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煤矿刮板输送机电动机烧损原因及应对措施分析

点击数:7时间:2015-10-17 09:30:37 来源:百盛机械

摘要:刮板输送机作为目前国内外倾斜长壁采煤工作面应用最为广泛的煤炭运输设备,其运转的稳定性和可靠性是保障工作面高效生产的关键,其中电动机烧损事故由于制约性高、更换困难、维修更换成本高等原因对刮板输送机的稳定高效运转威胁严重。

刮板输送机作为目前国内外倾斜长壁采煤工作面应用最为广泛的煤炭运输设备,其运转的稳定性和可靠性是保障工作面高效生产的关键,其中电动机烧损事故由于制约性高、更换困难、维修更换成本高等原因对刮板输送机的稳定高效运转威胁严重。

1 电动机烧损原因综合分析

1.1 设备匹配参数不合理

设备及零部件配套是保证井下机电设备使用寿命基础条件。例如液力耦合器根据特定电动机型号来规定充液量,井下刮板输送机使用的电机型号与液力耦合器充液量不匹配就会导致电动机匹配出现问题,影响电动机的使用和寿命[4]。

1.2 频繁维修质量不达标

电动机由于购买成本较高,当井下有电机烧损时,煤矿企业往往是将电机升井后进行自修或者委托修理厂维修后重新入井使用。

(1)由于维修技术有限,自修的电机质量有时存在一定缺陷。例如,下线时损坏了漆包线绝缘,下线后进行的浸绝缘漆只是浸到了线圈的表面,而线圈匝间得不到充分浸泡,使绝缘质量不达标,对入井后的使用造成隐患。

(2)外委维修的电动机,可能会有人为原因造成的质量不达标。例如,维修人员换用降标型号的绕组线缠绕线圈,会由于线圈直径较细或品质太低造成电机的输出功率不达标,容易造成电动机入井工作后再次烧毁。

(3)修复后的电机容易产生谐波。维修复用的电动机磁极绕组不平衡或者铁芯饱和等因素均可能造成电机产生谐波,当谐波源的谐波电流注入电动机,就会在定子绕组流过谐波电流后建立旋转磁场及谐波磁场。各次谐波的最大幅值如下[5]:基波磁势的最大幅值:

Fy1=(4/π)·(√2/2)·NYIY

v次谐波磁势的最大幅值:

Fyv=(1/v)·Fy1

这一系列次谐波各以不同的极数和转数在电机内部旋转,产生大小方向各不相同的附加转矩,进而造成电机运行时产生较多的多余热量和附加损耗,使电动机组内部的附加热量增多并不断积累,使电机绕组非正常发热,损坏绕组绝缘,进而烧坏电机。

1.3 井下操作使用不规范

(1)井下电动机综合保护器不能适应电动机符合变化的条件。目前,国内使用的JDB、KDB、ADB等系列的综保装置设计均旨在保护稳定负荷的电动机,能较好地对电流过载进行反应和保护,而对于电机及变速箱温度超高的现象却缺乏保护,容易造成电机的烧损。同时,某些电机过载保护装置通过判别电机过载时间来切断电流,而无法识别电机是否真正温度超高,以至于在生产中频繁启动过载保护动作,影响正常出煤和生产,进而使作业人员冒险违章切断保护装置或者使用铁丝等代替正规保险丝,加剧了电动机烧损的概率。

(2)井下刮板输送机电机过载及负荷变化影响。刮板输送机长期超载及频繁变换负荷运转是造成电机烧损的重要原因,尤其是对于放顶煤工作面及炮采工作面。工作面出煤时的负荷变化较大且难以控制,放顶煤期间及放炮落煤期间刮板输送机超载现象严重,输送机频繁在超载、严重超载及空载间切换。而且,负荷过大会使电动机长期工作在最大转矩状态,电流过大,温升加快,必然造成电动机工作负荷疲劳,损害电机使用寿命。同时,井下刮板输送机频繁的启动、停止以及重载启动也是损害电动机使用寿命的重要原因,井下俗称的"点溜子"就是一种典型的频繁启动停止现象,电机启动时瞬时电流可达到额定电流的5~7倍,并产生较大热量,导致电机温度持续上升,损坏绝缘,进而烧毁电机。

