周磊
（河南能源焦（jiāo）煤（méi）集團九裏山礦采二區，焦作　454150）

　　摘　要：筆者（zhě）結合多年工作經驗，從采煤機軸承故障分析及其改進措施著手，對采煤機現場管理思路構架做了簡單介紹。

　　關鍵（jiàn）詞：采煤（méi）機；軸承故障；現（xiàn）場管理；BP神經網絡；思路構架

　　0　引言
　　伴隨（suí）著經濟的發展，社會對煤礦企業的要（yào）求越來越（yuè）高，采煤機軸承故（gù）障的處理（lǐ）辦法與現場管理工作受到了（le）行業建設者的廣泛關注。采煤機是（shì）現代煤（méi）礦企業發展建設過程中必不可少的基礎設備之（zhī）一（yī），伴隨（suí）著采（cǎi）煤機械化、自動化（huà）以及係統化的發（fā）展，采煤機的養護工（gōng）作成煤礦企業發展（zhǎn）的（de）重點工作（zuò）。采煤機具有規模大、結構複雜的特點，這給采煤機養（yǎng）護工作帶（dài）來了極大的挑戰。另外，煤礦企業屬於勞動密（mì）集型產（chǎn）業，工作環境尤為複雜（zá），采煤機長期在惡劣的環境下高負荷工作，各零部件很容易受到嚴重的損壞，影響采煤機正常運行。在現代采煤過程中，由軸（zhóu）承故障（zhàng）引發的煤礦（kuàng）事故率Z高，軸承（chéng）故障的原（yuán）因（yīn）有很多，如何解決采煤機軸承故障是煤礦企業發展的當務之急。
　　1　采煤（méi）機軸承故障分析及其改進（jìn）措施
　　1.1采煤機軸承產生的原因和存在的問題
　　1.1.1采煤機驅動機構軸承工作條件

　　采煤機驅動機構（gòu）軸承在320^#齒輪油條件下運（yùn）行，運行速（sù）度受電動機A、B傳動齒輪齒數的影響，軸承外（wài）部（bù）有大量煤粉塵。
　　1.1.2密封（fēng）結構

　　本文中研究（jiū）的（de）采煤機（jī）軸承以O型結構為（wéi）主，采煤機長期在井下工作，O型密封結構很容易受到嚴重（chóng）損壞，拆卸過程中可以發現該結構已完全變形（xíng），密（mì）封效果較差。技術人員（yuán）結合以上情況對其進行了改造，改造後結構以Y形孔（kǒng）用密封，提高（gāo）密封性能的同（tóng）時，還具（jù）有防（fáng）塵作用。
　　1.1.3存在的問（wèn）題

　　Y形密封結構與傳統O型密（mì）封結構Z大的區別在於其具有無（wú）骨架支撐（chēng），這種結構通常在潤滑脂、活塞杆（gǎn）往複（fù）運動時發揮吸塵作用，或者對低速運行的（de）采煤機進行密封。本（běn）文中研究的傳動機構軸承（chéng）型號以320^#齒輪潤滑油為主，因此，Y形密封結構很難滿（mǎn）足驅動機構的工作條件及相關零件（jiàn）運行的（de）實際需求。存在的問題主要有以下幾點：，Y形密封（fēng）結構的密封膠以橡膠硫化為主，外緣穩定性（xìng）較差、強度較低，運作（zuò）過程中密封在軸承內劇烈晃動，情（qíng）況嚴重（chóng）的（de）時候還會導致密（mì）封滑移；第二，裝配（pèi）工藝（yì）性能有（yǒu）待提高。采煤機軸承使用的密封以孔用（yòng）為主，在裝配過程中，必須保證唇口（kǒu）的朝向，通常應該與潤滑油處保持一致，唇（chún）口的大（dà）小也有嚴格控製，通常大於後端位置，而（ér）該位置密封唇（chún）口非常容易產生裂縫、扭曲甚至外翻（fān），拆卸後唇口通常處於殘缺不全的狀態。實際安（ān）裝（zhuāng）過程中，由於反向安裝（zhuāng）比較容易操作，不僅可以保證唇（chún）口的完整性，還（hái）能提（tí）高該位置的防（fáng）塵作（zuò）用（yòng），但是，這個過程中采煤（méi）機內的油液非常容（róng）易滲出；采煤機在運行過程中溫度升高，橡膠密封材料受（shòu）高溫影（yǐng）響容易（yì）發生變形、收縮等問題，導致機械漏油，效（xiào）果仍然有待（dài）提高；第三，密封唇口尺寸和基本結構明顯存在（zài）問題，不僅會產（chǎn）生漏油、吸（xī）入灰塵等問（wèn）題（tí），今後的維修工藝也（yě）會因此較難開展。
　　1.2改進措施

　　利用有骨架（jià）支撐的L形軸承代替上文中提到的Y形軸承密封，在軸承壓盤和軸（zhóu）承杯下位置各加上兩條凹形槽，改造示（shì）意圖如（rú）圖（tú）1所示。集合密封齒輪運行的（de）實際狀況，在該位置添（tiān）加密封（fēng）用金屬環過盈（yíng）裝配，采用電焊的方式進行點焊，增強（qiáng）該裝置的穩（wěn）固性。安裝（zhuāng）過程中，齒輪在裝入軸承杯內時必須保持垂直狀態，保證密封環與密（mì）封（fēng）之（zhī）間處於無空隙狀態。密封唇口與軸承方向保持一致，大口出朝向齒輪方向，安（ān）裝（zhuāng）工藝比較簡單，也不會損壞密封唇口。L形有骨架（jià）支撐軸徑大於內徑，密封（fēng）效果非常明顯。Z後，該結構還具有安裝位置小、軸向尺寸小、結構緊湊以及使用周期長等特點，是我國采煤機軸（zhóu）承的Z佳選擇。

