淺談煤礦機(jī)械的磨損及其減小方法

馬 軍

（山西省大同煤礦集團(tuán)公司云岡礦，山西 大同 037006）

引言

機(jī)械磨損是所有機(jī)械設(shè)備最為常見的現(xiàn)象，摩擦是引起磨損的主要原因，而摩擦現(xiàn)象在所有相對運(yùn)動且相接處的物體表面都會產(chǎn)生。特別是在一些大型煤礦機(jī)械的工作過程中，這種機(jī)械磨損現(xiàn)象更為突出。一旦這種磨損現(xiàn)象超過一定的機(jī)械承受限度，機(jī)械零部件之間的有效配合就會遭到破壞，將嚴(yán)重影響到機(jī)械設(shè)備的工作性能，甚至威脅到相關(guān)工作者的人生安全，影響整個礦井的安全高效生產(chǎn)。

1 機(jī)械磨損的一般規(guī)律及特性

機(jī)械的各個零部件在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，磨損的強(qiáng)度和速度是不一樣的，但它們的磨損規(guī)律幾乎一樣。經(jīng)實踐活動和觀察發(fā)現(xiàn)可用三個機(jī)械磨損階段來總結(jié)和概況所有機(jī)械磨損的整個過程。

1.1 機(jī)械磨損的初級階段

機(jī)械磨損的初級階段也叫機(jī)械的磨合階段。一般發(fā)生在新機(jī)械或一些新裝配的機(jī)械零部件上，它是新設(shè)備或新零件進(jìn)行后期運(yùn)轉(zhuǎn)的必經(jīng)階段，磨損速度快且磨損時間短是它的主要特性，它可以把各零部件，在加工時所造成的不平度迅速降低，使整個機(jī)械設(shè)備內(nèi)部各零部件的實際接觸面積迅速增加，同時提高各零部件的耐磨性，為后期機(jī)械設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)，這種機(jī)械設(shè)備磨合階段的磨損對機(jī)械設(shè)備并沒有危害。

1.2 機(jī)械磨損的中級階段

機(jī)械磨損的中級階段也是機(jī)械設(shè)備的正常磨損階段，它是機(jī)械設(shè)備最佳的服役階段，在這個階段機(jī)械設(shè)備的各項性能將達(dá)到最佳狀態(tài)。磨損速度緩慢、磨損量小、磨損的時間長是這一階段機(jī)械磨損的主要特點(diǎn)。

1.3 機(jī)械磨損的最后階段

機(jī)械磨損的最后階段是機(jī)械設(shè)備急劇磨損的階段，這一階段是機(jī)械最容易出現(xiàn)故障的階段，由于經(jīng)過了長期的正常磨損階段，一些機(jī)械零件的精度和強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)不到設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，長期積累的磨損很可能引起設(shè)備性能的質(zhì)變，機(jī)械零部件表面的脫粒、脫皮現(xiàn)象加劇，一旦發(fā)生零部件表面的脫粒、脫皮現(xiàn)象機(jī)械表面的潤滑油膜很快受到破壞，磨損速度劇增是這個階段的主要磨損特點(diǎn)。

因此在機(jī)械設(shè)備的整個壽命周期內(nèi)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施盡快完成初級階段的磨損，盡量延長中級階段的磨損，加強(qiáng)最后急劇磨損階段的維護(hù)和檢修。

2 影響磨損的因素及減小磨損的方法

2.1 摩擦力對機(jī)械磨損的影響

影響機(jī)械零件磨損的因素很多，機(jī)理相較復(fù)雜。如機(jī)械零件接觸面上的摩擦力大小，機(jī)械零件的加工制造精度以及表面的熱處理情況、裝配質(zhì)量、操作使用情況等都會對機(jī)械零件的磨損產(chǎn)生一定的影響，而在這些因素中摩擦力常常是對機(jī)械零件影響最大的因素。

1）而機(jī)械表面潤滑的好壞會直接影響到機(jī)械接觸面上摩擦力的大小，所以通過對機(jī)械表面的良好潤滑來延長機(jī)械的使用壽命，提高機(jī)械的工作效率。由于液體摩擦的機(jī)械磨損量比較小，所以可通過在兩個接觸的機(jī)械面之間建立液體油膜的方式來解決直接摩擦導(dǎo)致的嚴(yán)重機(jī)械磨損問題。這種油膜具有很好的耐壓性，它可以將重物很好的托起，使重物懸浮在油膜之上，兩個接觸相對運(yùn)動著的機(jī)械零件可以很好的被這種油膜分割開，使兩零件之間的摩擦系數(shù)降到最低，從而大大的減小機(jī)械磨損。這種液體摩擦的建立也需要一定的條件，首先兩個摩擦接觸面的配合間隙要合適，其次要有充足的潤滑油供應(yīng)，并且油的壓力和流入速度要能跟上，最后對軸與軸承加工精度和光潔度也要適當(dāng)，并且加油孔要設(shè)計在軸承的受力區(qū)以外。