1.4 电气及机械故障引发的烧损

(1)电气故障引起的电动机烧损,主要原因包括以下3个方面:①电机内部一相进线中断,使启动电流过大,产生热量较大,烧损电机绝缘,或者造成电机启动时力矩过小,电机超负荷运行,影响电机使用寿命;②控制开关故障引起的单相电机烧损,例如,控制器的磁力接触头因过流烧坏触电,造成接触不良,引起单相运转;③电压过高或过低,达不到电动机的额定电压,电压过高会使电机发热烧损绝缘,电压过低则会使电机铜损增大,效率降低[6]。

(2)机械故障引起的电动机烧损,主要原因包括以下2个方面:①电动机轴承损坏,使电机转速下降,电磁转矩增大,产生过多热量,烧损绝缘;②电动机安装质量差,转子绕组或定子绕组不能正常工作,运行期间发热量增大,或者电机内外固定螺栓松动甚至脱落,密闭绝缘措施不到位,均易造成电机烧损。

1.5 日常管理维护不到位

(1)电动机未设置密封装置或者密封实效,使电机井下受潮。煤矿井下环境潮湿,顶板淋涌水普遍,潮湿的空气环境本身就会减少电动机的使用寿命,加之如果电机防爆面及轴连接处不紧密,使电机内部进水,引起电路故障,损伤电机内部构件。

(2)电动机润滑实效。电动机轴承等转动部件没有定期润滑,或者润滑油脂质量不合格,或者油脂未渗入润滑效果差等均会造成电机轴承过度磨损,甚至引起转子摩擦定子过热烧损。

(3)其他原因。电动机风道堵塞、散热效果差、电机内部积聚水汽等均会有损电机使用寿命。同时,在日常管理方面,定期的维护、拆检、升井检修机制落实不到位,日常检查浮于形式,缺乏方便有效地检测检修仪器,机电修人员素质差,技术水平低,以及电动机频繁烧损维修,型号多而乱,管理混乱均是造成电动机频繁烧损的原因。

2 预防电动机烧损的措施

(1)加强设备匹配管理。对于型号、规格不匹配的设备、零部件等谨慎使用,尽量选用标准配置的电动机设备和零部件,按照厂家指导标准进行安装使用和维护保养。同时,对于使用过程中频繁超载及过负荷的电机,应考虑重新对电动机的功率进行选型计算,更换更大容量的电动机。

(2)加强已损毁电动机的维修质量。首先应加强对维修人员的技术培训,让维修人员真正掌握电动机的工作原理及维修要领,并加强维修过程的管理,由专业技术管理人员现场指挥,加强维修的材料质量要求和工艺要求,坚决避免偷工减料和不按正规工序作业,维修完毕的电机加强井上的维护保养,确保绝缘、密封等完全可靠。

(3)加强刮板输送机的井下操作管理,抓好质量标准化,避免因溜槽及刮板链故障造成电动机频繁启动停止和超负荷运转,同时还应尽量减少"点溜子"等操作,合理使用电动机综合保护装置。除此之外,还应加强井下放煤及放炮管理,尽量使煤炭入刮板输送机保持平衡,避免刮板输送机频繁过载、空载,延长电机使用寿命。

(4)加强井下刮板输送机及电动机的机械和电气管理,尤其是机械方面的管理,容易被察觉和检测出,坚决避免机械故障引起的电动机烧损。同时,在电气方面,首先是应改善供电质量,保证供电电压的持续稳定,对于含有电子装置的供电线路,应设置滤波装置,过滤掉电流经过时产生的谐波电流及谐波磁场。

(5)完善电动机日常维护管理制度并严格实施。①加强对电动机的定期检修保养和预防性检查,发现问题及时处理,定期进行完好性检查,检查电动机密封是否有效,避免水、灰尘、煤尘等进入电动机内部;②定期对电动机进行对地绝缘和相间绝缘检查,发现绝缘问题立即处理,并记录汇报;③完善电动机的综合保护装置,一旦出现过载、漏电、过热等故障时,能及时切断电源,同时,利用温度传感器和振动传感器对电动机实施监控,在出现故障时及时发出警报并切断电源;④加强机电修人员的培训和管理,技术过关,责任性强,最大程度的在维护保养上保障电动机的使用寿命。

3 结语

在煤矿生产机械化高度发展的今天,刮板输送机等机电设备运转的稳定性及可靠性无疑是保证煤矿高产高效运转的关键所在。因此在日常生产过程中,一定要做好刮板输送机电动机的选型、安装、日常操作以及维护管理等各项工作,尽最大可能延长电动机的使用寿命,确保刮板输送机稳定可靠运行,为实现煤矿企业的高产高效和更大效益打好坚实的基础。

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