煤礦機械磨損與減小磨損的方法分析

畢艷平

（陽煤集團三礦機電工區制修隊，山西 陽泉 045008）

引言

煤礦機械工作環境基本上較為惡劣，這種因素極容易造成煤礦機械的磨損，因此需要完善并調整煤礦機械使用條件，定期檢修維護煤礦機械，提高維修機械的質量，方可確保煤礦機械工作處在最佳狀態。同時，在操作煤礦機械生產時，技術人員需嚴格遵守規范的操作流程，以免引起機械破損。機械設備只有在規范的操作流程下工作，才能保證使用效率和壽命，才能充分發揮出機械設備的效能。

1 煤礦機械磨損規律及機理

1.1 規律

每個零部件在機械運轉中的速度及磨損程度都不同，但基本規律卻存在著共性。通過觀察變化的軸承和軸均勻磨損時配合間隙的情況，發現磨損有這三個階段：第一，初級階段，該階段磨損速度雖快，但時間跨度不長，基本上不會危害到煤礦機械，也是所有設備運轉的必經階段，稱之為磨合或跑合。通常是在新制零部件表面工作起始時，屬于新裝配及修理好的零部件與軸承的初磨階段。該階段之所以磨損速度快，多是由于安裝不到位，技術人員操作不熟練，或是零部件加工時產生的不平度、插傷磨平等原因造成。逐漸減小和不斷增加的表面不平度與實際接觸面，以及峰頂塑形變形引發的冷作硬化作用，促使表面耐磨性能提高，導致機械磨損由最大值逐漸降低［1］。第二，正常磨損期，該階段機械運作屬于最佳狀態，磨損速度穩定緩慢，磨損時間較長但磨損量不大。第三，急劇磨損期，該階段磨損速度極快，易發生精度和強度被消耗的情況，設備發生事故率也難以預測。因積累了長期磨損，摩擦性能發生質變，導致沖擊載荷動力超出允許范圍，從而聯合表面微小裂縫產生大的脫皮脫粒，促使潤滑油膜發生破損，加快了磨損速度，在短時間的磨損內達最大數值。應在維修維護機械過程中，采用合理有效的措施，以便初級磨損階段快速完成，正常磨損階段能有效延長，從而避免急劇磨損。

1.2 機理

煤礦機械磨損的原因多種多樣，但較為關鍵的還是與礦石的磨損。據相關研究資料顯示，煤與其他材料的耐磨性無差異，以轉折點Ha／Hm＝614（Ha、Hm分別代表金屬材料和磨料的硬度）來說，磨損率是緊密關聯著Ha／Hm的，通常軟磨料磨損現象也是煤與金屬材料接觸才出現的，比如脊隆和犁溝碾平斷裂。通過對煤炭成分的分析研究發現，煤炭屬于生物沉積巖類，形成的原始材料性能及煤化程度等直接決定著它的性能，此外，在開采煤炭時煤層存在的多種樣式礦物質，也會嚴重損害開采中的煤礦機械［2］。

2 減小磨損的方法分析

2.1 優化設計結構

我國煤礦企業普遍存在煤礦機械磨損現象，不少煤礦機械都出現磨損失效的問題，這多是因為設計結構不夠完善合理所致，因此要改善這一問題當從設計階段開始優化設計結構。設計人員進行機械設計之前，要加強研究煤礦機械結構及摩擦理論，精細地分析機械零部件磨損規律及原因，選擇合理的工藝方法，并結合煤礦現場生產的實際，著重考慮磨損零件間的接觸狀態，進而設計出合理的機械結構，在合理設計結構的基礎上還要嚴格規定零件生產尺寸以及零件間的配合方法等，從而避免過度磨損造成的部件損耗，實現機械使用壽命大幅度的提高。

2.2 重視材料選擇

煤礦機械磨損與選用的材料也有關系，若是材料選擇的不合理，將會導致磨損的加劇，從而降低生產效率，并且材料的選擇還會影響到煤礦機械使用的壽命，因此，在材料選擇上一定要堅持實用性強、易得性和經濟實惠的原則，針對各煤礦實際生產作業環境，選用適合使用的材料，尤其是要充分考慮鋼鐵材料及非金屬玻璃、橡膠、塑料等材料的實際情況，再結合實際進行強化利用。分析我國煤礦企業機械材料選用情況，耐磨性材料的選擇經驗已經極為豐富，不少煤礦企業都能根據各種工況選擇相應牌號、成分的金屬或非金屬材料，比如很多企業選用的煤礦機械耐磨零件都是低碳錳鋼，因為低碳錳鋼比一般鋼材耐磨性能好；又比如不少企業還會選用硬質合金作為截齒刀頭的材料，如35CMnSi的刀體等。同時，不少企業也有對材料進行強化的獨特方法，而隨著科技信息時代的來臨，這些零部件材料種類只有多樣化發展，才能使煤礦機械零部件抗磨性提高。所以，加強研發抗磨材料，對現有材料進行不斷的改進完善，是提高煤礦機械零部件抗磨性的最佳途徑［3］。

2.3 定時維護維修

煤礦礦井作業環境惡劣，煤礦機械在生產作業時常發生潤滑不良、磨損腐蝕等現象，而提高煤礦機械使用壽命的最佳手段便是定期維護維修工作，因此要規范化操作流程，避免過快超載的情況發生。雖然定期維護能確保煤礦機械正常作業，但管理維修煤礦機械工作十分漫長枯燥，不少企業為節省成本運營會忽略該部分工作，為保證煤礦機械正常作業就必須在使用過程中加強維修維護工作，同時定期進行機械維護維修還能起到較好的防御作用，這是當前煤礦企業應首要執行的任務。最后，相關的廠家維修責任制度也必須盡快建立起來，從而保證機械質量和維修翻新質量的有效提高。

2.4 合理選擇生產工藝

具有較高耐磨性、抗磨性的煤礦機械，除了合理的結構設計，優質的材料選擇，定期的維護維修，還需要科學的生產工藝才能確保機械的可靠性。通常，影響煤礦機械磨損的關鍵因素便是機械零部件生產工藝，所以嚴格把關機械生產技術極其重要。冶煉、鑄造、冷加工熱處理等是機械生產的完整工藝流程，尤其是熱處理和冷加工質量對材料質量有著直接的影響，冶煉成分控制則對材料強度韌性等產生影響，由此可見每一道工序都與機械質量緊密聯系著，所以，要選取合理科學的生產工藝技術，才能最大限度提高機械質量。此外，在現有工業技術的條件下，還可以對國外先進技術加以引進，從而促使我國生產工藝技術的蓬勃發展，促進煤礦機械的質量能得到堅硬的技術保障。

3 結語

現階段煤礦較為突出的一個問題便是機械磨損現象。煤礦機械產生磨損的因素較為復雜，不僅有環境因素、設計因素，還有人員操作因素，因此，為減小磨損，操作流程必須規范正確，并定期進行維修維護，以確保長期處于最佳工作狀態，提高煤礦產量及使用性能。

［1］ 孫中巨，程洪飛.淺談煤礦機械磨損及減小煤礦機械磨損的方法［J］.山東煤炭科技，2013（12）：253－255.

［2］ 何坐樓.煤礦機械磨損的原因及降損的對策探討［J］.中國高新技術企業，2013（26）：86－87.

［3］ 李正國.煤礦機械磨損失效分析方法和抗磨措施［J］.山東工業技術，2014（21）：39.