侵入各种污染物, 只要合理选择轴的表面粗糙度, 就能有效地改善其对污染的敏感性。当粉尘颗粒直径为0.3时, 磨损最为明显, 这是因为直径0.3的磨粒正好与轴的唇口油封之间的油膜厚度接近, 容易进入摩擦面。较小的颗粒产生的磨损小;较大的颗粒则难以进入摩擦面。另外, 当表面较光洁时 (粗糙度为Ra0.2~0.40) , 油膜均匀稳定, 颗粒不容易进入摩擦面, 磨损小;当表面较粗糙时, 油膜不均匀也不稳定, 颗粒容易从加工纹路和沟槽内进入摩擦面, 加剧磨损。

3.2 硬度的影响

若轴的表面硬度太低, 当油封唇口以一定的径向压力与轴摩擦时, 轴会因表面强度不够而容易磨损, 但过高的表面硬度会使轴的耐磨性降低。对于密封元件用的毛毡, 淬火处理过的轴比未淬火处理的轴对其磨损量要大。不过, 要确切地给定硬度是很困难的, 推荐HRC35~55。

4.密封材料对漏油的影响

油封材料为丁腈橡胶, 采煤机截割机构的密封介质是含极压添加剂的双曲线齿轮油, 密封介质的最高温度达到100℃。丁腈橡胶在含有极压添加剂齿轮油中使用时, 要求使用温度为65℃左右, 短时间不可超过85℃, 可见丁腈橡胶油封在采煤机中使用, 实际上已超出了使用范围, 这样就导致了漏油。

5.密封介质中杂质对漏油的影响

采煤机的工作环境比较恶劣, 在油液中混入了煤粉金属磨屑等杂质。这些杂质直径较小, 接近油膜厚度, 容易进入油封刃口与轴表面间, 从而起到“磨料”作用, 加速了轴表面与油封的磨损造成密封失效。尤其是在井下检修时, 大量的粉尘进入油液, 造成油封的刃口对轴产生一定深度的沟槽, 如不能及时更换或检修轴, 沟槽会越来越深, 漏油也更加严重。

6.密封件的装配对漏油的影响

装配对密封起着非常重要的作用, 采煤机是否漏油的一个关键问题就是装配质量问题。漏油的主要原因是工人没有按照正确的装配方法来装配, 在装配中密封圈出现翻转现象, 有时甚至切掉一切。这些现象在采煤机修理中曾多次发现。

7.建议

(1) 改进呼吸孔, 设计一种呼吸器, 使箱体内压力与外压力迅速达到平衡, 箱体温升通过呼吸器迅速下降, 同时分离油与气体。

(2) 改进喷雾水在截割部、牵引部的冷却通道, 提高冷却效果。

(3) 采用迷宫加毛毡的方法防尘, 尽量设计出合理结构, 从而减少泄漏量。

(4) 生产厂家和修理厂家要严格装配工艺, 外购密封元件质量一定要可靠。

(5) 密封处轴表面不但有一定强度, 还要达到表面粗糙度的要求。

智能采煤机 第4篇

1 7LS02A型采煤机与7LS06型采煤机液压系统原理及回路描述

(1) 7LS02A型采煤机液压系统原理及回路描述。

该系统的工作原理基本上是一个多缸并列的单联双泵开式系统。整个液压系统分为两个部分, 左侧液压系统和右侧液压系统, 这两个部分相互独立, 互不影响, 每侧都有一台单联齿轮泵由一台三相交流电动机驱动, 单联齿轮泵的流量和压力分别为:额定流量为38 L/min (10 gal/min) , 额定压力为21 Mpa。两个液压系统有各自的液压油箱和补油系统。从右侧液压系统的齿轮泵出来的压力油经过过滤器, 然后到达右侧的主操作阀, 然后通过右侧的主操作阀中间的4片三位五通换向阀通向执行元件油缸 (见图1) 。阀组从泵输入端开始, 第一联为备用;第二联为备用;第三联为右侧摇臂油缸升降;第四联为自动补油, 在此回路中有顺序阀和液压传动泵两个液压元件。从左侧液压系统的齿轮泵出来的压力油经过滤器, 到达左侧的主操作阀, 然后通过左侧的主操作阀中间的4片三位五通换向阀通向执行元件油缸。阀组从泵输入端开始, 第一联为破碎机升降回路, 在此回路当中连接调速阀和蓄能器;第二联为备用;第三联为左侧摇臂油缸升降;第四联为自动补油, 在此回路中有顺序阀和液压传动泵两个液压元件。

