徐银飞
DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.27.023
摘 要：该文对4 m3电铲推压机构、回转机构、行走机构以及提升机构的常见故障及成因进行了较为详细地分析探讨，并在此基础上，结合工作实践经验，对电铲常见故障的诊断方法进行了探讨，提出了电铲常见故障的4种感官诊断方法，最后对电铲的保养维护进行了简要的阐述。
关键词：电铲故障 电铲维护 故障诊断
中图分类号：TD422 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（c）-0023-02
电铲是露天矿山生产作业过程中的重要装备，担负着地表岩层剥离的重任。4 m3电铲是目前我国露天矿山采掘作业的主力设备之一，在露天矿山采掘系统中占据着重要的地位。由于电铲的作业环境十分恶劣，电铲各机构在作业过程中，受到的载荷冲击也复杂多变，导致提升、推压、回转及行车等机构容易发生故障，对电铲作业的安全可靠造成较大的影响。因此，在电铲作业过程中，对其常见故障进行及时的诊断，并在日常进行必要的维护操作，可以在一定程度上延长电铲的使用寿命，保证电铲作业的稳定性，进而提高其作业效率。
1 4 m3电铲的常见故障及成因
1.1 电铲推压机构常见故障及成因分析
4 m3电铲的推压机构是一个三级减速机构，是电铲作业过程中工作较为频繁的一个机构。其常见故障主要为：推压齿轮打齿、推压机构轴轴向串动和径向跳动、中间轴气囊打滑、斗杆不动故障以及电气系统故障等。
造成推压齿轮打齿的原因主要有两方面因素：一是由于推压齿轮与斗杆齿条啮合间隙过大或忽大忽小，在作业过程中造成错齿啮合造成打齿，追根溯源是由于顶滑板、侧滑板间隙过大或者推压机构轴径向间隙、轴向间隙过大所致；二是电铲作业“啃根底”时受到的冲击载荷过大造成推压齿轮打齿，一般是由于作业面爆破效果不佳所致。推压机构轴轴向串动的主要原因是磨损所致，在长期的作业过程中，推压齿轮两侧减磨垫、推压大轴卡兰以及大齿轮两侧调整垫很容易造成磨损，磨损到一定程度便会发生推压机构轴轴向串动。而轴径向跳动则主要是由于推压机构轴轴套磨损间隙过大，推压减速箱齿轮损坏所致。中间轴气囊打滑是由于气囊闸瓦磨损过限或闸瓦上有油污所致；而当气囊气压低于0.48 MPa时，也容易导致作业过程中出现气囊打滑现象。斗杆不动故障的成因主要有：气路不通、气囊打滑或破裂、气压过低；顶滑板间隙过小；推压齿轮损坏、推压齿轮与齿条啮合错齿、推压机构轴损坏；励磁线断、主令控制器故障等。电控系统常见故障主要有推压发电机、推压电动机冒火，整流子烧伤，刷架烧损等，主要原因为电铲作业过程中长时间堵转所致。此外，线路、电器元件损坏也是电气控制系统的常见故障原因。
1.2 回转机构常见故障及原因
4 m3电铲的回转机构主要是二级减速箱，其常见的故障主要有：柱塞泵不上油、回转减速箱故障、回转立轴故障、制动系统故障以及电气故障等。
柱塞泵不上油主要是因为吸油管底部单向阀堵塞或密封不严；泵体内有空气；凸轮盘、滚轮磨损过限导致柱塞泵工作行程不够。回转减速箱故障主要有减速箱漏油、减速箱齿轮打齿。减速箱漏油是由于浮封环损坏、立轴轴头压盖密封损坏所致；齿轮打齿多是由于柱塞泵供油不良导致减速箱内各齿轮、轴承磨损加剧以及连轴轴承座尺寸磨损超限，减速箱内各齿轮啮合产生“跳动”所致。回转立轴故障多数是由回转立轴轴承损坏、立轴产生裂纹以及立轴下部小齿轮脱落所致。制动系统故障多是由于闸带磨损过限、气路不通、闸瓦间隙调整不当所致。电气系统故障主要是回转发电机、电动机发生整流子烧伤、碳刷磨损过限等。
1.3 行走机构常见故障及成因
4 m3电铲的行走机构共有3个减速箱，常见故障包括：拉紧轴断裂；脚架减速箱齿轮、伞齿轮打齿；行走不动等。
