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刮板输送机可靠性分析

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  • 发布时间:2014-10-01
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刮板输送机是煤矿综采工作面生产中重要的运输设备,-旦发生故障,整个工作面就要停止生产。所以分析并提高刮板输送机的可靠性对提高工作面刮板输送机的可靠运行具有重要意义。

1 刮板输送机可靠性分析刮板输送机主要由机头部、机尾部、中间部和辅助装置等 4部分组成。上述各部分发生故障或失效都会引起刮板输送机工作不正常,但是经过维修还是可以使刮板输送机处于正常状态,说明刮板输送机属于可修复系统[1]。其中机头部主要是由机头架、链轮组件、驱动装置及附属装置组成,组成机头部的-个串联系统。由于机尾部和机头部在结构和功能上基本相同,所以机尾部和机头部基本-致。中间部由过渡槽、中部槽、调节槽和刮板链等部件组成,组成辅助装置的-个串联系统。刮板输送机整机系统结构框图如图1所示。

刮板输送机H 机头部 H 中间部 H 机尾部 H 辅助装置机头架 l I过渡槽I l机尾架 I l铲煤板链轮组件l l中部槽 I I链轮组件l l挡煤板驱动装置l l调节槽 I l驱动装置l I推移装置附属装置l l刮板链 l l附属装置l l锚固装置I 望塑 I L图 i 刮板输送机整机系统结构框图1.1 刮板输送机可靠性框图刮板输送机各子系统的可靠性框图如图 2~图 5所示。由于机尾部和机头部在结构和功能上基本相同,所以机尾部和机头部的可靠性框图基本-致。

兰 H 竺笙 H 墨兰H 璺 兰图 2 刮板输送机机头部可靠性框 图图 4 附属装置可靠性框图图5 刮板输送机整机系统可靠性框图1.2 刮板输送机各子系统可靠性数学模型在上述分析中可 以知道 ,机头部、机尾部、中间部和辅助装置 4个部件组成了刮板输送机的-个串联关系,所以它们的可靠性数学模型基本相同。由大量的统计学数据表明,可修复的机械系统服从指数分布[2j,因此假定刮板输送机服从指数分布。

无故障工作时间的概率为:PX≤-l-e f≥O, >O 。 (1)修理时间的概率为:Py≤ )-l-e叫 ≥O, >0 。 (2)其中: 为系统的故障率; 为系统的难修复率。

假设 E::0,1,,n)为系统的状态集,其中系统收稿 日期;2012-10-24修回日期:2012-12-oi作者简介:秦文光 (1982-),男,山西原平人,助理工程师,本科,现从事机电管理方面工作。

· 204 · 机 械 工 程 与 自 动 化 2013年 第 3期的正常状态集为 w-0,1,,k)(志为正常状态结束时刻),系统的故障状态为 F-忌1,, )。定义每个系统有工作和故障两种状态,用0表示系统正常工作状态,用 1表示系统故障状态,则有:E-(0,1, 0,F-1)。据马尔科夫链的有关理论,微系数矩阵 P为:厂-- 1P-I , I。 (3)L /l l-- J设系统达到稳定状态后,处于状态 0,1的概率分布为 z。,X 。由稳态马尔科夫解理论有线性方程组 :f 。,z P-z。,zt 。 (4)zoXl:l解得 :z 。-。

/ zAA-j系统的有效度为:-.TO 。 (6)系统平均无故障工作时间为:- E(X) JL 。 (7)系统的可靠度为:Re- 。 (8)2 刮板输送机及各部件可靠性指标神东分公司某矿-个工作面中某型号刮板输送机在 2005年2006年中主要故障部件发生的次数及时间统计见表 1[3]。

表 l 刮板输送机主要故障次数统计I 壁塑 l皇 塑l!堡 l!三!鏊宣 l堡竺望f!l型堡壁I苎 I l故障次数 I 2 I 1 f 5 I 5 J 19 f 2 刮板输送机主要部件各次故障时间统计见表 2。

其各部位故障时间及故障时间所占比例如图 6、图 7所示 。

由表 1可知,刮板链发生故障次数达 l9次,是整个刮板输送机故障次数中最多的部件。由图 6及图 7可知,l9次刮板链的故障总时间占刮板输送机各部件总故障累积时间的47%,同时也是所有部件发生故障总时间里最大的,因此可以说刮板链是刮板输送机可能发生故障的主要部位。用可靠性指标计算分析来定量的验证这-结论 。

