礦山機械結構的失效分析及維修探討

摘 要：礦山機械式煤炭工業生產的關鍵設備，其正常運轉對煤炭生產效率的提高影響巨大，但是礦山機械在生產過程中往往因為機械結構的失效而引起事故，對企業的生產造成極大的困擾。本文對礦山機械結構的失效進行了具體的分析，然后提出了相應的預防措施，為煤炭工業的生產提供有力的支撐。

關鍵詞：機械結構；失效分析；維修

1 引言

礦山機械在煤炭生產中占有極其重要的地位，隨著現代科技的迅速發展，礦山機械業向高產、高效、高壽命的方向發展，但是礦山機械的工作環境特殊，設備自身又粗大笨重、制造成本極高，從而導致礦山設備的使用年限遠高于設計服務年限，在使用期間又不得不頻繁對其進行更換、維修，給設備造成巨大的經濟損失，因此如何對礦山設備的實現進行有效的防護，減少設備的損壞和因設備損壞造成的損失就顯得十分必要了。本文通過對礦山設備的機械結構的失效原因進行了具體分析，查找故障的原因和規律，并對其有效的預防措施進行了詳細的探討。

2 礦山機械結構的失效分析

失效的定義為：當機械結構完全失去原設計時規定的功能或者不能良好的執行原設計結構規定的功能或者損失嚴重導致使用時存在安全隱患，可以定義為失效。從實際調研的結果看，礦山機械最容易發生的失效方式有兩種，一是結構件因地質環境條件或操作使用不當以及設計不合理等原因造成結構變形或開焊，使機械構件失效，另外就是選型不合理，或長時間連續使用，或超過整修周期過長時間沒有進行大型整修；二是液壓系統及其元器件的損壞，其原因多是因為乳化液被污染或乳化液的濃度過低，造成的后果是液壓支架的承載能力下降，操作靈活性降低，嚴重時造成停產修復的后果。下面本文對這兩種因素進行具體分析。

2.1 機械零部件的失效分析

在礦山機械的結構零部件中，最常見的失效部件為齒輪、鏈條和軸等運動部件。礦山機械在實際生產中往往是超負荷工作，工作期間的開啟和關閉又十分頻繁，再加上機械設備所處的工作環境惡劣，使用和維護的條件都極其不好，所以齒輪、鏈條以及軸這類高速運動的零部件發生磨損失效的幾率很高，當然偶爾也會出現由于操作不當、過載等造成齒輪斷齒、軸斷裂等現象。在礦山機械的工作環境中，許多鏈條和輸出軸都是在裸露且沒有潤滑的狀態下進行連續工作的，甚至會發生金屬材料在重負荷下相互干摩擦的現象，零件磨損失效的周期極短。鑒于以上情況，對與齒輪、鏈條和軸這類高速運動的部件，一定要儲備足夠的備件，在部失效時及時更換，以免耽誤正常生產。

在礦山機械的結構零部件中，還有一種容易失效的零部件是軸承。目前大多數礦山機械設備裝備的是滾動軸承，由于礦山設備在工作狀態下受到較大的沖擊載荷，并且潤滑較差和工作時間長，所以設備中的滾動軸承磨損極快。經過實際調研得知，礦山設備的滾動軸承發生磨損有兩種情況：一是重載低速工作的軸承，這種軸承的壽命較長，磨損較慢，但是一旦工作狀態不良造成失效不僅要承受較高的軸承更換價格，還要承擔軸承相關配件的更換損失；二是壽命周期相對較短的輕載高速軸承，這類軸承的失效多是因為潤滑油的質量惡劣或潤滑油缺失嚴重造成，如：傾斜工作面的采煤機左截割部的某軸的軸承，需要的油量比右截割部要多，一旦供油不及時或甩油較少，就可能對軸承造成很大的損壞，使軸承失效。