(2) 7LS06型采煤机液压系统原理及回路描述。

该系统的工作原理基本上是一个多缸并列的双联齿轮泵开式系统, 齿轮泵由一台三相交流电动机驱动, 双联齿轮泵的流量和压力分别为:额定流量为7 5 L/m i n (20 gal/min) , 额定压力为22.4 Mpa。从齿轮泵出来的压力油经过过滤器, 然后到达主操作阀, 经主操作阀中间的4片三位四通换向阀和2片卸荷阀通向执行元件油缸 (见图2) 。从主操作阀在安装在主机上的位置来看, 由外向里, 第一联为主泵卸荷;第二联为右摇臂升降, 在此回路的油缸降回路中同时并联一个截止阀和射流器, 形成一个补油系统;第三联为挡煤板升降, 在此回路中接有两个调速阀和两个液控单向阀;第四联为主泵卸荷;第五联为破碎机升降, 在回路当中接有一个内部装有两个顺序阀 (顺序阀起平衡作用) 的控制集成阀块和一个蓄能器;第六联为左摇臂升降;另外此双联齿轮泵除了给油缸回路提供压力油外, 还给一路可以选择的牵引刹车回路供压力油, 且为同时供给。

2 7LS02A型采煤机与7LS06型采煤机部分不同处

(1) 由于7LS02A为薄煤层采煤机, 没有设计挡煤板, 因此, 7LS02A采煤机液压系统中没有此回路, 而7LS06为大采高采煤机 (最大采高5.4米) , 便于系统维护, 设计了挡煤板, 增加了一套液压系统, 进行对挡煤板升降操作。 (2) 7LS06多了一套可以选择的牵引刹车系统, 操作压力由液压系统提供, 而7LS02A没有此系统可以选择。 (3) 7LS06有一个液压油箱, 而7LS02A有两个彼此独立的液压油箱。 (4) 7LS06主控阀只能遥控操作, 而7LS02A既可以遥控和可以手动操作。

3 7LS02A型采煤机与7LS06型采煤机的主要不同处

(1) 动力源不同。7LS02A是两个独立的单联齿轮泵, 为各自的系统提供压力油, 彼此互不影响;7LS06是一个双联齿轮泵, 向系统提供压力油。 (2) 主泵卸荷方式不同。7LS02A是在主控阀内设置一个两位两通液控换向滑阀进行泵回路卸荷;7LS06是用两个两位四通电磁换向阀进行泵回路卸荷。 (3) 摇臂油缸升降回路不一样。7LS02A摇臂回路 (见图3) 是泵将压力油经过滤器供给主控阀, 经主控阀内部的减压阀后, 到达三位五通换向阀, 当摇臂上升时, 系统将压力油供给升回路当中的流量控制阀, 此流量控制阀内部有一个节流阀和一个单向阀, 节流阀只在回油时进行节流, 进油时经单向阀到达油缸上安装的载荷锁定阀, 其内部包括两个液控单向阀和两个溢流阀, 压力油进入液控单向阀到达油缸底部, 同时开起另一个单向阀进行回油;当摇臂下降时, 系统将压力油供给液控单向阀到达活塞杆侧, 同时开起另一个单向阀进行回油, 回油经流量控制阀后, 将油缸的下降速度控制在所以要求的范围之内, 同时起到背压的作用, 平衡摇臂自重, 使油缸平稳下降。7LS06摇臂回路 (见图4) 是泵将压力油经过滤器供给主控阀, 经主控阀上的三位四通电磁换向后, 直接到达油缸载荷锁定阀, 其内部有两个溢流阀、两个顺序阀和两个单向阀, 不管摇臂是升还是降, 都是通过顺序阀来调节摇臂平稳下降或者上升以及锁定。

