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摘要：介紹煤礦機(jī)械磨損失效的分析方法，分析煤礦機(jī)械磨損失效的原因，并針對(duì)原因提出相應(yīng)的抗磨防范，與同行交流。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；磨損分析；抗磨措施

引言

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，礦山機(jī)械由于工作環(huán)境比較惡劣，而且影響機(jī)械磨損狀態(tài)的原因復(fù)雜，導(dǎo)致我國(guó)的煤礦企業(yè)每年由于機(jī)械磨損所需提供的設(shè)備設(shè)施多達(dá)20萬(wàn)t，價(jià)值10多億元，由于設(shè)備磨損失效使得煤礦開采停工造成的損失不可估量，中國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)水平仍然是相對(duì)落后，技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用不均衡導(dǎo)致抗磨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一導(dǎo)致機(jī)械壽命低。再加上我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、使用、管理水平和個(gè)人使用習(xí)慣的影響，導(dǎo)致許多引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)沒(méi)有能及時(shí)地應(yīng)用在我國(guó)的煤礦開采上，使得我國(guó)煤礦機(jī)械磨損率高，導(dǎo)致開采成本增加[1]。

1煤礦機(jī)械磨損失效的分析方法

1.1資料分析法科學(xué)的分析方法離不開資料分析，由于煤礦機(jī)械的工作環(huán)境要求作業(yè)人員對(duì)煤礦機(jī)械工作、保養(yǎng)、參數(shù)等情況進(jìn)行記錄，以及煤礦機(jī)械設(shè)備的使用說(shuō)明等，我們可以通過(guò)對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，從而對(duì)各部件的作用、結(jié)構(gòu)、材料、受力、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)等進(jìn)行分析，有效地篩點(diǎn)，找到問(wèn)題所在，還可以根據(jù)以往機(jī)械磨損失效的原因進(jìn)行類比分析。除此之外，我們還應(yīng)保存好每一次的維修、保養(yǎng)記錄，做好資料留存工作，以便下一次分析使用。1.2宏觀和微觀分析法煤礦機(jī)械磨損宏觀分析主要是根據(jù)機(jī)械外表特征進(jìn)行分析，通過(guò)觀察其正常運(yùn)作以及磨損失效時(shí)的尺寸大小、磨損程度、凹凸?fàn)顩r等，對(duì)不同時(shí)期的照片進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)失效前和失效后的區(qū)別，從而找出失效原因。微觀分析主要是在宏觀分析的前提下，通過(guò)精確測(cè)量零部件磨損位置的形狀和大小，對(duì)相應(yīng)部件進(jìn)行提取，移動(dòng)到實(shí)驗(yàn)室中使用高倍顯微鏡等儀器對(duì)肉眼找到的細(xì)微痕跡進(jìn)行放大觀察，從而為未能通過(guò)宏觀分析找出磨損失效問(wèn)題的類型提供參考依據(jù)。1.3磨損屑末分析法磨屑分析法主要是通過(guò)提取機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)零部件在磨損狀態(tài)中損失的磨屑，對(duì)其受到工況環(huán)境的受力、磨損情況等工作條件進(jìn)行分析，綜合反映煤礦機(jī)械在物理作用下失效的原因。但磨屑分析法也存在一定的影響和限制，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境和磨屑體積問(wèn)題，導(dǎo)致收集存在困難。1.4煤礦機(jī)械磨損表層和亞表層分析法煤礦機(jī)械零件出現(xiàn)磨損，如果在磨損零件表層發(fā)現(xiàn)一層很厚的金屬發(fā)生變化，根據(jù)表層分析法分析主要會(huì)有兩種變化，一種是金屬結(jié)構(gòu)變形硬化，導(dǎo)致零件表層組織以及成分發(fā)生變化，造成形態(tài)上的差異。第二是出現(xiàn)火軟化以及超細(xì)結(jié)晶現(xiàn)象，由于摩擦以及運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生某種高溫狀態(tài)導(dǎo)致物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而使零件失效。煤礦機(jī)械亞表面磨損主要處于金屬層的表面下，而金屬層在磨損時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些必然變化，這種變化的軌跡和規(guī)律也給我們研究煤礦機(jī)械磨損提供了依據(jù)。煤礦機(jī)械在磨損過(guò)程中，磨損表面和亞表層會(huì)有幾種變化形態(tài)，首先是在金屬層上材料的變化，在機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，隨著溫度的變化，煤礦機(jī)械硬度也會(huì)隨之產(chǎn)生變化，硬度的變化也就讓煤礦機(jī)械的磨損表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化[2]，因此我們可以通過(guò)一些差異與原來(lái)的初始狀態(tài)進(jìn)行比較；進(jìn)而可以觀察到的金屬層的變化，推斷出由摩擦引起的磨損現(xiàn)象。煤礦機(jī)械操作磨損時(shí)引起的高溫使得金屬層的功能發(fā)生了變化。第三是磨損的亞表面已被磨損的順序檢查的過(guò)程。第四是裂紋在磨損位置的形成，對(duì)煤礦機(jī)械的磨損過(guò)程具有一定的影響，不同的零部件也會(huì)導(dǎo)致不同的磨損失效，對(duì)不同位置不同部件的磨損研究可以提供有效的分析數(shù)據(jù)。

