礦井機械設備磨損問題及對策

陶有奇

中煤新集劉莊煤礦東區固定隊 安徽阜陽 236000

煤炭行業作為礦井機械設備較為集中的行業，礦井機械設備工作效能直接影響到煤企生產效率與安全。從當前礦井機械設備使用情況來看，由于受到日常負載較大、維修保養不及時等多種因素的影響，礦井機械設備出現了明顯的磨損問題，增加了設備出現故障的概率，也帶來了一定的安全風險。本文對礦井機械設備磨損失效類別及特征進行了分析，研究了其中的影響因素，并結合礦井機械設備磨損實際情況，提出了解決設備磨損的相關措施，可供相關人員參考。

1 礦井機械密封分類

礦井機械密封主要指的是旋轉礦井機械中的一種軸封設備，例如：壓縮機、離心機、反應釜與離心泵等多種設施，其中軸封的部分通常所應用的都是礦井機械密封。而且由于礦井機械密封這種設施所接觸的全是具有毒性或腐蝕性的介質，一旦礦井機械密封出現磨損故障的話就會造成較為嚴重的影響，另外在對其展開維修的過程中，礦井機械密封主要使用環形零件操作困難；在沒有針對磨損故障的主要原因展開分析的話，就會大幅度增加機泵的返修概率，從而嚴重的影響到相關設備的穩定生產，因此，以下針對礦井機械密封的磨損故障進行了全面分析。在礦井機械密封中主要由兩個部件所組成，分別是密封頭與密封座，其中的密封頭主要指的是自身具備一定程度的彈性元件，能夠將主密封環的作軸朝向配對密封環的方向位移的部件，而密封座主要指的就是自身不具備一定程度的彈性元件，屬于配對密封環的組成部件。如果根據安裝密封頭的具體位置劃分的話，能夠將礦井機械密封劃分成內裝式與外裝式兩種；如果是根據礦井機械密封中具備一定彈性的元件結構與分布位置劃分的話，能夠將其劃分成單/多彈簧，波紋管與膜片等；如果根據密封頭與面的實際數量，能夠將其劃分成單/雙端面兩種；如果是根據礦井機械密封的端面中介質的壓力卸荷劃分的話，能夠將其劃分成平衡與非平衡兩種。能使介質作用在密封端面上的壓力卸荷的為平衡式，不能卸荷的為非平衡式[1]。

2 礦井機械設備磨損問題

2.1 加工制造問題

表面加工精度。宏觀的幾何形狀精度是在加工之后和原有理論形狀的偏差，也就是零件的加工精度。其有很多個項目，首先比如說橢圓度、不平行度等。表面的載荷分布情況也有著較為重要的影響，如果其載荷總是其中某一個點就可能會導致這個區域的局部磨損非常大而造成一定的問題。表面光潔度也是非常關鍵的一個指標，一般來說對于相同在載荷的物體來說其光潔度越高，磨損就越小，但是，超出了較為合理的范圍就可能會導致磨損量進一步提升，使得因為光潔度如果過高的話，就可能會使得接觸面擴大，使得分子間的引力大大加強，造成了較為嚴重的磨損，產生了其他類型的磨損，比如膠合磨損等。零件配合度。零件的配合度也是非常關鍵的一個問題，零件的配合間隙對于零件的實際磨損來說就是較大的影響，一般來說兩個部件之間的間隙不能夠過大，也不能夠過小。如果零件的裝配間隙較小的話，就可能會使得液體的摩擦無法形成而造成較為嚴重的膠合磨損，如果兩個零件的間隙過大的話，同樣也可能會導致其液體摩擦效果無法形成，因此我們要對其進行改進，使得一些間隙在一個較為合理的范圍內，這樣才能夠有效的對于零件的磨損進行降低。

2.2 潤滑油因素

通常情況下，在確保礦井機械能夠正常運行的情況下，應當選擇使用粘性較好的潤滑油，對于降低磨損量較為明顯，在礦井機械設備高速轉動的過程中，對于礦井機械設備負荷進行全程監測，若處于輕負荷狀態，則選擇的潤滑油粘度應當小，若負荷增加，則選擇的潤滑油粘度應當隨之增加。特別是在冬季工作過程中，應當選擇凝固點較小的潤滑油，夏季則選擇粘度較大的潤滑油。若零部件在使用的過程中，受到的沖擊載荷相對較大，則潤滑油應當粘度較大，同時，若工作環境溫度較高，選擇的潤滑油的粘度也應當較高[2]。