(4) 补油回路不相同。7LS02A补油回路 (见图5) 相对比较复杂, 压力油经主控阀出来后, 到达一个调定值为900PSI的顺序阀, 然后到达液压传动泵, 此元件内部有两个溢流阀、一个液压马达和与液压马达相连的一个液压泵, 共同组成一个补油系统。7LS06补油回路 (见图6) 是并接在右摇臂下降回路当中, 需要补油时要将摇臂降到最低位置, 首先要开启截止阀, 然后压力油经过截止阀到达射流泵, 最后进入油箱。

4 结论

此两种机型液压系统主要在以上几个方面存在不同, 剩余的破碎机回路相同, 由于采高不同, 导致需要新增一些执行元件, 对系统进行重新设计, 比如增加了挡煤板升降和牵引刹车系统, 或者对系统结构进行改变, 比如补油系统, 总的来说, 这些变化都是为了满足工况所需而设计的。

摘要：目前矿区所使用的采煤机7LS02A型与7LS06型, 这两种机型除了在机械方面有所不同外在液压方面也有些差异。简单介绍这两种机型的液压原理以及在液压方面的相同与不同处, 对两种机型的所有液压回路进行描述, 重点分析相同回路中所应运的不同液压原理。

关键词：采煤机,液压系统,原理分析

参考文献

[1]久益公司采煤机技术服务手册[Z].久益公司.

采煤机常见机械故障及预防 第5篇

一、采煤机常见机械故障分类

1. 采煤机轴承故障引起的机械故障。

轴承是采煤机械不可缺少的部件。由于煤矿井下粉尘较多、湿度较大, 再加上作业地点空间狭窄, 日常维护不到位等原因, 使得采煤机轴承经常出现问题, 轴承问题成了引起采煤机机械故障的主要原因, 特别是采煤机截割部和牵引部的机械故障, 多数都是轴承故障引起的。具体来说, 导致轴承的故障主要有以下几个方面。

(1) 轴承润滑不良引起的故障。承载轴承的滚动面与滚动体受到外力作用会产生弹性形变, 滚动面和滚动体的表面面积发生变化, 这使得两者之间产生了不同程度的面接触。由于接触区域产生的载荷与形变成正比, 因此滚动轴承滚动体与滚动道之间就会产生不同程度的滑动摩擦;而金属之间滑动摩擦系数较大, 如果没有润滑膜就会产生很大的运动阻力与热量, 致使接触部位温度上升, 当温度上升到一定程度, 轴承表面就会发生回火烧伤, 使其硬度与耐磨性大大降低。实践证明, 由各种因素造成的大量摩擦热是使轴承失效的主要原因, 提高轴承使用性能的有效方法就是针对各种不同工况运用润滑技术来减小摩擦热的产生。在生产现场, 80%以上的润滑不良多是因为油量不足或油品不清洁造成, 所以, 对注油周期进行科学管理, 及时处理渗漏油, 在油品的储存、运输、加注等环节注意油品的保洁工作是十分重要的。

(2) 轴承对中不好引起的故障。所谓对中就是将连接在一起的2台或几台设备的运转中心线调整在同一条直线上。为了消除轴承径向与轴向的有害应力、减小设备运转中的振动量、避免联轴器提前磨损、减少能源消耗, 需要对设备进行对中。对中不良主要表现在轴承部位温度逐步升高, 联轴器频繁损坏, 紧固件频繁松动, 电动机电流偏大, 在轴向和径向测到一、二倍频的大振动等几个方面。对于采煤机来说, 最为常见的原因是紧固件松动或回转体质量分布不对称问题, 这一问题会造成机械振动过大、损坏密封、撞击滚动体滚道, 从而加大了滚动体与滚动道之间的摩擦阻力。

(3) 冷却系统不工作或使用不正常引起的故障。冷却水流量不足或纯粹把冷却管路甩开, 会使润滑油温度过高, 油品运动黏度下降, 从而在滚动体与滚道之间不能形成良好的油膜, 或者是形成的油膜抗压性很差, 致使转动部位出现干摩擦或边界摩擦, 缩短了轴承的使用寿命。

