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SGW-764/264WA型刮板输送机驱动装置可靠性分析
发布时间：2013-10-05 08:38 来源：未知
运输工作是采煤生产过程的重要部分，刮板输送机是为采煤工作面和采区巷道运煤的机械，是煤炭装运的第一个环节。刮板输送机是综采工作面配套设备的重要组成，它在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率。
刮板输送机广泛采用单速电机配液力偶合器的驱动方式。使用液力偶合器有以下优点：电动机轻载启动、有过载�；すδ�、减缓传动系统的冲击和震动、多电机驱动能使各电机的负荷较均匀、增加启动力矩。
一、材料选取及故障情况
本文分析样本选取了兖州矿务局现场普遍使用的7台SGW - 764/264WA型刮板输送机，进行了为期5个月的现场数据采集。SGW - 764/264WA型刮板输送机采用单速电机配液力偶合器的驱动方式，驱动部分的故障情况记录见表1，电机及液力偶合器的故障情况记录分别见表2和表3。
二、故障原因分析
各种机械电子产品的失效率r(t)，一般都可以表示为时司t的函数。图1就是这类函数的典型曲线，根据其形状，常称为“浴盆”曲线。曲线的第一段，由于产品中含有不合格的零部件或产品中存在着不完善的地方，因而很容易发生失孜。如图1中O-t．时域内，失效率由较高数值迅速下降到一个稳定值。这一失效期是产品的早期失效期。造成产品早期失效的主要原因是设计错误、材料不良、制造工艺缺陷、装配不当或检验不严等。曲线的第二段，即图1中tl-t2时域，产品趋于稳定，并且数值较低，近似为常数。这一时期为产品使用的中期，产品失效往往是偶然因素造成的，称为偶发失效期。曲线的第三段，即图1中>t2的时域内，这时的产品经过长时间的使用，已经出现了过度磨损、疲劳和老化，产品由于零部件老化而进入了寿命终了期，此时失效率随时间增加而迅速上升。这一时期称为耗损失效期。
早期失效可以通过设备和零部件筛选来发现和排除，偶然失效期又称为使用寿命期。对于一个产品，我们最关心的时期是其真正有价值的使用期，即产品的偶然失效期。在这一时域内使用的产品性能稳定，可靠性高。因此作为产品的生产厂家在设备出厂前应进行试车、跑合，以及时地发现产品的质量问题。
从表2记录看，几次电机事故均处于早期失效期。但分析现场故障情况，失效既不是由于电机本身的质量问题，也不是由于负载过大，而是由于使用不当致使电机电缆接地造成的。
能源部的部颁标准中规定，液力偶合器在井下工业运转中平均无故障工作时间不得少于2000小时。这个指标也就给定了t1-t2之间的偶然失效期。依目前井下生产时间和开机率，每一个液力偶合器的寿命都应为一年左右。所以表3中记录的1-5次事故，液力偶合器处于早期失效期；6-8次事故，液力偶合器处于偶发失效期。从该液力偶合器的失效率曲线（如图2所示）来看，该曲线与浴盆曲线是一致的，符合可靠性理论中的基本规律。图2中的损耗失效期用虚线画出，表明没有液力偶合器处于该失效期。
液力偶合器在早期失效期出现较多的事故，表明产品中含有不合格的零部件或产品中存在着不完善的地方，因而很容易发生失效。这说明生产厂家没有对产品进行跑合处理和严格的出厂检验，未将早期失效问题在出厂前解决，致使该产品出现大量的泄漏事故，影响了刮板输送机的正常运转。
三、提高驱动装置可靠性的措施
前面已经计算出电动机的可靠度为85.7%，液力偶合器的可靠度为42.8%�？杉岣咔爸玫目煽啃杂χ氐闾岣咭毫ε己掀鞯目煽啃�。通过对图2液力偶合器失效曲线的分析可知，液力偶合器的事故主要发生在早期失效期，因此应通过改进设计、改良材料、提高制造工艺、避免装配不当或检验不严等来提高驱动装置的可靠性。
液力偶合器在运转中最易发生的问题是漏液，这主要是由于密封问题所致。YL - 500型液力偶合器漏油较多，采用轴端密封，往往在频繁启动时造成液力偶合器油温过高，使内腔压力增大，而国产油封耐压不高。正常工作时，油封与轴套保持一定间隙，有一层油膜润滑，当油温升高，内腔压力增大后将使油封死在轴套上，润滑油膜被破坏，会使油封被烧焦，橡胶老化变质失去作用。因此影响液力偶合器密封性能的因素主要有以下几方面：一是产品质量问题即密封件在生产时就存在内在的缺陷，如弹性不够、组织缺陷等。二是装配损伤，造成密封件的外表伤残，影响密封效果。三是长时间高温，密封件老化，弹性降低，造成失效。前两个原因主要导致产品的早期失效，第三个原因主要是经过一段较长的生产时间后，在产品使用的中后期才会出现，引起产品的偶然失效。因此，液力偶合器在使用中应保持在良好的通风条件下运行，应避免重载重复启动。另外，还可改进密封结构，如将单口型改为双口型，研制耐高温橡胶等。
液力偶合器由于能够保护电机和改善电机的启动性能，因而在我国得到了广泛应用。但是，随着刮板输送机运输能力的不断提高，功率不断增大，对于大功率电机驱动，液力偶合器就表现出某些不足之处。由于液力偶合器的输出转矩与叶轮的有效直径成正比，所以与大功率电动机配合使用的限矩型液力偶合器，一方面其直径很大，不适合在工作面使用，另一方面其散热面积也不够，造成散热不良，温升过高。因此，在功率很大时，液力偶合器已经不再适用。
为解决刮板输送机驱动装置可靠性较低的问题，可使用双速电机。目前，在大功率刮板输送机上用双速电机直接驱动的方式已经逐渐取代单速电机配限矩型液力偶合器的驱动方式。