2.3 密封面的實際寬度大于摩擦痕跡

造成這類故障的主要原因有以下幾種：第一，靜環的密封面不夠平整。這種狀況主要是因為密封面的內部邊緣處存有連續接觸的印記，從而逐漸衍變成收斂類型的縫隙，在對這種類型的密封展開檢查時，通常無法檢測出其他類型的磨損故障，但在實際運行過程中的泄漏量非常大，有很多人都認定摩擦的實際痕跡開始變窄之后，密封的實際面積就會逐漸減小，其中的比壓也會逐漸增加，這樣就不會再次出現泄漏現象，但事實卻完全相反，在密封面的內緣開始有所接觸時，整個縫隙的性狀為收斂型，不僅會將整個密封面的平整有所破壞，也會大幅度增加液膜的實際壓力，從而把密封面逐漸推開導致其不能正常展開穩定運轉。這種故障還有第二種狀況就是外緣存有接觸印記，主要指的就是摩擦的痕跡內徑比靜環的密封面內徑大，從而導致密封面的縫隙為喇叭形，這種性狀是因為液膜中的實際壓力逐漸降低，導致其中的比壓逐漸開始上漲，嚴重的增加了磨損的實際狀況，這樣就會發生溝紋現象，最終將泄漏的實際量份增加，導致其無法穩定的進行運行。第二動環的密封面不夠平整。這種狀況主要是因為在動環的端面中摩擦的實際痕跡不夠連續，或者是局部有點或圓的形狀接觸。為了能夠有效將這類故障解決，就需要針對靜環與動環平面的平整度展開檢查，如果出現與相關的標準要求不符的部分就需要對其展開繼續研磨，直到其符合相關的標準要求為止。另外，為了能夠預防密封面出現變形現象，在靜環的密封圈中一定要掌控過盈值的實際大小，以此來有效預防靜環出現變形，如果需要在高溫的狀態下展開密封時，一定要通過冷卻或沖刷等有效措施，從而在真正意義上降低密封自身在溫度上的差別[3]。

3 設備磨損的解決方案

3.1 結構設計解決方案

磨損失效受到礦井機械結構的影響是非常大的，包括其結構和零件的形狀尺寸等，因此要根據磨損物體的具體狀態來對其進行選擇，比如耐磨襯板，存在很多減重孔，其容易產生開裂這種情況，將其改為橢圓形的孔而不是正方形的就可以使得其耐磨性能有效的提升，使得其使用壽命相比之前有較大改善[4]。

3.2 潤滑油型號選擇

不同的潤滑油在使用中具有不同的特性，對礦井機械的潤滑效果也各不相同，因此必須充分結合工作實際需求選擇適宜的潤滑油。若礦井機械經常高速輕負荷運行，則應選擇低黏度潤滑油；若設備經常低速高負荷運行，應選擇高黏度潤滑油；若零部件作業時受力大且經常往復運行，也應選擇高黏度潤滑油。通過針對性地選擇適宜的潤滑油，可以確保潤滑效果最佳，從而在一定程度上延長礦井機械零部件的使用周期，減少礦井機械磨損[5]。

3.3 合理使用礦井機械，并定期維護礦井機械零部件

第一，盡可能營造良好的生產環境，如礦山生產過程中要建立專門的設備維修小組，定期對礦井機械設備進行檢查和維修，并搭建專門的放置空間和配套專業看管人員，以保證礦井機械停用使處于安全環境中。第二，定期更換礦井機械零部件液壓油及潤滑油，例如定期更滑煤礦皮帶機周圍托輥上的潤滑油，以及液壓支架上的液壓油，以預防液壓設備中磨損的小顆粒堵塞液壓管道；第三，控制礦井機械運行中的溫度，解決設備散熱問題，減少因為溫度過高導致零部件磨損[6]。

4 結語

綜上所述，為了能夠確保相關設施在生產過程中的安全與穩定，就一定要針對機泵中的礦井機械密封出現磨損故障時，針對故障的原因展開全面探討，從而在真正意義上提升礦井機械密封的維修成功率，并以此在節省維修所需費用的同時，為礦井機械密封的應用壽命與性能提供保障。