2. 采煤作业过程中的工艺控制不合理造成的机械故障。

在采煤过程中, 采煤机的运行工况是不断变化的。牵引速度、截深等都需要根据煤层的赋存状况及时调整。

(1) 采煤机经过无碳柱或断层, 切割的是岩石, 硬度要比煤大得多, 此时就需要将牵引速度设置得慢一些。否则, 采煤机的截齿会严重磨损, 严重时会损坏齿座。同时, 由于采煤机牵引速度越快, 岩层施于采机的反作用力也越大, 极有可能造成滚筒轴变形, 轴承及齿轮的受力严重不对称, 进而损坏轴承或齿轮。

(2) 工作面沿走向方向有起伏时, 应该特别注意在下坡时降低牵引速度, 尤其是没有装设制动器的采煤机, 更应该引起高度重视。从理论上讲, 齿轨应该就是行走轮的直线展开式, 在运动过程中, 两者是完全重合的。事实上, 由于制造精度问题, 无论是行走轮还是齿轨, 与标准尺寸相比, 总存在一定误差, 并且这个误差在采机行走过程中会累积起来, 从而使行走轮跳到了齿轨的上表面。如果运输机比较平直, 可能会由于重力的作用, 行走轮在较短时间内还会滑入到齿轨内, 否则采机就会落道, 同时造成导向滑靴磨损或开裂、行走轮断齿等机械故障。

(3) 当工作面沿倾向方向有起伏时, 应根据倾角随时调整截深, 必要时更换不同高度的平面滑靴, 以防止采煤机倾倒或损坏滑靴。俯采时, 应适当加高平面滑靴的高度;仰采时应适当减小平面滑靴的高度。具体尺寸以采煤机推进过程中导向滑靴不存在单边受力为宜。

二、采煤机的日常管理和维护

由于采煤机时刻处于煤块、矸石和粉尘的包围之中, 所以必须对采煤机进行日常维护和管理。在落实检修制度的基础上, 应做好以下几点。

1. 及时清理机体下和齿轨上的煤块或矸石。

2. 采煤机司机要密切注意采煤机工作时的声音, 判断行走轮与齿轨啮合是否良好。

3. 注意观察采煤机在行走过程中是否跳动, 以判断是否有杂物阻挡采煤机行走。

4. 及时加注和定期更换采煤机各部件的润滑油或润滑脂。

5. 及时根据地形地貌调整采煤机的牵引速度和截深。

6. 在工作面推进过程中, 尽量保持运输机的平直。

7. 根据煤层倾角调整或更换不同厚度的平面滑靴。

8. 及时更换损坏的截齿, 以减小牵引阻力和滚筒轴向力。

三、结论

采煤机PLC电控系统设计 第6篇

我国采煤机的研究经历过30多年的引进、消化、吸收、仿制, 已经有了长足的进步, 采煤机牵引系统由液压部件逐步变成变频器电牵引。一些技术已经达到国际先进水平, 但是在工作稳定性、可靠性和设备使用寿命等方面还存在一些差距。采煤机控制中心 (PLC) 主要采用了模块化设计, 主要包括CPU、电源模块、开关量输入模块、模拟量输入输出模块、开关量输出模块、RTD模块、I/O通信接口模块[1]。

1 采煤机的电控系统设计

1.1 采煤机电控系统结构特点

采煤机电气系统主要由电控箱、高压箱、分线盒、端头站、遥控器以及各功能电机组成。电控箱内部主要有主控中心 (PLC) 、电源组件、截割部主接触器、隔离开关、PO-Face GP显示器、操作面板组件以及电流电压信号处理模块等部件组成, 主要实现系统控制功能, 也是采煤机电气系统的控制核心。高压箱主要有主变压器、主从变频器、牵引接触器等部件, 主要实现采煤机变频牵引功能。

1.2 采煤机电控系统设计要求

采煤机电控系统实现对采煤机的功能控制, 主要实现的功能有:①采煤机主启、停, 远、近及遥控操作控制。②采煤机变频牵引停、送电, 实现采煤方向选择和速度的匀速控制。③采煤机截割部升、降控制。④截割电机、牵引电机的实时电流、温度保护、恒功率、反牵引保护控制。⑤各种参数的实时显示、存储, 牵引控制方向、速度, 各电动机温度、电流数据实时显示, 设备运行自诊断中文显示等。⑥瓦斯超限报警和断电保护。

