分析目前我國礦山機械磨損失效原因及處理方法

【摘 要】隨著科學技術的飛速發展，我國煤礦能源的開采工作取得很大的進步，為國民經濟的發展提供了非常堅實的物質基礎。我國90%的煤礦開采都是在地下進行的，因此煤礦機械的磨損非常嚴重，而由此造成的經濟損失也是非常可觀的。在本文中，筆者結合自己多年的工作經驗，分析了煤礦機械磨損失效的原因與機理，且提出了一些策略，減少煤礦機械的磨損，延長煤礦機械的使用壽命。

【關鍵詞】煤礦機械；磨損失效；使用壽命

煤炭是我們國家的第一能源，而隨著機械化程度的提高，煤礦機械設備的磨損失效問題越來越突出，因此研究減緩煤礦機械的磨損失效，即具非常重大的意義，還是一項迫切的任務。在下文中，筆者分析了煤礦機械磨損失效的原因，為了充分認識和高度重視我國煤礦機械的磨損失效問題，對煤礦機械的磨損失效形式和機理進行了現場研究和理論分析，以及煤礦機械失效造成的重大經濟損失，且提出了相應的對策，從而實現煤炭高產高效與安全生產的目標。

1 煤礦機械設備磨損原因

目前，我國的煤礦開采一般采用地下作業和露天作業兩種方式，而90%的煤礦都是采用地下作業的方式，所以機械的磨損一般是指礦井機械磨損。機械井下作業主要具有以下幾個個特點：一是，環境濕度比較大，空氣中含有的水分比較多，這正是機械腐蝕嚴重的主要原因。研究證明，一般的礦井中的空氣濕度都在80%～90%，就相當于將煤礦設備一直浸泡在水中，而大多數的金屬在水中都會發生氧化反應，對于以金屬材料為主的煤礦機械的損害是非常嚴重的；二是，礦井中控制的PH值多在6.5～9.5之間，加上空氣中水分的含量過高，會使煤礦機械與化學物質發生化學反應，能夠加速煤礦機械的腐蝕；三是，受到地質條件的影響，礦井中往往會有大量的雜散電流，能夠加速煤礦機械的電化腐蝕。上述三個方面是井下作業常見的病害，機械自身的磨損、機械與礦石之間的磨損，也會對煤礦機械造成損害；例如通風機、壓風機葉片和主軸磨損；各類泵的葉輪和導向輪的磨損；各種鋼軌的磨損；以及提升機井架、輸送機托架和通風管道的腐蝕、磨損等都也不可忽視。

2 機械原理

煤礦機械的磨損受到多方面的因素影響，卻主要與煤炭的磨損性有很大關系。從磨損性來看，煤與其他的材料是相當的，以Ha/Hm=614為轉折點（Ha為磨料硬度，Hm為金屬材料的硬度）。可見，Ha/Hm對于磨損率是有很大影響的。分析煤的成分可以了解到，煤屬于生物沉積巖類的可燃礦物，它的性能主要取決與原始材料的性能、煤化程度以及物質成分等，這就決定了煤礦機械性能的多樣性。通過長期的挖掘實踐經驗得知，煤層中有多種物質存在，甚至有的煤層中有巖石存在，這對于煤礦機械的損害非常大，同時也會往往會發生安全事故。

3 減少礦山機械磨損有效策略

3.1 采用合理的生產工藝，提高煤礦機械的耐磨性

假如煤礦機械設備中采用的零部件在生產的過程中就沒有達到設計的要求，那么在煤礦開采的作業過程中就很容易因磨損而失效。生產工藝往往是指冶煉、鑄造等工藝活動。冶煉中成分控制、夾雜物和氣體含量的比例把握，都會在一定程度上對機械設備的性能，如強度、韌性，產生較大的影響。鑄造質量的優劣也會影響著設備部件的耐磨性能，在同種工況下，細晶的抗磨性遠遠強于粗晶。表面抗磨工藝是改善煤礦機械設備抗磨性的重要手段，其處理方法多種多樣，如表面淬火、表面堆焊、噴涂、復合鍍、擠壓等。如在刮板輸送機表面采用大面積的噴涂或通過表面堆焊方法耐磨合金，能使其耐磨性得到有效地提高。

3.2 給予科學的維護保養，提高安全性

煤礦機械設備作業的環境非常差，空氣中的水分含量過高，使機械軸承的潤滑不良，最終使機械設備的磨損、腐蝕程度比較嚴重。可見，對于煤礦機械設備進行科學的維護保養是必不可少的。目前，在大型煤礦機械廠附近，甚至會出現煤礦機械配件一條街的現象，對于煤礦機械的使用有很多的影響。煤礦機械配件的市場非常混亂，且配件的質量參差不齊，因此，我們只有按照相關規定加強機械設備的管理，才能夠有效地防治安全事故的發生，同時盡可能的改變機械設備作業的環境條件，延長機械設備的使用壽命，改善維修的質量，確保機械設備能夠正常的運行。雖然現在有很多高科技的方法出現，能夠從本質上解決煤礦機械磨損失效的問題，但是將這些高科技方法運用到實際的操作過程中還是存在很大的困難。因此，在日常的工作中加強機械設備的維護保養，不僅能夠減少經濟開支，還非常實用。

3.3 準確把握機械設備的磨損規律，降低磨損率

機械設備的磨損是受到多方面因素的影響，但是只要留心觀察總結可以發現，煤礦機械的磨損是有一定的規律可以遵循的。機件的磨損情況我們可以分為三個階段：第一階段，“跑合”階段。這一階段主要是指零件表面在加工后存在不平度，而運用的過程中就會產生非常高的接觸應力，促使機械的磨損速度加快。然而，隨著機械設備運轉時間的延長，定會增大摩擦表面的實際接觸面，使不平度凸峰不斷被磨損，減慢磨損速度。第二階段，“穩定”階段。當機械設備經過“跑合”階段后，加工時其摩擦表面會有所硬化，當進行正常運行時，摩擦表面會處于液體摩擦狀態，僅在啟動和停止過程中會出現邊界摩擦的現象，但磨損速度保持不變。第三階段，“急劇”階段。經過前兩個階段，其摩擦條件出現了較大改變，間隙逐漸增大，潤滑油膜受到很大破壞，從而加劇了磨損速度，導致機械效率大大降低，且伴隨著噪聲和振動出現，最終導致了意外事故。因此，使用煤礦機械設備時必須把握好磨損規律，這樣才能有效地降低磨損率，確保設備的正常運行。

4 結論

綜上所述，煤礦機械設備總是在非常惡劣的環境下作業，并且它的磨損腐蝕處處都有，由此所造成的經濟損失非常重大，因此政府與相關部分應該給予高度重視。實踐證明，煤礦機械設備在煤礦開采的過程中起到了重大的作用，換言之，要想促進煤礦能源行業的發展，就必須要提高設備的耐磨性，使用的過程中能夠給予科學的養護，把握磨損的過濾，從而延長煤礦機械的使用壽命，減少由于購買機械產生的經濟壓力，促使國民經濟的發展。

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[責任編輯：丁艷]