表 2 刮板输送 机主要部件各次故障时间故障部件 故障时问(h)电动机 4.5 4中部槽 14.3TTT软启动 22 1.3 2.6 4.5 3链轮组件 4 10 5.5 57.5 6.71.2 I.3 5 4.7 8 3 1 6刮板链 6.5 5.3 6.2 6.8 11 6 2.65 4 8.5 13.5 1O.5其他 1.1 1刮板输送机故障统计表I 启动 组件图 6 刮板输送机故 障时间统计图 7 刮板输送机故障时间比例统计板链47%根据神东集团公司三八制 的工作方式 ,每个工作班工作 8 h,每年生产 320 d~表 2中数据通过相应公式计算出刮板输送机主要部件可靠性指标,见表 3。

表 3 刮板输送机主要部件可靠性指标主要部件 平均无故障时间(h) 平均修理时间(h) 平均故障率(h ) 平均修复率(h~ ) 有效度 可靠度(100 h) 可靠度(700 h)电动机 7 680 4.75 0.000 13 0.21 0.999 0.987 0.913中部槽 15 360 14.3 0.000 07 0.07 0.999 0.993 0.952TTT软启动 3 072 6.68 0.000 33 O.15 0.995 0.967 0.794链轮组件 3 072 16.75 0.000 33 0.O6 0.992 0.967 0.794刮板链 8O8 6.55 0.001 24 0.15 0.991 0.883 0.420其他 7 680 2.1 0.000 13 0.476 0.999 0.987 0.91 3由表 3可知,刮板链在 t-100 h时有效度为0.883,是刮板输送机 6个部分中有效度最低的部位;中部槽的有效度是 0.993,是 6个部分中最高的。当连续工作-个月,也就是大约 700 h后,刮板链可靠度为 0.420,可靠度最低,运行状况差,接近于报废。由此可知刮板输送机的刮板链是整个系统中发生故障最多,可靠性最低,最薄弱的部件。对于各部位的有效度(下转第 206页)O O O O O O O O M m 8 6 4 2L/垦曾赶衽· 2O6 · 机 械 工 程 与 自动 化 2013年第 3期引起输送机的打滑。出现托辊致使皮带打滑的情况,需要平时检查托辊的运转情况,及时更换坏损的托辊,不要积攒太大批量的坏损托辊再更换,同时要及时清理托辊上的灰尘及粘连的物料。

2.5 落料处大量堵料输送机落料处发生堵料时未及时发现,造成输送机非工作面上大量积料,压死皮带,引起皮带机打滑。为防止这种情况的发生,工作人员应经常检查落料处的情况,特别是输送的物料黏性比较大时,要求给料系统给料均匀,防止出现物料的突然增大造成物料的堵塞。

2.6 其他情况对于露天工作的输送机,在阴雨天气下,潮湿的滚筒及皮带之间的摩擦系数骤然变小,大大降低了滚筒与皮带间的摩擦力 ,导致皮带机运送能力下降。雨天露天皮带运转打滑也成为了-种通病,-年之中,南方雨季约占到 I/3时间,露天皮带如何确保在雨季中不打滑就显得尤为重要。-般来说,普通菱形橡胶胶板在干燥的条件下其摩擦系数约在 0.4~0.45,如果在泥泞的潮湿状况下,其摩擦系数会迅速下降到 0.22~0.3,可见驱动能力的下降是非常明显的。目前市场上有-种新型的胶板材料,即陶瓷胶板,该胶板采用陶瓷颗粒附着胶板表面,可有效增大驱动滚筒与皮带间的摩擦力,所以建议阴雨天气下选用此种滚筒。

3 结论打滑是带式输送机-种最常见的故障,在生产运行过程中,由于存在着各种不确定因素,如环境、物料的特性、加料的情况以及工作人员的操作情况,都会对输送机的运行产生不确定影响,造成打滑现象的出现。

在实际运行中工作人员可以根据具体情况采取措施,有针对性地处理,最大限度地控制打滑现象,从而保证输送机的稳定运行。

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