1.3 采煤机PLC电控系统总体结构设计方案

采煤机电控系统主要由主控器PLC、变频器及其控制模块、遥控器及接收模块、端头站及数据编码传输接收模块、电流电压信号处理和瓦斯监控模块、显示模块等部件和模块组成。其中PLC系统为整个控制系统的核心, 包括电源模块、CPU模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻温度模块和机架底板组成。

1.4 采煤机PLC控制原理

采煤机经过先导远控回路, 控制前级开关送电以后, 系统进入自检状态, 对整个系统进行漏电及绝缘监测。自检结束以后, 采煤机进入启动模式, PLC通过开关量和模拟量输入模块对各种指令和信号经过I/O总线送入CPU, CPU根据程序进行响应, 分别控制牵引接触器启动和右截割接触器启动, 从而控制变频器的运行和右截割电动机运行, 使采煤机按照选择方向和速度指令信号进行割煤。当采煤机司机通过端头站或者无线遥控器进行操作时, 操作按键信号经过处理后分别经端头站接收模块、遥控器接收模块把信号送入PLC开关量输入模块。经过PLC内部算法, 分别发出不同的控制指令, 控制DC+24V电磁阀组, 使采煤机的左、右截割部能够进行升降, 变频器能够控制左右两个牵引电动机, 按照操作按钮功能实现采煤机向运输机机头或者机尾以一定的速度行走, 同时也可以实现牵引接触器的启动和停止以及采煤机整个电气系统的总急停。温度和各电动机的电流等实时数据以及牵引方向、速度大小、故障诊断等信息由PLC电源模块上的RS485/232接口根据SNP通信协议, 实现人机界面功能[3,4]。

2 PLC的选型与计算

2.1 PLC输入、输出点数的估算和计算

对于PLC系统开关量输入和输出点数进行估算。由分析可知, 输入的开关量点数为Ni, 其估算公式如下:

式中:Ei为使用的按钮总数, 共计20个;Pi为每一个按钮有闭合和断开2种状态, 取值2。

经计算, Ni=20个

而输出开关量点数为No个, 其估算公式为:

式中:Eo为使用的继电器线圈数量, 共计12个;Po为每一个线圈有通电和断电2种状态, 取值2。

经计算, No=12个

所以, 开关量总数估算为:

由以上估算的方法, 模拟量输入主要有左右截割电机电流、左右牵引电机电流采集和处理。可以估算出的模拟量输入总数约为4个, 模拟量输出只有牵引速度指令, 为1个。因此, 模拟量总数为5个。

同理, 可以估算出RTD温度保护模块的点数为左右截割电动机温度、左右牵引电动机温度、泵电动机温度、变压器温度监测等, 共计为5个。

参照图1和图2, 可以得出实际需要的开关量输入模块点数为16个, 开关量输出点数为9个。因此需要的开关量实际总数为25个, 模拟量设计为5个, RTD温度保护点数为5个。

2.2 PLC开关量模块的选用

根据上述的估算和计算, 选择GE 90-30PLC比较符合设计要求。同时根据模块点数选型, 参考GE90-30PLC设备手册, 综合设计要求、参数特点, 选择了32点数开关量输入模块MDL655。

2.3 PLC模拟量输入输出模块的选用

GE90-30PLC模块化配置A/D模块, 即模拟量输入输出混合模块ALG442, 4路12位模拟量输入、2路模拟量输入输出。该模块用于4路左右截割电机和牵引电机的电流负载采样信号的输入和1路变频牵引速度指令信号的输出, 符合设计要求, 能够满足功能实现。

2.4 PLC开关量输出模块选用

参考GE90-30PLC设备手册, 结合点数估算和计算, 选择16点数的开关量输出模块MDL940。该模块输出类型为继电器, 输出电压为12 V/24 V。采煤机左右截割部的升降控制和制动控制是通过电磁阀控制的;另外在设计过程中, 采煤机先导启动控制回路中增加1个PLC保护节点, 这个保护节点为+12 V继电器一组辅助触点, 因此采用继电器输出符合设计要求。模块负载为125 m A, 负载能力强, 能够满足驱动要求。