　　2　采（cǎi）煤機（jī）現場管理思路構架
　　軸承為采煤機的正常使用提供動力保障的同時，還能增強采煤機（jī）的可靠性（xìng）、提高采煤機軸承的使用質量，是煤礦企業必須關注的重點。因此，煤炭企業必須高度重視采煤機現場管理工作，減少采煤機軸承故障導致的煤炭開采（cǎi）問題。
　　2.1采煤機的健康管理（lǐ）係統

　　采煤機健康管理係統比較複雜（zá），主要分為煤礦設備層、傳感器層、數據層以及決策層四類，筆者對以上四層管理係統做了以下介紹。
　　2.1.1煤礦設備層

　　煤礦設備層是設備健康運行的基礎保障，作為基礎層，工作人員必須高度重視該層結構健康（kāng）管理係統（tǒng）的形成，這一層主（zhǔ）要是礦山（shān）機械中的采煤機所在位置，也是合（hé）理控（kòng）製采（cǎi）煤機故障的重要手段。
　　2.1.2傳感器（qì）層

　　傳感器層Z能體現各設備（bèi）的實際性能，保證傳感器層的健康運行，才能在實際使用中更加準確地反映出設備的（de）實（shí）際運行狀態和當前的（de）數據信息，例如動力來源、傳動部件狀況以及（jí）執行（háng）部件的精確度等。以采煤機為采集對象，傳感數據名稱主要有牽引速度、搖臂振動狀況（kuàng）、左右截割（gē）電機電流、變壓器（qì）溫度以及水流量等。
　　2.1.3數據層

　　數據預處理是數據層必須完成的（de）任務之一，數據預處理的主要目的（de）是將傳感器上的數據進行解析，並對解析後的（de）數據進行相關處理，判斷出設備本身的性質。另外，還應該根據（jù）數據層的實際需求建立相關數據庫，數（shù）據庫中包（bāo）含著采煤機的曆史資（zī）料以及健康（kāng）指數，為（wéi）采煤機軸承的安全運行提供保障。
　　2.1.4分析決策層

　　結合數據路中（zhōng）存儲的信息，可以建立一個健全的訓練神（shén）經網絡，將現有的數據輸入神經網絡，通過得到的分析數據（jù）可以判斷采煤機（jī）的健康狀況，通過（guò）健康指數（shù）對采煤機的運行狀態進行評估；了解采煤機的實際運行狀態後，對采煤機將抗狀態的發展趨勢進行預測，對可能發生故（gù）障（zhàng）的位置進（jìn）行確（què）定。
　　2.2基於BP神經網絡的采煤機傳感數據與健（jiàn）康指（zhǐ）數關係

　　模（mó）型以數據庫內存儲的數據為依據，建立采煤機健康係統的BP神經網絡模型，建立該（gāi）模型的主要目的是對采煤機的健（jiàn）康（kāng）狀態進行預測，減少運行（háng）過程中軸承故障對煤炭開采工作（zuò）的影響。該模型以采煤機傳感器數據和采煤機健康指數之間的（de）關係為依據，對（duì）采煤機全過程運行狀態進行準確判定。采煤機（jī）BP神經網絡模型結構圖如圖2所示。該模型的建立可以有效地判定出各階段采煤機中軸承實（shí）際運行狀（zhuàng）況，這種模型的測定（dìng）結果不僅可靠、真實，對采煤（méi）機的實際運行又很好的預測作用，是（shì）我國現在以致今後很長一段時（shí）間煤礦企業采（cǎi）煤機（jī）運（yùn）行模型的主要選擇。

　　3　結束語
　　綜上所述，采煤機在煤（méi）炭行業的發展建設中發揮著不可代替（tì）的作用，軸承（chéng）是（shì）采煤機是否健康運（yùn）行的基礎保障，因此，行業建設者必須明確實際（jì）運行過程中采煤機軸承存在的問題，在提高檢測結果準確性、保障采煤機健（jiàn）康運行的同時，針對問題對采煤機（jī）軸承進行改（gǎi）造。另外，現代化煤（méi）礦（kuàng）必（bì）須高度重視煤礦設備的運行管理，通過建立采煤機的健康管理係統，基於BP神經網絡的采煤機傳感（gǎn）數據與健康（kāng）指數關係模型為我國煤炭行業采煤機的正（zhèng）常運行提供技（jì）術保障。
　　參考文獻：
　　[1]扈玉辰，姚竹亭（tíng）.基（jī）於EMD-HSMM的采煤機軸承故障診斷[J].煤（méi）礦機械，2014.
　　[2]劉萍.小波（bō）包-BP神經網絡在采煤機滾動軸承故障（zhàng）診斷中（zhōng）的應用[J].煤礦機械，2013.
　　[3]趙栓峰.基（jī）於（yú）粒子群和BP混合優化的采煤機故（gù）障診（zhěn）斷分類方法研究[J].礦山機械，2011.

來源：《價值工程》2014年第34期