2煤礦機(jī)械磨損失效的原因

2.1煤礦機(jī)械作業(yè)環(huán)境惡劣煤礦的開采和初步加工主要是在地下礦井里，但由于其內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生灰塵、煤屑、礦石散落等情況。煤礦機(jī)械在使用和施工過(guò)程中的粉塵就很可能會(huì)滲透到軸承里，增加軸承的磨損速度并且導(dǎo)致機(jī)械失效。此外，由于煤礦機(jī)械長(zhǎng)期處于礦井中作業(yè)，經(jīng)常受到潮濕水氣的侵蝕以及地下水的腐蝕，即使沒(méi)有發(fā)生損毀使用壽命也會(huì)縮短，所以煤礦井下作業(yè)環(huán)境惡劣是機(jī)械磨損的重要原因。2.2煤礦機(jī)械作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)煤礦工作大多實(shí)施輪班制，而機(jī)器處于不斷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，容易造成機(jī)械設(shè)備過(guò)度使用。煤礦機(jī)械的連續(xù)工作將導(dǎo)致其效用函數(shù)的降低，同時(shí)影響使用壽命，不論是煤礦機(jī)械的維修和購(gòu)買，還是煤礦機(jī)械設(shè)備的失效都會(huì)給煤礦企業(yè)帶來(lái)巨大損失。2.3煤礦機(jī)械設(shè)備工作強(qiáng)度大煤礦企業(yè)的工作強(qiáng)度是由煤礦的開采量所決定的，近年來(lái)煤礦企業(yè)的的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，為了提高煤礦的產(chǎn)量，加大了對(duì)煤礦的開采作業(yè)量，因此煤礦機(jī)械的工作強(qiáng)度在逐漸加大。煤礦機(jī)械在高強(qiáng)度操作下，超負(fù)荷的承載，對(duì)機(jī)械損傷極其嚴(yán)重。煤礦企業(yè)為了提高煤礦產(chǎn)量取得眼前利益而失去可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益，不利于煤礦產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展[3]。2.4煤礦機(jī)械維護(hù)工作難度大煤礦機(jī)械的維護(hù)影響機(jī)械的使用壽命，也是滿足正常生產(chǎn)的必要途徑之一。目前，中國(guó)現(xiàn)有的維修技術(shù)還比較落后，不能滿足煤炭工業(yè)的技術(shù)水平高要求，為了保證煤礦的正常使用，停機(jī)時(shí)間不能停留太久，加上目前的機(jī)械設(shè)備，工作的難度，中國(guó)煤礦機(jī)械設(shè)備維修技術(shù)還有很大的提升空間。

3煤礦機(jī)械的抗磨方法

3.1提升煤礦機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械磨損不僅跟工作環(huán)境和工作強(qiáng)度有關(guān)，還跟自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和公益制作水平有關(guān)，所以提高煤礦機(jī)械的抗磨性首先要了解其工作原理，關(guān)注其摩擦情況，由于機(jī)械自身的物理反應(yīng)，我們就能通過(guò)亞表層分析采集有效信息，從經(jīng)常磨損的地方入手，提高設(shè)計(jì)水平和用材用料，提高制作工藝，提高抗磨性。3.2結(jié)合實(shí)際進(jìn)行抗磨材料的選擇對(duì)于提高煤礦機(jī)械的抗磨性，還要在材料的選擇上要注重經(jīng)濟(jì)適用性的基本原則，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合分析數(shù)據(jù)和多年的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)機(jī)器的特點(diǎn)選擇合理的耐磨材料。選擇適當(dāng)有效的耐磨材料是提高煤礦機(jī)械的磨損阻力的一個(gè)重要方法，所以需要對(duì)材料結(jié)合實(shí)際來(lái)選擇。3.3合理科學(xué)使用和有效維護(hù)煤礦機(jī)械科學(xué)合理使用煤礦機(jī)械能提高抗磨性，通過(guò)機(jī)械的工作時(shí)間以及工作強(qiáng)度的調(diào)控，降低機(jī)器的負(fù)荷水平，保證使用壽命。從機(jī)械的維修角度上來(lái)說(shuō)，維護(hù)機(jī)械是提高機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵，提高機(jī)械維修技術(shù)水平，合理地使用和維護(hù)對(duì)提高機(jī)器的耐磨性和使用壽命有一定的幫助。為了改變煤礦機(jī)械的磨損失效情況，有必要對(duì)磨損進(jìn)行有效的研究分析，制定有效的機(jī)械耐磨措施，增加煤礦機(jī)械的壽命，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳力捷.煤礦機(jī)械磨損失效分析和抗磨措施[J].煤炭技術(shù)，2011（6）：20-21.

[2]劉瑜，李愛(ài)軍，周甲偉，等.礦山機(jī)械的摩擦學(xué)問(wèn)題研究[J].煤礦機(jī)械，2011（7）：37-39.

[3]焦一平.煤礦機(jī)械設(shè)備磨損及降損方法[J].科技傳播，2010（11）：99-100.

作者: 王龍峰 單位:霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司豐峪煤業(yè)