煤礦機(jī)械磨損失效分析方法與抗磨措施

付　亮，郭偉杰（林州重機(jī)集團(tuán)股份有限公司，河南　林州　456561）

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煤礦機(jī)械磨損失效分析方法與抗磨措施

付亮，郭偉杰
（林州重機(jī)集團(tuán)股份有限公司，河南林州456561）

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速進(jìn)行，近幾年來我國煤炭使用量急劇上升。但是我國的煤炭開采有百分之99的都屬于地下開采，作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，所以這個(gè)時(shí)候煤礦機(jī)械就成為了煤炭開采過程中一個(gè)不可替代的工具。由于地下煤礦的開采作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，環(huán)境比較惡劣，所以煤礦機(jī)械會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，阻礙煤礦正常的開采。所以為了使煤礦的開發(fā)工作能夠正常的開展，有必要很好的改進(jìn)煤礦機(jī)械，提高其抗磨性。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；抗磨；磨損失效

0　引言

當(dāng)前中國的煤礦開采主要形式屬于井工開采，在井下進(jìn)行施工作業(yè)，由于井下的環(huán)境復(fù)雜惡劣，大量的粉塵、有害氣體、水汽存在于空氣中，加之機(jī)械比較笨重的原因就容易出現(xiàn)振動(dòng)、摩擦、介質(zhì)腐蝕等問題。如果機(jī)器的停機(jī)時(shí)間過短，無法對(duì)其關(guān)鍵部件進(jìn)行有效的潤滑和維護(hù)，就會(huì)使機(jī)械的器件磨損嚴(yán)重化，甚至還可能造成設(shè)備的損壞以及安全事故的發(fā)生，會(huì)對(duì)企業(yè)造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

1　機(jī)械磨損失效的分析方法

機(jī)械器件的磨損在很大程度上影響著工作是否能夠正常的開展。所以，為了確保煤礦開采作業(yè)實(shí)施的安全性有必要定期對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的磨損失效分析，來做到排除隱患。

1.1一般資料分析

在做好對(duì)機(jī)械中的各個(gè)部件在整個(gè)系統(tǒng)中的基本資料，然后在對(duì)機(jī)械器件的磨損進(jìn)行失效分析。所檢查的特征主要包括：各個(gè)零件的作用、結(jié)構(gòu)特征、材質(zhì)、受力情況以及制作工藝等。在對(duì)磨損失效的部件進(jìn)行損壞評(píng)估之后做好記錄，保存實(shí)效零件的樣品。

1.2宏觀與微觀分析

通過觀察機(jī)械器件的外表主要特征，并對(duì)其進(jìn)行精確的測(cè)量記錄好器件磨損的部位以及大小，最后對(duì)磨損器件進(jìn)行拍照記錄，這個(gè)過程稱之為機(jī)械器件的宏觀分析。一般來看，煤礦機(jī)械的器件磨損主要表現(xiàn)在零件的表面損耗，表面劃痕和凹陷，這些特征很明顯，可以通過對(duì)零件的宏觀分析進(jìn)行解決。而與之相反的零件的微觀分析則是將零件帶到實(shí)驗(yàn)室，利用實(shí)驗(yàn)室中的高倍顯微鏡對(duì)零件進(jìn)行相應(yīng)的檢查。通過高倍顯微鏡，可以觀察到人們?nèi)庋蹮o法看到的擦傷、劃痕、裂紋等情況，為企業(yè)機(jī)械器件的磨損失效分析提供強(qiáng)有力的依據(jù)。

1.3磨損表層分析

由于煤礦機(jī)械的器件在工作過程中需要進(jìn)行高速的旋轉(zhuǎn)，所以高溫的作用會(huì)對(duì)零件的表面產(chǎn)生很大的磨損。在這種磨損下零件的表面會(huì)出現(xiàn)兩種完全不同的磨損情況：其一，在磨損零件的表面會(huì)出現(xiàn)一層厚厚的金屬硬化物質(zhì)，這種硬化現(xiàn)象的硬化程度比一般的冷卻硬化程度還要強(qiáng)烈，導(dǎo)致金屬器件的表面組織狀態(tài)以及金屬的構(gòu)成成分發(fā)生了很大的變化，使得器件與原來的器件發(fā)生了很大的差異；其二，機(jī)械零件表面會(huì)出現(xiàn)回火軟化和超結(jié)晶現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象均是由于機(jī)械在工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的摩擦高溫導(dǎo)致局部溫度持續(xù)升高，加之在礦井之下工作環(huán)境比較復(fù)雜等條件，使零件的性能成分發(fā)生了重大的改變，進(jìn)而使零件實(shí)效。

