運(yùn)輸工作是采煤生產(chǎn)過程的重要部分，刮板輸送機(jī)是為采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤的機(jī)械，是煤炭裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。刮板輸送機(jī)是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成，它在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。
    刮板輸送機(jī)廣泛采用單速電機(jī)配液力偶合器的驅(qū)動(dòng)方式。使用液力偶合器有以下優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)、有過載保護(hù)功能、減緩傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和震動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)能使各電機(jī)的負(fù)荷較均勻、增加啟動(dòng)力矩。
    一、材料選取及故障情況
    本文分析樣本選取了兗州礦務(wù)局現(xiàn)場普遍使用的7臺(tái)SGW - 764/264WA型刮板輸送機(jī)，進(jìn)行了為期5個(gè)月的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。SGW - 764/264WA型刮板輸送機(jī)采用單速電機(jī)配液力偶合器的驅(qū)動(dòng)方式，驅(qū)動(dòng)部分的故障情況記錄見表1，電機(jī)及液力偶合器的故障情況記錄分別見表2和表3。
二、故障原因分析
    各種機(jī)械電子產(chǎn)品的失效率r(t)，一般都可以表示為時(shí)司t的函數(shù)。圖1就是這類函數(shù)的典型曲線，根據(jù)其形狀，常稱為“浴盆”曲線。曲線的第一段，由于產(chǎn)品中含有不合格的零部件或產(chǎn)品中存在著不完善的地方，因而很容易發(fā)生失孜。如圖1中O-t．時(shí)域內(nèi)，失效率由較高數(shù)值迅速下降到一個(gè)穩(wěn)定值。這一失效期是產(chǎn)品的早期失效期。造成產(chǎn)品早期失效的主要原因是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、材料不良、制造工藝缺陷、裝配不當(dāng)或檢驗(yàn)不嚴(yán)等。曲線的第二段，即圖1中tl-t2時(shí)域，產(chǎn)品趨于穩(wěn)定，并且數(shù)值較低，近似為常數(shù)。這一時(shí)期為產(chǎn)品使用的中期，產(chǎn)品失效往往是偶然因素造成的，稱為偶發(fā)失效期。曲線的第三段，即圖1中>t2的時(shí)域內(nèi)，這時(shí)的產(chǎn)品經(jīng)過長時(shí)間的使用，已經(jīng)出現(xiàn)了過度磨損、疲勞和老化，產(chǎn)品由于零部件老化而進(jìn)入了壽命終了期，此時(shí)失效率隨時(shí)間增加而迅速上升。這一時(shí)期稱為耗損失效期。
    早期失效可以通過設(shè)備和零部件篩選來發(fā)現(xiàn)和排除，偶然失效期又稱為使用壽命期。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品，我們最關(guān)心的時(shí)期是其真正有價(jià)值的使用期，即產(chǎn)品的偶然失效期。在這一時(shí)域內(nèi)使用的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可靠性高。因此作為產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家在設(shè)備出廠前應(yīng)進(jìn)行試車、跑合，以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量問題。
    從表2記錄看，幾次電機(jī)事故均處于早期失效期。但分析現(xiàn)場故障情況，失效既不是由于電機(jī)本身的質(zhì)量問題，也不是由于負(fù)載過大，而是由于使用不當(dāng)致使電機(jī)電纜接地造成的。
    能源部的部頒標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，液力偶合器在井下工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)中平均無故障工作時(shí)間不得少于2000小時(shí)。這個(gè)指標(biāo)也就給定了t1-t2之間的偶然失效期。依目前井下生產(chǎn)時(shí)間和開機(jī)率，每一個(gè)液力偶合器的壽命都應(yīng)為一年左右。所以表3中記錄的1-5次事故，液力偶合器處于早期失效期；6-8次事故，液力偶合器處于偶發(fā)失效期。從該液力偶合器的失效率曲線（如圖2所示）來看，該曲線與浴盆曲線是一致的，符合可靠性理論中的基本規(guī)律。圖2中的損耗失效期用虛線畫出，表明沒有液力偶合器處于該失效期。
    液力偶合器在早期失效期出現(xiàn)較多的事故，表明產(chǎn)品中含有不合格的零部件或產(chǎn)品中存在著不完善的地方，因而很容易發(fā)生失效。這說明生產(chǎn)廠家沒有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行跑合處理和嚴(yán)格的出廠檢驗(yàn)，未將早期失效問題在出廠前解決，致使該產(chǎn)品出現(xiàn)大量的泄漏事故，影響了刮板輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
三、提高驅(qū)動(dòng)裝置可靠性的措施
    前面已經(jīng)計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的可靠度為85.7%，液力偶合器的可靠度為42.8%。可見，提高驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性應(yīng)重點(diǎn)提高液力偶合器的可靠性。通過對(duì)圖2液力偶合器失效曲線的分析可知，液力偶合器的事故主要發(fā)生在早期失效期，因此應(yīng)通過改進(jìn)設(shè)計(jì)、改良材料、提高制造工藝、避免裝配不當(dāng)或檢驗(yàn)不嚴(yán)等來提高驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性。
    液力偶合器在運(yùn)轉(zhuǎn)中最易發(fā)生的問題是漏液，這主要是由于密封問題所致。YL - 500型液力偶合器漏油較多，采用軸端密封，往往在頻繁啟動(dòng)時(shí)造成液力偶合器油溫過高，使內(nèi)腔壓力增大，而國產(chǎn)油封耐壓不高。正常工作時(shí)，油封與軸套保持一定間隙，有一層油膜潤滑，當(dāng)油溫升高，內(nèi)腔壓力增大后將使油封死在軸套上，潤滑油膜被破壞，會(huì)使油封被燒焦，橡膠老化變質(zhì)失去作用。因此影響液力偶合器密封性能的因素主要有以下幾方面：一是產(chǎn)品質(zhì)量問題即密封件在生產(chǎn)時(shí)就存在內(nèi)在的缺陷，如彈性不夠、組織缺陷等。二是裝配損傷，造成密封件的外表傷殘，影響密封效果。三是長時(shí)間高溫，密封件老化，彈性降低，造成失效。前兩個(gè)原因主要導(dǎo)致產(chǎn)品的早期失效，第三個(gè)原因主要是經(jīng)過一段較長的生產(chǎn)時(shí)間后，在產(chǎn)品使用的中后期才會(huì)出現(xiàn)，引起產(chǎn)品的偶然失效。因此，液力偶合器在使用中應(yīng)保持在良好的通風(fēng)條件下運(yùn)行，應(yīng)避免重載重復(fù)啟動(dòng)。另外，還可改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)，如將單口型改為雙口型，研制耐高溫橡膠等。
    液力偶合器由于能夠保護(hù)電機(jī)和改善電機(jī)的啟動(dòng)性能，因而在我國得到了廣泛應(yīng)用。但是，隨著刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力的不斷提高，功率不斷增大，對(duì)于大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液力偶合器就表現(xiàn)出某些不足之處。由于液力偶合器的輸出轉(zhuǎn)矩與葉輪的有效直徑成正比，所以與大功率電動(dòng)機(jī)配合使用的限矩型液力偶合器，一方面其直徑很大，不適合在工作面使用，另一方面其散熱面積也不夠，造成散熱不良，溫升過高。因此，在功率很大時(shí)，液力偶合器已經(jīng)不再適用。
    為解決刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可靠性較低的問題，可使用雙速電機(jī)。目前，在大功率刮板輸送機(jī)上用雙速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式已經(jīng)逐漸取代單速電機(jī)配限矩型液力偶合器的驅(qū)動(dòng)方式。