2.5 RTD温度保护模块的选用

设计方案中, 实现了对采煤机截割部截割电机和牵引部牵引电动机温度进行监测保护, 与PT-100铂电阻传感器相接。同时可以增加1路变频牵引变压器温度监测保护, 变压器一次侧电压为3 300 V, 二次侧输出电压为400 V。根据计算选择了RTD-600型6路温度监测保护模块。

2.6 CPU及电源模块的选用

GE90-30系列PLC的可选CPU种类比较多, 但是应用在自动化控制装置中主要使用CPU350。CPU350提供最大4 096个I/O开关量点和2048IN/512OUT模拟量通道, 具有10 K寄存器和80 K用户存储器, 实现闪存。运行速度为0.22 ms/K, 运行速度较快, 而且支持SNP协议, 通过在电源模块上RS485/232串行通信接口实现与PRO-Face触摸显示屏人机通信。支持Genius、Profibus-DP。

GE90-30系列的PLC电源模块支持CPU和I/O, 输入电源交流240 V或者24/48/125 VDC;输出20 W+24 V继电器和15 W+15 V继电器;负载容量达到30 W, +24 V电源输出, 为其他模块提供电源。电源模块设置4个LED指示器, 自上而下分别是PWR、OK、RUN、BATT。电源模块能够实现运行状态指示、后备电池电压监测报警、短路自关断等功能。

3 PLC的I/O分配及程序实现

3.1 PLC的I/O分配

采煤机PLC控制的I/O分配情况如表1所示。

采煤机PLC程序主要包括1个主程序和若干子程序构成, 子程序之间设置良好的接口, 数据和算法简洁。其中在模拟量数据处理的子程序中, 利用数组与移位操作, 对模拟量输入数据进行数字滤波, 并根据响应时间要求, 尽量减少字长, 提高数据滤波处理的效能。在测试过程中, 通过设置大型数组的方法, 采用下标操作寻址, 使0.4ms/千步的GE90-30 PLC在20 ms内完成10路模拟量输入数据的8字深度均值滤波, 有效地提高了程序运行的效率和灵活性。在采煤机实时参数记录、故障自诊断的子程序中, 充分利用GE90-30系列PLC强大的数组功能, 通过数组下标模块运算构成的环形寻址, 对实时参数、故障数据进行采集、整理并以紧凑型记录格式 (RECORD) 写入PLC掉电保护RAM, 实现采煤机参数动态实时监测和故障自诊断功能。

3.2 PLC控制程序设计实现

PLC程序的控制功能是实现采煤机各电动机的启停控制、保护输出、模拟量、开关量的采集与处理等。程序通过复杂的算法实现采煤机恒功率控制, 实现与采煤机左右端头站、遥控器、机身操作按钮、变频器以及触摸显示屏的通信功能。

在PLC子程序中, 设置了采煤机的牵引电机恒功率控制保护、电流过载、重载反牵引保护、电动机短路保护等等各种保护功能, 通过软件技术的实现, 确保采煤机在复杂工作环境下能够安全、高效的运行。

程序中广泛采用梯形图编程语言, 子程序结构化设计, 使得程序结构很清晰, 系统维护成本较低, 同时可以节省一定的存储器存储空间资源, 系统运行速度得到有效提升。

PLC与变频器通讯采用半工双向通讯。具体通信程序略。

4 结论

论述的PLC控制采煤机电控系统, 主要应用于MG-400/920型大功率变频调速电牵引采煤机。PLC控制系统集合了PLC控制技术、嵌入式系统、PLC与变频器通信技术、GP组态实时监控技术等。该系统能够满足采煤机的数据存储与显示、变频调速牵引、实时监控、故障诊断、功能保护以及机身、遥控器、端头站控制等3种人机交互控制功能。经地面车间通电整机测试以及采煤工作面实际应用证明, 该套电气系统性能稳定、安全高效, 能够满足现代综采工作面采煤生产的需要。

参考文献

[1]李天利.交流电牵引采煤机电控系统的研制[J].陕西科技大学学报:自然科学版, 2003, 21 (2) :86-89.

[2]余文培.基于EXTR指令的PLC与变频器通信程序设计[J].自动化技术与应用, 2012, 31 (7) :86-88.

[3]邱锦波.PLC在交流电牵引采煤机电气控制系统中的应用[J].煤矿自动化.2000, 27 (2) :23-25.