實踐證明這種液體摩擦確實能有效降低機(jī)械設(shè)備的磨損度，但在實際的煤礦機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)中，啟動和停止機(jī)械設(shè)備是常有的事，且機(jī)械設(shè)備在工作的過程中負(fù)荷也不穩(wěn)定，時常使這種液體摩擦受到破壞，引起機(jī)械磨損。

2）機(jī)械設(shè)備的實際加工形狀和理論加工形狀都存在一定的偏差，在實際加工的過程中零件的形狀或者表面的光潔度等，很難做到非常均勻，這可能會導(dǎo)致在后期使用零件的過程中零件表面的載荷很難分布均勻，容易在某些部位集中，造成局部摩擦嚴(yán)重的現(xiàn)象，一般來說零件表面的平整度和光潔度越高，磨損會越小，但如果加工的過于平整和光滑的話，又會逐漸增大磨損。這主要是由于光潔度過高，會使得兩個接觸面的實際接觸增大，增強(qiáng)分子間的相互吸引，會產(chǎn)生膠合磨損。所以在對機(jī)械設(shè)備的實際加工過程中，要注意精度和光潔度的控制要適中。

3）零件裝配間隙在一定程度上也會嚴(yán)重影響到零件的磨損量。零件在裝配的時候間隙不能過大或過小。如果裝配間隙過小膠合磨損的現(xiàn)象很容易在兩零件間產(chǎn)生，很難在兩零件間形成液體摩擦，如果裝配間隙過大，液體摩擦同樣也很難形成，因此在裝配機(jī)械零件時配合間隙一定要適中。

2.2 材料選取的不當(dāng)或材料本身有缺陷

零件材料的屈服極限以及硬度、含碳量等都會在一定程度上影響到零件的磨損量，一般情況下，在載荷不變的情況下，屈服極限越高，膠合磨損量在滑動摩擦下越小，摩擦疲勞過程時間在滾動摩擦下會越長。隨著硬度的增大和含碳量的增多，在相同條件下工作的碳鋼零件耐磨性會增強(qiáng)。

2.3 潤滑油的選取不當(dāng)

在保證機(jī)械零件安全運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，選用潤滑油時，應(yīng)選用低黏度潤滑油這樣可以把機(jī)械能量的消耗降到最低。兩個零部件的工作條件是高速輕負(fù)荷時，應(yīng)選用低黏度的潤滑油，當(dāng)兩個零部件的工作條件是低速重載荷時，應(yīng)選用黏度較高的潤滑油。機(jī)械零件在冬季選用潤滑油時，應(yīng)選用低黏度，低凝固點(diǎn)的潤滑油。而在夏季選用潤滑油時，應(yīng)選用黏度較高的潤滑油。受沖擊負(fù)荷大且往復(fù)運(yùn)動頻繁的機(jī)械零件，應(yīng)優(yōu)先考慮選用黏度較高的潤滑油。

此外，在高溫，重摩擦、和加工較粗糙的摩擦表面在選用潤滑油時，也應(yīng)首先考慮選用黏度比較高的潤滑油。

3 結(jié)語

通過分析摩擦的種類和規(guī)律，找出影響摩擦的因素，并根據(jù)這些因素總結(jié)出一些減小機(jī)械零件摩擦的方法，在今后的社會實踐中綜合應(yīng)用，來延長機(jī)械設(shè)備的工作時間，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和工作效率。

［1］朱華，吳兆宏，李剛，葛世榮.煤礦機(jī)械磨損失效研究［J］.煤炭學(xué)報，2006（3）：380－385.

［2］徐超，張培林，任國全，李兵，楊寧.基于油液原子光譜多維時間序列模型的機(jī)械磨損狀態(tài)監(jiān)測研究［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2010（11）：2 902－2 905.

［3］宋昊婷.淺析煤礦機(jī)械磨損失效分析方法和抗磨措施［J］.山東煤炭科技，2015（5）：113－114.