1.4磨屑分析

通過對(duì)機(jī)械零件在磨損過程中被去除的磨屑的分析，來進(jìn)一步確定機(jī)械器件在物理作用下失效的具體原因。因?yàn)槲覈拿旱V開采多是采用井工式開采方式，所以我們?cè)谑占樾嫉倪^程中存在著很大的困難，此時(shí)可以采用氣動(dòng)鐵鋪和磁性法進(jìn)行收集。

2　煤礦機(jī)械磨損失效的抗磨措施

由于煤礦機(jī)械的磨損問題，對(duì)企業(yè)的正常運(yùn)營造成了一定程度上的障礙。所以，為了能夠盡可能的提高企業(yè)的盈利，有必要采取必要的措施來減小對(duì)機(jī)械零器件的磨損。

2.1改良煤礦機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

磨損失效在很大程度上受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的影響，具體體現(xiàn)在機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)、零件的形狀尺寸、配合方式、特殊的工藝方法等。根據(jù)這個(gè)問題，可以看出減少零件磨損的方法需要在零件的接觸狀態(tài)上進(jìn)行考慮，力的作用和力流方向的改善是解決這些問題的本質(zhì)所在。這就要求我們的設(shè)計(jì)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中始終堅(jiān)持一切從實(shí)際出發(fā)，充分考慮作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境，充分考慮磨損零件與零件之間的接觸問關(guān)系。

2.2掌握先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝

煤礦機(jī)械的零器件的生產(chǎn)工藝在提高煤礦機(jī)械的耐磨性以及使用壽命方面占有不可替代的重要作用，因此掌握優(yōu)秀的煤礦機(jī)械制造技術(shù)和工藝顯得尤為重要。眾所周知，在零件的生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過冶煉、鍛造、冷卻等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)不到位的操作都會(huì)對(duì)生產(chǎn)的零件的品質(zhì)造成很大的影響。所以在零件的生產(chǎn)過程中必須要使用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)，確保煤礦機(jī)械的最佳品質(zhì)。當(dāng)然，我們?cè)谧约禾剿髅旱V機(jī)械改進(jìn)技術(shù)的同時(shí)也可以從國外適當(dāng)?shù)囊M(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)來提高我們煤礦機(jī)械的使用壽命以及品質(zhì)。

2.3選擇適合的生產(chǎn)材料

在影響煤礦機(jī)械平均壽命的各種因素中，煤礦機(jī)械器件的材料選擇占有很大的影響地位。因此為了提高零件的使用壽命，有必要準(zhǔn)確的把握好零件生產(chǎn)的材料選用。在選擇生產(chǎn)零件的材料時(shí)，我們應(yīng)該充分的考慮材料的適用性、經(jīng)濟(jì)性、耐用性等因素。目前，我國大多數(shù)企業(yè)在耐磨零件制造方面都選擇了低碳錳鋼，這是因?yàn)樗哪湍バ阅鼙容^好。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展越來越多的材料出現(xiàn)在人們的視野中，彌補(bǔ)了原有材料的大部分缺陷。大量新材料的產(chǎn)生也為耐磨零件的材料選擇提供了更為廣闊的空間，所以我們?cè)谏a(chǎn)零件的過程中應(yīng)該盡量選擇性能較優(yōu)的材料。

3　總結(jié)

煤炭資源在我國的儲(chǔ)量十分豐富，同時(shí)煤炭資源也為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)提供了必要的能源支撐，所以煤炭的正常開采使用關(guān)乎到了整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的命脈。為了能夠確保煤炭企業(yè)能夠高效高產(chǎn)，我們需要對(duì)煤礦器械進(jìn)行相應(yīng)的改良，完善煤礦機(jī)械存在的問題，減少因煤礦機(jī)械中的零件磨損失效而造成的不必要的經(jīng)濟(jì)損失。為了能夠更好的保證企業(yè)的健康發(fā)展，企業(yè)還需要定期對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行機(jī)械維護(hù)機(jī)械維修等必要的工作。

參考文獻(xiàn)：

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［3］榮鋒.煤礦機(jī)械磨損失效分析方法和抗磨措施［J］.中國機(jī)械，2014（21）:173.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.061

作者簡(jiǎn)介：付亮（1981-），男，河南林州人，助理工程師，主要從事刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)工作。