煤礦機(jī)械磨損與減小磨損的方法分析

畢艷平

（陽(yáng)煤集團(tuán)三礦機(jī)電工區(qū)制修隊(duì)，山西 陽(yáng)泉 045008）

引言

煤礦機(jī)械工作環(huán)境基本上較為惡劣，這種因素極容易造成煤礦機(jī)械的磨損，因此需要完善并調(diào)整煤礦機(jī)械使用條件，定期檢修維護(hù)煤礦機(jī)械，提高維修機(jī)械的質(zhì)量，方可確保煤礦機(jī)械工作處在最佳狀態(tài)。同時(shí)，在操作煤礦機(jī)械生產(chǎn)時(shí)，技術(shù)人員需嚴(yán)格遵守規(guī)范的操作流程，以免引起機(jī)械破損。機(jī)械設(shè)備只有在規(guī)范的操作流程下工作，才能保證使用效率和壽命，才能充分發(fā)揮出機(jī)械設(shè)備的效能。

1 煤礦機(jī)械磨損規(guī)律及機(jī)理

1.1 規(guī)律

每個(gè)零部件在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中的速度及磨損程度都不同，但基本規(guī)律卻存在著共性。通過觀察變化的軸承和軸均勻磨損時(shí)配合間隙的情況，發(fā)現(xiàn)磨損有這三個(gè)階段：第一，初級(jí)階段，該階段磨損速度雖快，但時(shí)間跨度不長(zhǎng)，基本上不會(huì)危害到煤礦機(jī)械，也是所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的必經(jīng)階段，稱之為磨合或跑合。通常是在新制零部件表面工作起始時(shí)，屬于新裝配及修理好的零部件與軸承的初磨階段。該階段之所以磨損速度快，多是由于安裝不到位，技術(shù)人員操作不熟練，或是零部件加工時(shí)產(chǎn)生的不平度、插傷磨平等原因造成。逐漸減小和不斷增加的表面不平度與實(shí)際接觸面，以及峰頂塑形變形引發(fā)的冷作硬化作用，促使表面耐磨性能提高，導(dǎo)致機(jī)械磨損由最大值逐漸降低［1］。第二，正常磨損期，該階段機(jī)械運(yùn)作屬于最佳狀態(tài)，磨損速度穩(wěn)定緩慢，磨損時(shí)間較長(zhǎng)但磨損量不大。第三，急劇磨損期，該階段磨損速度極快，易發(fā)生精度和強(qiáng)度被消耗的情況，設(shè)備發(fā)生事故率也難以預(yù)測(cè)。因積累了長(zhǎng)期磨損，摩擦性能發(fā)生質(zhì)變，導(dǎo)致沖擊載荷動(dòng)力超出允許范圍，從而聯(lián)合表面微小裂縫產(chǎn)生大的脫皮脫粒，促使?jié)櫥湍ぐl(fā)生破損，加快了磨損速度，在短時(shí)間的磨損內(nèi)達(dá)最大數(shù)值。應(yīng)在維修維護(hù)機(jī)械過程中，采用合理有效的措施，以便初級(jí)磨損階段快速完成，正常磨損階段能有效延長(zhǎng)，從而避免急劇磨損。

1.2 機(jī)理

煤礦機(jī)械磨損的原因多種多樣，但較為關(guān)鍵的還是與礦石的磨損。據(jù)相關(guān)研究資料顯示，煤與其他材料的耐磨性無差異，以轉(zhuǎn)折點(diǎn)Ha／Hm＝614（Ha、Hm分別代表金屬材料和磨料的硬度）來說，磨損率是緊密關(guān)聯(lián)著Ha／Hm的，通常軟磨料磨損現(xiàn)象也是煤與金屬材料接觸才出現(xiàn)的，比如脊隆和犁溝碾平斷裂。通過對(duì)煤炭成分的分析研究發(fā)現(xiàn)，煤炭屬于生物沉積巖類，形成的原始材料性能及煤化程度等直接決定著它的性能，此外，在開采煤炭時(shí)煤層存在的多種樣式礦物質(zhì)，也會(huì)嚴(yán)重?fù)p害開采中的煤礦機(jī)械［2］。

