FMEA在掘进机中应用的研究

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1、煤矿现代化2013年第4期总第115期FMEA在掘进机中应用的研究毛继伟(中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006)摘要潜在失效模式及影响分析(FMEA)是可靠性领域中分析设备故障因果关系并提前预防的通用分析方法，其核心在于在设备的设计和制造阶段避免设备未来的故障。本文将FMEA引入掘进机研究领域，首先对掘进机可靠性特点的深入分析，初步制定了掘进机FMEA实施的方法和程序，并根据掘进机的技术特点提出掘进机使用FMEA。关键词FMEA；掘进机；可靠性中图分类号：TD421．5文献标志码：A文章编号：1009—0797(2013)04—0072—03目前，部分断

2、面悬臂式掘进机是我国煤矿巷道快掘进机失效不仅会导致工作能力的丧失，而且有可速掘进的核心装备，其可靠性对巷道掘进速度的影响能导致严重安全事故_2l[。lI4l。已经超过其截割性能，因此煤矿对掘进机的可靠性不1．2严苛的可靠性要求断提出更高的要求，以保证掘进机(本文中的掘进机目前我国掘进机主要为长臂工作开拓准备巷道均指部分断面悬臂式掘进机)的开机率和开机时间。或为矿井建设开拓永久巷道，随着我国矿井建设技潜在失效模式及影响分析(FailureModesand术和长臂开采技术的进步，掘进机一次开拓巷道的EffectsAnalysis，FMEA)是一种系统方法，用以最大程长度

3、和工作时间不断增加，这就要求掘进机无故障度保证各种潜在的失效模式及其起因，机理都已经连续运行时间必须大于单次成巷的时间，对掘进机得到充分考虑和说明，通过使用制式表格及问题解决的设计和制造都提出更高的要求。方法以确认潜在失效模式及其效应，并评估其严重1．3动作多样，故障种类多样度、发生度、侦测度及目前管制方法，从而计算风险掘进机已经成为机电液一体化的重型煤炭工程优先指数(RPN)，最后采取进一步改善方法，如此持装备，在工作过程中需要完成煤或岩石的破碎、装载、续进行，以达防患失效模式及效应发生于未然。在20运输以及自身的行走这四项基本动作，同时还可能需世纪50年代，美国

4、航空航天局和军方首先提出这种要完成除尘、喷雾、转载供电等辅助动作，就整体结构技术，后经过不断的完善，目前已经广泛应用于全球而言，一般由截割部、装载部、运输部、行走部、机架、的航空、航天、汽车等领域-l_。电气系统、液压系统、冷却系统等部件组成，零部件数本文基于掘进机结构特点和使用条件的分析，量多，子零件数量已经达到一万件以上，系统综合在基于掘进机特点，就掘进机可靠性研究分为设计一起导致其总体可靠性差，且故障种类多样。FMEA(DFMEA)和生产制造过程FMEA(PFMEA)。并1．4特殊的使用场合，维修十分不便引入使用维护FMEA由于煤矿井下的特殊条件，目前，我国井

5、下运输大多采用轨道运输井下使用各种辅料，在新建的大型1掘进机可靠性特点分析矿井中开始使用防爆胶轮车作为辅料的运输工具，然基于掘进机的技术特点及其特殊使用环境，笔而在正在开拓的巷道里，由于受到巷道尺寸的限制，者将从以下几个方面阐述掘进机可靠性特点。一般都没有专用的辅料运输工具，所有的辅料，基本1．1工作条件复杂多变，环境极端恶劣依赖于人力运输，所以在此段的运输能力很差，难以我国煤炭资源储量丰富，但大部分所处的地质运输重型的部件，而且井下起吊设备限制，一旦掘进条件复杂多变，总体来说是以中等偏下的地质条件机出现故障，必须需要专门地打锚索，使用特殊起吊为主。因此作为煤矿井下

6、巷道开拓的核心装备其所设备如手拉葫芦等，因此掘进机部件起吊困难，且危面临工作环境完全受制于煤炭赋存的地质条件，在险不便，因此掘进机的可维修性是极差的。掘进机1二作中经常遭遇断层、淋水、岩石垮落、磕碰1．5各部件之间联系紧密。故障具有较强的传递性等偶发因素造成掘进机的过载工作和外部损坏，同掘进机在工作过程中需要连续完成破、装、运、时掘进机处于易燃易爆的危险性气体工作环境中，走四个连续动作才能实现巷道的开拓，一个动作出基于国家高技术研究发展计划(863)资助项目“煤炭智能化掘采技术与装备(一)”子课题五“智能化超重型岩巷掘进机研制”。课题编号：2012AA06A405·

7、72·煤矿现代化2013年第4期总第115期现故障，则导致掘进机掘进能力的失效，且掘进机属2．3掘进机各研发阶段FMEA分析方法于机电液一体化的重型煤机装备，机械、电气、液压三自上而下的功能法和自下而上的硬件法是个大系统之间，具有一定的故障传导性，如液压系统FMEA常用分析方法。功能法是首先根据掘进机整压力调节装置失效，导致系统压力持续上升，不仅会机失效这一大前提逐级向下分析，这种分析方法适导致液压系统元部件的过载损坏，而且可能会导致机合使用在掘进机总体方案设计阶段和井下工业性实械元件过载损坏，也又可能会导致电机过载烧毁。验阶段，在这两个阶段中，掘进机设计或使用