拉紧轴断裂主要是由于电铲扭铲角度过大、行走时路线左右高差过大等所致。而脚架减速箱齿轮、伞齿轮打齿，除因扭铲角度过大、行走时路线左右高差过大外，轴套间隙磨损过限导致各齿轮啮合间隙变化、错位易造成打齿事故。行走不动故障主要是因为气路不通、风阀损坏、气压低等气路故障导致抱闸未打开；主动轴断、滚键，主动轮滚键；气路故障，滑杆弯曲，边轴断裂、滚键等原因导致拨叉未结合；脚架减速箱齿轮卡死；横轴断、伞齿轮打齿；齿式联轴器齿损坏或联接螺栓断；电磁阀、主令控制器以及控制线路等电气故障。
1.4 提升机构常见故障及成因
铲斗提升机构及起重臂升降机构的常见故障主要有：卷筒轴断裂、卷筒齿轮与提升中间轴轴齿轮断齿、提升减速箱故障、制动系统故障以及电控系统故障等。
卷筒轴断裂主要是因为疲劳破坏导致卷筒装置磨损及震动加剧所致；卷筒齿轮与提升中间轴轴齿轮断齿主要是因为两者啮合错位引起的；提升减速箱故障主要有齿轮打牙、齿轮磨损过限、轴承发热烧死等，一般是由于异物进入、维护不周等原因引起；电控系统故障与推压、回转机构故障基本相同，主要是由于堵转、线路及元器件损坏等原因造成，制动系统故障亦然。
2 4 m3电铲常见故障的诊断方法
除在故障发生后采用技术手段进行故障诊断外，在电铲作业过程中，通过人的感官经验可以对电铲的常见故障进行预防性诊断，往往可以有效预防故障的发生，取得不错的预防效果，当然，这在很大程度上要依赖操作人员的责任心与多年的工作经验。
当有故障发生时，发电机组、电动机的运转声音，减速箱运转时的声音以及卷筒轴承、提升中间轴轴承的滚动声音，各部位齿轮传动啮合的声音都会较正常运转状态下的声音有所变化，这种异响通过人的听觉是完全可以觉察得到的，因此，针对这些部件运转时的异响，基本可以诊断出故障部位与部件。听声诊断配合维修经验，往往可以对带病作业的电铲做出及时诊断，避免故障的扩大。
通过观察法，可以对电铲发电机组、各电动机整流子的光洁度及刷架、刷窝、碳刷的磨损情況进行一般判定；对各部位底角螺栓、联接螺栓等的紧固程度，各制动器闸带磨损情况、间隙大小，减速箱是否有漏油，各部位齿轮的啮合是否正常，钢丝绳是否有短丝、断股、直径缩小等现象也可做出清晰的判断。可以说，观察法是预防电铲常见故障中最为有效的办法。电铲作业环境恶劣，机械磨损情况比较严重，密切观察电铲各部件的磨损情况，对磨损超限的部件及时更换，可以在很大程度上改善电铲的运行工况，提高作业有效率。
此外，电气故障中线路故障一般会发出异味，减速箱润滑油的异味可以通过“鼻闻”进行诊断；而发电机组、发动机、减速箱、各部位轴承的温度变化也是故障的前兆，这些都可以通过感官来进行判断，以及时、方便地对一些常见故障做出诊断。
3 4 m3电铲的日常保养与维护
日常的维护保养工作，对于电铲的来说，可以有效降低故障率、提升作业效率。一般来说，电铲日常维护保养工作主要是按要求对各润滑点进行充分的润滑，避免机械部件因润滑不良而加剧磨损形成故障点。要定期更换润滑油，在不同的季节要合理选用不同的润滑油品。此外，对于发电机组、发动机以及配电柜、变压器等要进行定期打扫，清除异物。
4 结语
电铲结构部件多，作业强度大，在生产实践中故障时有发生。对于4 m3电铲这样保有量较多的采掘设备，降低其故障率对于提高作业效率具有重要的现实意义。在生产实践中，对4 m3电铲的常见故障进行及时诊断，可以有效地降低故障率，再结合日常的维护保养，杜绝暴力操作，可在一定程度上提升电铲的作业效率与使用寿命。
参考文献
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[2]杜德军.4 m3电动挖掘机维修方案及维修技术研究与应用[D].西安建筑科技大学，2010.
