采煤机技术发展历程(八)——可靠性技术

论文概要

采煤机在煤矿恶劣环境中运行，其可靠性制约着采煤机高截割性、高智能性的发挥，对煤炭产量、成本甚至安全生产都有至关重要的影响，因此要从可靠性设计、可靠性增强、可靠性材料、可靠性运维４个方面提高采煤机产品可靠性。从国内外采煤机研发经验来看，可靠性设计的重点是部件可靠性、摩擦可靠性、结构冗余性、环境适应性、功能模块化、安全保护装置的设计创新；可靠性增强的措施是结构可靠性、牵引可靠性、驱动可靠性、供电可靠性的改进创新；可靠性材料的关键是齿轮材料、行走轮材料、滑靴材料、截齿材料、摇臂材料、滚筒材料的选优配强；可靠性运维的质量在于过载保护技术、故障监测诊断、预测性维修的有效实施。从定量分析看，目前国产采煤机整机可靠度与国外同类产品还存在较大差距，以上４个方面的可靠性改进有助于我国采煤机可靠性快速提升。

葛世荣(-)，男，汉族，浙江天台人，教授，中国矿业大学(北京)校长，党委副书记，从事智能采矿装备、摩擦可靠性工程研究。俄罗斯工程院外籍院士。主持完成了国家“计划”项目“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”，发明了基于煤层地质信息融合的采煤机自动定位、纠偏及控制方法。主持国家自然科学基金重点项目“煤矿井下无人化综采机组的智能感知与协同控制基础研究”，探索井下无人驾驶采煤机的自主定位及调控新原理和新技术。研制成功国内第一台安标认证的煤矿搜救机器人，研究制定了“煤矿机器人重点研发目录”，形成目前最全面的煤矿机器人技术体系。研发成功新型超长运距智能化带式输送机。曾获国家技术发明二等奖2项和国家科技进步二等奖1项、三等奖1项。并且曾获得“国家杰出青年科学基金”资助，荣获“中国青年科技奖”、“国家有突出贡献的中青年技术专家”、“全国优秀科技工作者”、“何梁何利基金科技进步奖”、“世界能源论坛技术创新奖”、“孙越崎能源科技大奖”。在年5月30日，荣获全国“第二届创新争先奖状”。E-mail：gesr＠cumtb.edu.cn。

主要内容

第一，对采煤机可靠性的含义和国内外研究的发展节点进行了概述，并介绍了采煤机可靠性模型和构架。采煤机可靠性是在预知地质条件下无故障地完成开采任务的能力，设备开机率（EquipmentOperationRate，EOR）和平均无故障维修时间（MeanTimeBetweenFailure，MTBF）是衡量可靠性的2个主要指标，它们与采煤机的设计可靠性、制造可靠性、运维可靠性密切相关。

第二，从采煤机可靠性设计、可靠性增强、可靠性材料、可靠性运维4个方面阐述了采煤机可靠性包含的研究内容和工作任务，并详细介绍了国内外可靠性研究的发展脉络。

第三，从可靠性指标角度，分析了国产采煤机与国外产品存在差距的原因，主要表现为：相对缺少创新理念和实力；缺少从无到有的技术创新的动力；缺少数字化、网络化、智能化的采煤机运维平台；面对国内有限的市场需求，国内产品缺乏根据客户要求的个性化定制。认为，以上４个方面进行改进和创新，有助于我国采煤机可靠性快速提升。

主要图表

图1　采煤机可靠性构架示意图

图５　多电机驱动的布置形式

图7三一重工集团采煤机端齿联轴器结构

表3　国内外采煤机摇臂壳体力学性能

表4　设备维修方法发展进程

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