采煤机扭矩轴加载试验研究 第7篇

关键词：扭矩轴,扭矩,扭转角

0 引言

采煤机扭矩轴作为截割扭矩轴[1]传动系统的弹性缓冲装置, 安装在截割电机空心轴内两端, 在传动系统中的作用以及结构应具备以下几个方面的性能:弹性缓冲, 过载保护, 传递动力。其合理设计对采煤机截割部传动件强度保护有很大意义。

1 试验概述

测试对象:采煤机截割部扭矩轴如图1;测试项目:静扭试验;试验工况:对被试件均匀缓慢加载扭矩, 测试及记录屈服扭矩Ms和断裂时的最大扭矩Mb, 断裂时的相对扭转角准。试验仪器: (1) 扭矩倾角传感器:测量加载扭矩; (2) 倾角传感器:扭转角测量; (3) 计算机及采集卡:记录实验数据; (4) 无限接收器:测量应变; (5) 数码相机:图像采集; (6) 加载直流电机:控制输入转速; (7) 减速机:降低输入转速、转矩。

2 试验方法

采用直流电机 (355Kw) 输出转速 (100r/min) 用以被试件单位时间转角的方法控制进行加载, 通过无限接收器及扭矩传感器记录输入转矩, 通过倾角传感器记录扭转角度。动力传动路线为:直流电机—万向节联轴器—扭矩传感器—万向节联轴器—直齿减速机 (速比80) —扭矩轴—固定板, 通过减速机串联用以降低被试件单位时间扭转角度。扭矩传感器安装在两减速机之间, 用以降低扭矩传感器量程。应变片无限接收器及倾角传感器安装在被试件上, 用以直接采集出被试件应变扭矩值及扭转角度。通过试验如图2, 测试被试件屈服扭矩Ms和断裂时的最大扭矩Mb、及断裂时的相对扭转角准。

3 试验状况

采煤机截割部扭矩轴如图3静扭试验时, 两端花键固定, 逐步加载扭断扭矩轴如图4。

4 采集结果分析

分析结果, 采煤机扭矩轴断裂曲线如图5所示。

分析表, 如表1所示。

5 结论

综合上述试验结果分析, 可得出如下结论:

(1) 扭矩轴[2]安全系数在设计上与试验结果相符, 误差率满足设计要求 (±5%) 。

(2) 经试验证明, 改进后的扭矩轴安全系数比改进前的提高11%, 对实际井下使用有很大的指导意义。

(3) 采煤机扭矩轴使用过程中, 考虑到传动件的整体性能, 设计上扭矩轴安全系数偏低。

(4) 对设计的扭矩轴抽样进行加载试验, 检验断裂面硬度等机械性能。

(5) 跟踪矿上其它扭矩轴的使用情况, 根据实际情况, 适当改进扭矩轴安全系数。

参考文献

[1]武文虎.采煤机摇臂扭矩轴设计[J].煤矿机械, 2012/11.

[2]伊茂森.进口采煤机扭矩轴的国产化研制[J].中国煤炭, 2003 (04) .

电牵引采煤机电气故障分析 第8篇

采煤机电牵引技术不仅解决了液压调速时工作介质易受污染以及受温度变化影响较大等弊端,而且效率高、寿命长,易实现各种保护、监控和显示,减小了采煤机的尺寸,成为采煤机牵引方式的发展方向[1,2]。但随着电牵引采煤机电气系统的集成度越来越高,使生产一线的维修工判断处理采煤机电气故障越来越困难。要正确检查、维护电牵引采煤机电气系统,准确判断、分析和处理电气故障,就必须熟悉电牵引采煤机电气系统组成及原理和常见电气故障的类型。

1 电牵引采煤机电气系统结构及原理

电牵引采煤机电气系统是采煤机工作的核心,目前主要有PLC系统或DSP系统,其结构如图1所示。采煤机司机通过主机按钮板(或各个端头站、遥控器)发出命令到主控模块,由主控模块实现相应的命令;各类模拟信号如电流、温度等由模拟混合模块控制,并与主控模块交换数据;牵引控制模块实现与主控模块和变频器的双向数据交换,从而控制采煤机的速度[3]。