2.2 液壓零部件的失效分析

在礦山機械中，液壓元件應用十分廣泛，作用也十分巨大，但實際生產中的元件失效概率也是最多的，對生產的影響很大，其失效的原因為以下幾點：一是液壓供油失效，當液壓系統發生供油故障時，務必停機找出發生故障的位置，對供油故障進行維修，否則會造成極大的損失。根據實際生產調研可知，供油故障一般有以下幾種原因：（1）油箱油位過低，查找油箱的泄露處，然后將油箱的油位加到正常水平；（2）吸油管路堵塞，檢測吸油管道堵塞情況以及濾油器正常工作與否，對其進行清理和整修；（3）油液粘度過高，將油液換成低濃度油。除此之外，如果油泵出現問題，如單向泵的轉向不對，應該及時修理換向，如果泵內有殘渣，要及時清洗，如果泵內元件磨損，要及時更換；二是液壓系統壓力不正常，當液壓系統的壓力過低或無壓力時，首先參照上述供油失效的方法分析處理，如果沒有問題，要檢查是否是安全閥誤操作，將其壓力調整到正常值，然后檢查閥是否漏油，密封是否失效，對其進行更換或修理，檢查安全閥彈簧失效與否，如失效要進行及時更換，要及時對閥進行拆卸清洗，保證其正常工作；三是液壓系統工作部件動作不穩定，其具體表現為動作逐漸減慢、突然加快或跳動等，這種情況發生的原因多是潤滑不良，摩擦阻力過大，要謹慎改善潤滑環境，清洗內部的臟物，是油泵吸油正常，空氣進入液壓工作系統。

另外，礦山機械還會出現箱體以及其他的結構件發生失效的現象，一般情況下，箱體以及其他的結構部件發生失效進而引起事故的概率很小，但是偶爾也會出現質量問題引起的結果變形、開焊等問題，這些問題都比較容易發現，只要操作人員和日常維護人員注意就會發現，一般不會引起重大的事故。

3 礦山機械的維修方法探討

礦山機械的工作環境十分惡劣，工況條件十分苛刻，而且使用過程中得不到很好的潤滑和日常維護，所以極易發生失效現象，所以對礦山機械的維修和維護進行具體探討就顯得十分必要了。

礦山機械的維修目前多采用預防性維修制度，也就是計劃維修制度，一般分為日檢、周檢、月檢以及大修。這種積極維修的方式不經可以保證機械設備的安全正常運轉，還可以延長設備的使用壽命，但是它不根據設備的實際運轉情況進行維修，人為的增加了設備的停機時間，浪費了維修的費用，對設備的固有可靠性發揮極為不利，甚至造成檢修不是跟著事故走，全憑經驗進行判斷，更換沒有損壞的零部件，給企業造成很大的損失。

近代以來，企業中出現了更加完善的以狀態診斷為基礎的預知性維修方法，即在實際維修中，要以機械設備的實際情況為基礎，通過設備的檢測儀器發出了失效信息，辨明故障的來源，預測設備的損壞程度以及對生產的影響，然后在預計維修的時間進行維修。礦山機械應該采用這種綜合維修方法，即通過不斷的應用狀態檢測設備，在預防性維修的基礎上，對監測狀態下機械設備進行預知維修和主動預防性維修，通過嚴格的管理制度，逐步建立有效的機械維修體制。為了達到這一目的，應該做到以下幾點：

（1）對礦山機械的維修進行科學的研究，統一組織，對維修中遇到的技術問題進行攻關，同時將研究的成果進行推廣；

（2）要加強操作人員和技術人員的技術培訓，不要流于形式，切實提高操作人員和維修人員以及企業領導人員的業務素質；

（3）對維修的規章制度以及日常檢修工作的工作內容進行細化，對維修制度和方式進行具體的落實；

（4）將以主動預防性維修的最佳維修方式落實，逐步擴大維修技術的管理范圍，既要減輕行政管理負擔，又要達到良好的維修效果；

（5）要建立完整的礦山機械維修信息系統，為主動預防性維修方式提供有效的技術支撐。

4 結束語

隨著科技的發展，礦產資源的需求量也越來越大，對礦山機械的效率要求也越來越高，如何有效的提高礦山機械的工作效率已經成為采礦業避不開的一個重要課題。本文通過對礦山機械結構的失效形式進行了具體的分析，然后對礦山機械的維修方式進行了適當的探討，以期對礦山機械的高效使用提高了有力的支撐。

參考文獻

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