鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況分析中的應(yīng)用

劉愛文

（山西焦煤集團有限責(zé)任公司東曲礦， 山西 古交 030200）

1 鐵譜綜合分析法概述及模型建立

1.1 鐵譜綜合分析法的內(nèi)涵

鐵譜綜合分析法是一種定量與定性觀測方法，主要作用是將機械磨損顆粒以及污染雜質(zhì)從潤滑油中分離出來，將其依照一定的規(guī)律如尺寸等排列在玻璃基片之上，制成一種“譜片”，這種譜片中可以顯示出微粒以及雜質(zhì)情況，再對這些雜質(zhì)進行定性與定量的觀測，繼而得出機械設(shè)備的磨損情況[1]。

1.2 鐵譜綜合分析模型的構(gòu)建

鐵譜綜合分析法的主要步驟為取樣→制譜→觀測分析→結(jié)論→處理措施。在前三個階段，已有相關(guān)規(guī)定來明確其操作規(guī)范，其主要難點為如何從各種磨粒信息中來分析設(shè)備磨損情況。關(guān)于這點，也有較多的學(xué)者進行分析，并提出了定性分析以及定量分析兩種方法，這兩種方法的診斷結(jié)果存在一定的局限性，所以在分析之后提出了定性與定量相結(jié)合的一種方法，構(gòu)建一個簡單模型來進行分析，其模型如圖1所示：

圖1 鐵譜綜合分析模型

2 鐵譜綜合分析法的分析過程

鐵譜綜合分析法的研究人員極多，且對于磨粒的研究也較多，此次分析首先對磨粒進行定性，接著對其進行定量分析，探究其參數(shù)構(gòu)造，最后指出評判標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 磨損顆粒定性分析

經(jīng)查閱資料，國內(nèi)外鐵譜分析學(xué)家將鐵譜分為13類，將這13類鐵譜再進行進一步劃分，一些能夠直接顯示出機械設(shè)備的磨粒設(shè)為第一類，如疲勞磨損顆粒、切削磨損顆粒、腐蝕磨損顆粒等；出現(xiàn)相同數(shù)量的磨粒才能顯示出機械磨損程度的氛圍第二類，如有色金屬顆粒、球形顆粒等；將不能直接反應(yīng)但能提供客觀參考的磨粒分為第三類，主要為摩擦聚合物以及污染物顆粒兩種[2]。

2.2 參數(shù)構(gòu)造定量分析

在對磨粒進行歸類之后，對其進行定量分析，主要是從尺寸、數(shù)量、面積具體的參數(shù)上進行判斷，這種由具體的參數(shù)量進行的判斷便屬于定量分析。在實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合磨粒類型對各種磨粒的磨損評判權(quán)重值進行確定。13種磨粒中一類磨粒的具體的評判權(quán)重賦值表如表1所示。

表1 一類磨粒磨損評判權(quán)重賦值表

表1所示的為一類磨粒的評判權(quán)重負值表，二類磨粒的評判權(quán)重負值表如表2所示，三類磨粒的評判權(quán)重負值表如表3所示。

表2 二類磨粒磨損評判權(quán)重賦值表

表3 三類磨粒磨損評判權(quán)重賦值表

因為球形顆粒尤其特殊性，所以對其進行單獨分析，具體的負值表如表4所示。

表4 球形磨粒磨損評判權(quán)重賦值表

2.3 評判標(biāo)準(zhǔn)

在以上磨粒磨損權(quán)重賦值表的基礎(chǔ)上來確定分析譜片上磨粒的磨損權(quán)重總和，其公式如下：

式中：S為反映設(shè)備的磨損工況的等級指數(shù)，Wi為磨損評判權(quán)重值。在得出相應(yīng)的數(shù)值之后，還需要對具體的磨損工況進行判定，包括四種狀態(tài)，分別是正常、輕微、異常以及嚴(yán)重磨損。S在6以內(nèi)的則表示其數(shù)值范圍正常；在6～12之內(nèi)則處于輕微磨損狀態(tài)；S數(shù)值在12～18，則需要警告；當(dāng)S數(shù)值大于18時，則表明需要嚴(yán)重警告。

3 鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況的具體應(yīng)用與思考

3.1 鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況的具體應(yīng)用

1）取樣及分析設(shè)備。以某采煤機的左搖臂齒輪箱為例，選擇KTP型旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀進行檢測，其工作點磁感應(yīng)強度在100～1 000 Gs之內(nèi)，制譜、清晰以及甩干的轉(zhuǎn)速分別為每分75、150、200圈。

2）制譜觀察及計算權(quán)重表。依照規(guī)則進行處理之后，得出權(quán)重值，如表5所示。

表5 磨損權(quán)重統(tǒng)計表

3）磨損狀態(tài)評判。相加之后，可得其數(shù)值大于18，所以出于嚴(yán)重磨損狀態(tài)。

3.2 關(guān)于該種方法應(yīng)用的思考

鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況的應(yīng)用具有較大優(yōu)勢，但是因為磨損磨粒的尺寸、個數(shù)等均與實驗不同，所以在具體的應(yīng)用中為保障其客觀性，必須依據(jù)具體的情況進行適當(dāng)調(diào)整[3]。

4 結(jié)語

結(jié)合實際情況，以具體應(yīng)用實例為證，將鐵譜綜合分析法應(yīng)用在在煤礦機械磨損工況中，以方便工作人員了解機械設(shè)備的磨損情況。此外，希望有更多的學(xué)者參與其中進行探究，以完善該種方法，從而確定煤礦設(shè)備的實際情況，為煤礦的發(fā)展提供幫助。