煤礦機械磨損失效分析方法

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

關鍵詞：煤礦機械；磨損分析；抗磨措施

引言

據有關部門統計，礦山機械由于工作環境比較惡劣，而且影響機械磨損狀態的原因復雜，導致我國的煤礦企業每年由于機械磨損所需提供的設備設施多達20萬t，價值10多億元，由于設備磨損失效使得煤礦開采停工造成的損失不可估量，中國的機械設計和運行維護的技術水平仍然是相對落后，技術發展和應用不均衡導致抗磨技術標準不一導致機械壽命低。再加上我國機械設計、制造、使用、管理水平和個人使用習慣的影響，導致許多引進的先進技術沒有能及時地應用在我國的煤礦開采上，使得我國煤礦機械磨損率高，導致開采成本增加[1]。

1煤礦機械磨損失效的分析方法

1.1資料分析法科學的分析方法離不開資料分析，由于煤礦機械的工作環境要求作業人員對煤礦機械工作、保養、參數等情況進行記錄，以及煤礦機械設備的使用說明等，我們可以通過對其工作原理進行分析，從而對各部件的作用、結構、材料、受力、運轉時長等進行分析，有效地篩點，找到問題所在，還可以根據以往機械磨損失效的原因進行類比分析。除此之外，我們還應保存好每一次的維修、保養記錄，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械磨損宏觀分析主要是根據機械外表特征進行分析，通過觀察其正常運作以及磨損失效時的尺寸大小、磨損程度、凹凸狀況等，對不同時期的照片進行觀察，發現失效前和失效后的區別，從而找出失效原因。微觀分析主要是在宏觀分析的前提下，通過精確測量零部件磨損位置的形狀和大小，對相應部件進行提取，移動到實驗室中使用高倍顯微鏡等儀器對肉眼找到的細微痕跡進行放大觀察，從而為未能通過宏觀分析找出磨損失效問題的類型提供參考依據。1.3磨損屑末分析法磨屑分析法主要是通過提取機械運轉時零部件在磨損狀態中損失的磨屑，對其受到工況環境的受力、磨損情況等工作條件進行分析，綜合反映煤礦機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，因為工作環境和磨屑體積問題，導致收集存在困難。1.4煤礦機械磨損表層和亞表層分析法煤礦機械零件出現磨損，如果在磨損零件表層發現一層很厚的金屬發生變化，根據表層分析法分析主要會有兩種變化，一種是金屬結構變形硬化，導致零件表層組織以及成分發生變化，造成形態上的差異。第二是出現火軟化以及超細結晶現象，由于摩擦以及運轉產生某種高溫狀態導致物質結構發生變化，進而使零件失效。煤礦機械亞表面磨損主要處于金屬層的表面下，而金屬層在磨損時會產生一些必然變化，這種變化的軌跡和規律也給我們研究煤礦機械磨損提供了依據。煤礦機械在磨損過程中，磨損表面和亞表層會有幾種變化形態，首先是在金屬層上材料的變化，在機械的運轉過程中，隨著溫度的變化，煤礦機械硬度也會隨之產生變化，硬度的變化也就讓煤礦機械的磨損表面結構產生變化[2]，因此我們可以通過一些差異與原來的初始狀態進行比較；進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象。煤礦機械操作磨損時引起的高溫使得金屬層的功能發生了變化。第三是磨損的亞表面已被磨損的順序檢查的過程。第四是裂紋在磨損位置的形成，對煤礦機械的磨損過程具有一定的影響，不同的零部件也會導致不同的磨損失效，對不同位置不同部件的磨損研究可以提供有效的分析數據。

2煤礦機械磨損失效的原因

2.1煤礦機械作業環境惡劣煤礦的開采和初步加工主要是在地下礦井里，但由于其內部環境復雜，會產生灰塵、煤屑、礦石散落等情況。煤礦機械在使用和施工過程中的粉塵就很可能會滲透到軸承里，增加軸承的磨損速度并且導致機械失效。此外，由于煤礦機械長期處于礦井中作業，經常受到潮濕水氣的侵蝕以及地下水的腐蝕，即使沒有發生損毀使用壽命也會縮短，所以煤礦井下作業環境惡劣是機械磨損的重要原因。2.2煤礦機械作業時間長煤礦工作大多實施輪班制，而機器處于不斷運轉狀態，容易造成機械設備過度使用。煤礦機械的連續工作將導致其效用函數的降低，同時影響使用壽命，不論是煤礦機械的維修和購買，還是煤礦機械設備的失效都會給煤礦企業帶來巨大損失。2.3煤礦機械設備工作強度大煤礦企業的工作強度是由煤礦的開采量所決定的，近年來煤礦企業的的競爭愈演愈烈，為了提高煤礦的產量，加大了對煤礦的開采作業量，因此煤礦機械的工作強度在逐漸加大。煤礦機械在高強度操作下，超負荷的承載，對機械損傷極其嚴重。煤礦企業為了提高煤礦產量取得眼前利益而失去可持續發展的經濟效益，不利于煤礦產業的長期發展[3]。2.4煤礦機械維護工作難度大煤礦機械的維護影響機械的使用壽命，也是滿足正常生產的必要途徑之一。目前，中國現有的維修技術還比較落后，不能滿足煤炭工業的技術水平高要求，為了保證煤礦的正常使用，停機時間不能停留太久，加上目前的機械設備，工作的難度，中國煤礦機械設備維修技術還有很大的提升空間。

3煤礦機械的抗磨方法

3.1提升煤礦機械結構設計煤礦機械磨損不僅跟工作環境和工作強度有關，還跟自身的結構設計和公益制作水平有關，所以提高煤礦機械的抗磨性首先要了解其工作原理，關注其摩擦情況，由于機械自身的物理反應，我們就能通過亞表層分析采集有效信息，從經常磨損的地方入手，提高設計水平和用材用料，提高制作工藝，提高抗磨性。3.2結合實際進行抗磨材料的選擇對于提高煤礦機械的抗磨性，還要在材料的選擇上要注重經濟適用性的基本原則，在此基礎上，結合分析數據和多年的經驗，根據機器的特點選擇合理的耐磨材料。選擇適當有效的耐磨材料是提高煤礦機械的磨損阻力的一個重要方法，所以需要對材料結合實際來選擇。3.3合理科學使用和有效維護煤礦機械科學合理使用煤礦機械能提高抗磨性，通過機械的工作時間以及工作強度的調控，降低機器的負荷水平，保證使用壽命。從機械的維修角度上來說，維護機械是提高機械設備質量的關鍵，提高機械維修技術水平，合理地使用和維護對提高機器的耐磨性和使用壽命有一定的幫助。為了改變煤礦機械的磨損失效情況，有必要對磨損進行有效的研究分析，制定有效的機械耐磨措施，增加煤礦機械的壽命，促進工業發展。

參考文獻

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

[2]劉瑜，李愛軍，周甲偉，等.礦山機械的摩擦學問題研究[J].煤礦機械，2011（7）：37-39.

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

作者: 王龍峰 單位:霍州煤電集團有限責任公司豐峪煤業