2 电牵引采煤机电气系统常见故障及处理方法

在电牵引采煤机电气控制系统中,刮板输送机闭锁回路、接入主启、主停的先导回路的每一对接点的通断出现问题都会影响采煤机的正常使用,虽然电牵引采煤机自身也有故障诊断功能,但由于同一故障现象可能引起的原因不尽相同,所以本机故障提示有时是不准确、不具体的,在排除故障时要求具有较强的综合知识和经验[4]。以下笔者将在工作中遇到的实际问题和处理方法作一简要介绍,希望对同行有所借鉴。

(1) 采煤机不启动及处理方法

当采煤机不启动时,应采取以下处理方法:检查供电电缆、隔离开关、截割电动机等设备;根据电牵引采煤机电气系统的主供电系统图,检查截割电动机的供电情况;根据采煤机先导回路检查控制系统接点、水压接点等。

(2) 采煤机不自保及处理方法

当采煤机发生不自保故障时,应采取以下处理方法:检查电牵引采煤机电气系统中电源组件中的熔断器是否存在问题;检查采煤机先导回路接点是否存在问题,如水压接点、各控制部分串入采煤机先导回路中的接点、各连接器是否连接正确。

(3) 采煤机不牵引及处理方法

采煤机不牵引时的处理方法:根据采煤机牵引送电回路,检查各按钮触点、牵引真空接触器、牵引综合控制模块;检查处理采煤机的制动系统、过载过流保护系统;检查变频系统与电动机;检查牵引启动控制回路。

(4) 漏电保护动作及处理方法

如机组主开关显示漏电保护,应首先排查是否是电缆漏电与机身各电动机漏电。机组本身电控箱内出现漏电的可能性较小,而机内电缆在机组运动过程中出现破皮漏电或电动机本身绝缘降低导致漏电情况的可能性较大。

3 故障实例分析

(1) 实例1:

现场情况:机组型号为MG100/238―WD薄煤层采煤机,配备外置牵引变压器、外置变频器,位于离工作面300 m的轨巷处。机组在使用过程中出现牵引停止后,间歇性出现自动启动牵引的情况。

故障原因:采煤机牵引控制回路中控制线出现自动上电的情况。

处理措施:对采煤机牵引控制系统所涉及的每个接点进行检查分析,并结合现场实际情况,查找故障原因。在检查牵引控制系统的过程中,发现牵引电缆四通接线盒的内部汽水较大,使牵引控制回路中控制线短接,导致牵引电缆4根控制线中牵启线间歇性自动上电启动,从而引发牵引停止后机组自动启动的现象。通过采取更换牵引电缆四通接线盒、强化密封、压紧螺栓等措施后,该故障未再出现。

(2) 实例2:

现场情况:机组为MG320/710―WD2型采煤机,在机组间歇性出现不能启动的情况下,有时能正常启动牵引割煤,有时启动时移动变电站或开关跳闸,移动变电站跳闸后显示“低压保护动作绝缘闭锁”。

故障原因:采煤机供电系统部分电缆的绝缘值低;移动变电站输出电压不稳定。

处理措施:更换部分绝缘值低的电缆、加固接头及连线;根据电压情况调整移动变电站输出电压。

4 结语

简要介绍了电牵引采煤机电气系统原理及其常见故障类型,并以实际工作中遇到的故障情况为例,分析了故障原因并给出了相应的处理措施。要想准确判断、处理采煤机电气故障,只有在工作中能做到了解采煤机的结构、原理、性能,正确操作、精心保养、发现故障及时分析和排除,才能保障设备的安全运转,缩短维修时间,最大限度地发挥电牵引采煤机的效能。

摘要：介绍了电牵引采煤机电气系统的结构和原理,给出了电牵引采煤机电气系统常见故障及处理方法;结合电牵引采煤机电气故障实例,分析了故障原因,并给出了相应的处理措施。

关键词：电牵引采煤机,电气系统,电气故障

参考文献

[1]刘胜利.矿山机械[M].北京:煤炭工业出版社,2005.

[2]谢锡纯.矿山机械与设备[M].徐州:中国矿业大学出版社,2002.

[3]王占全.电牵引采煤机牵引调速特性及原理[J].山西焦煤科技,2005(12):7-10.