煤礦機械磨損失效分析方法與抗磨措施

付　亮，郭偉杰（林州重機集團股份有限公司，河南　林州　456561）

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煤礦機械磨損失效分析方法與抗磨措施

付亮，郭偉杰
（林州重機集團股份有限公司，河南林州456561）

摘要：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速進行，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，所以這個時候煤礦機械就成為了煤炭開采過程中一個不可替代的工具。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，所以煤礦機械會出現(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，有必要很好的改進煤礦機械，提高其抗磨性。

關(guān)鍵詞：煤礦機械；抗磨；磨損失效

0　引言

當前中國的煤礦開采主要形式屬于井工開采，在井下進行施工作業(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，加之機械比較笨重的原因就容易出現(xiàn)振動、摩擦、介質(zhì)腐蝕等問題。如果機器的停機時間過短，無法對其關(guān)鍵部件進行有效的潤滑和維護，就會使機械的器件磨損嚴重化，甚至還可能造成設(shè)備的損壞以及安全事故的發(fā)生，會對企業(yè)造成不可估量的經(jīng)濟損失。

1　機械磨損失效的分析方法

機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)實施的安全性有必要定期對煤礦機械進行相應(yīng)的磨損失效分析，來做到排除隱患。

1.1一般資料分析

在做好對機械中的各個部件在整個系統(tǒng)中的基本資料，然后在對機械器件的磨損進行失效分析。所檢查的特征主要包括：各個零件的作用、結(jié)構(gòu)特征、材質(zhì)、受力情況以及制作工藝等。在對磨損失效的部件進行損壞評估之后做好記錄，保存實效零件的樣品。

1.2宏觀與微觀分析

通過觀察機械器件的外表主要特征，并對其進行精確的測量記錄好器件磨損的部位以及大小，最后對磨損器件進行拍照記錄，這個過程稱之為機械器件的宏觀分析。一般來看，煤礦機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，可以通過對零件的宏觀分析進行解決。而與之相反的零件的微觀分析則是將零件帶到實驗室，利用實驗室中的高倍顯微鏡對零件進行相應(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)機械器件的磨損失效分析提供強有力的依據(jù)。

1.3磨損表層分析

由于煤礦機械的器件在工作過程中需要進行高速的旋轉(zhuǎn)，所以高溫的作用會對零件的表面產(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，機械零件表面會出現(xiàn)回火軟化和超結(jié)晶現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象均是由于機械在工作時高速旋轉(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，進而使零件實效。

1.4磨屑分析

通過對機械零件在磨損過程中被去除的磨屑的分析，來進一步確定機械器件在物理作用下失效的具體原因。因為我國的煤礦開采多是采用井工式開采方式，所以我們在收集碎屑的過程中存在著很大的困難，此時可以采用氣動鐵鋪和磁性法進行收集。

2　煤礦機械磨損失效的抗磨措施

由于煤礦機械的磨損問題，對企業(yè)的正常運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機械零器件的磨損。

2.1改良煤礦機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計

磨損失效在很大程度上受到機械結(jié)構(gòu)的影響，具體體現(xiàn)在機械的整體結(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)計人員在機械設(shè)計過程中始終堅持一切從實際出發(fā)，充分考慮作業(yè)現(xiàn)場的實際環(huán)境，充分考慮磨損零件與零件之間的接觸問關(guān)系。

2.2掌握先進的生產(chǎn)技術(shù)和工藝

煤礦機械的零器件的生產(chǎn)工藝在提高煤礦機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、冷卻等多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的一個不到位的操作都會對生產(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的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)，確保煤礦機械的最佳品質(zhì)。當然，我們在自己探索煤礦機械改進技術(shù)的同時也可以從國外適當?shù)囊M先進的生產(chǎn)技術(shù)來提高我們煤礦機械的使用壽命以及品質(zhì)。

2.3選擇適合的生產(chǎn)材料

在影響煤礦機械平均壽命的各種因素中，煤礦機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，我們應(yīng)該充分的考慮材料的適用性、經(jīng)濟性、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，這是因為他的耐磨性能比較好。隨著科學技術(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，所以我們在生產(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量十分豐富，同時煤炭資源也為我國的經(jīng)濟建設(shè)活動提供了必要的能源支撐，所以煤炭的正常開采使用關(guān)乎到了整個國民經(jīng)濟的命脈。為了能夠確保煤炭企業(yè)能夠高效高產(chǎn)，我們需要對煤礦器械進行相應(yīng)的改良，完善煤礦機械存在的問題，減少因煤礦機械中的零件磨損失效而造成的不必要的經(jīng)濟損失。為了能夠更好的保證企業(yè)的健康發(fā)展，企業(yè)還需要定期對煤礦機械進行機械維護機械維修等必要的工作。

參考文獻：

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

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

作者簡介：付亮（1981-），男，河南林州人，助理工程師，主要從事刮板輸送機設(shè)計工作。