2 減小磨損的方法分析

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

我國(guó)煤礦企業(yè)普遍存在煤礦機(jī)械磨損現(xiàn)象，不少煤礦機(jī)械都出現(xiàn)磨損失效的問題，這多是因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不夠完善合理所致，因此要改善這一問題當(dāng)從設(shè)計(jì)階段開始優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)之前，要加強(qiáng)研究煤礦機(jī)械結(jié)構(gòu)及摩擦理論，精細(xì)地分析機(jī)械零部件磨損規(guī)律及原因，選擇合理的工藝方法，并結(jié)合煤礦現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際，著重考慮磨損零件間的接觸狀態(tài)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還要嚴(yán)格規(guī)定零件生產(chǎn)尺寸以及零件間的配合方法等，從而避免過度磨損造成的部件損耗，實(shí)現(xiàn)機(jī)械使用壽命大幅度的提高。

2.2 重視材料選擇

煤礦機(jī)械磨損與選用的材料也有關(guān)系，若是材料選擇的不合理，將會(huì)導(dǎo)致磨損的加劇，從而降低生產(chǎn)效率，并且材料的選擇還會(huì)影響到煤礦機(jī)械使用的壽命，因此，在材料選擇上一定要堅(jiān)持實(shí)用性強(qiáng)、易得性和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的原則，針對(duì)各煤礦實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，選用適合使用的材料，尤其是要充分考慮鋼鐵材料及非金屬玻璃、橡膠、塑料等材料的實(shí)際情況，再結(jié)合實(shí)際進(jìn)行強(qiáng)化利用。分析我國(guó)煤礦企業(yè)機(jī)械材料選用情況，耐磨性材料的選擇經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)極為豐富，不少煤礦企業(yè)都能根據(jù)各種工況選擇相應(yīng)牌號(hào)、成分的金屬或非金屬材料，比如很多企業(yè)選用的煤礦機(jī)械耐磨零件都是低碳錳鋼，因?yàn)榈吞煎i鋼比一般鋼材耐磨性能好；又比如不少企業(yè)還會(huì)選用硬質(zhì)合金作為截齒刀頭的材料，如35CMnSi的刀體等。同時(shí)，不少企業(yè)也有對(duì)材料進(jìn)行強(qiáng)化的獨(dú)特方法，而隨著科技信息時(shí)代的來臨，這些零部件材料種類只有多樣化發(fā)展，才能使煤礦機(jī)械零部件抗磨性提高。所以，加強(qiáng)研發(fā)抗磨材料，對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行不斷的改進(jìn)完善，是提高煤礦機(jī)械零部件抗磨性的最佳途徑［3］。

2.3 定時(shí)維護(hù)維修

煤礦礦井作業(yè)環(huán)境惡劣，煤礦機(jī)械在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)常發(fā)生潤(rùn)滑不良、磨損腐蝕等現(xiàn)象，而提高煤礦機(jī)械使用壽命的最佳手段便是定期維護(hù)維修工作，因此要規(guī)范化操作流程，避免過快超載的情況發(fā)生。雖然定期維護(hù)能確保煤礦機(jī)械正常作業(yè)，但管理維修煤礦機(jī)械工作十分漫長(zhǎng)枯燥，不少企業(yè)為節(jié)省成本運(yùn)營(yíng)會(huì)忽略該部分工作，為保證煤礦機(jī)械正常作業(yè)就必須在使用過程中加強(qiáng)維修維護(hù)工作，同時(shí)定期進(jìn)行機(jī)械維護(hù)維修還能起到較好的防御作用，這是當(dāng)前煤礦企業(yè)應(yīng)首要執(zhí)行的任務(wù)。最后，相關(guān)的廠家維修責(zé)任制度也必須盡快建立起來，從而保證機(jī)械質(zhì)量和維修翻新質(zhì)量的有效提高。

2.4 合理選擇生產(chǎn)工藝

具有較高耐磨性、抗磨性的煤礦機(jī)械，除了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)質(zhì)的材料選擇，定期的維護(hù)維修，還需要科學(xué)的生產(chǎn)工藝才能確保機(jī)械的可靠性。通常，影響煤礦機(jī)械磨損的關(guān)鍵因素便是機(jī)械零部件生產(chǎn)工藝，所以嚴(yán)格把關(guān)機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)極其重要。冶煉、鑄造、冷加工熱處理等是機(jī)械生產(chǎn)的完整工藝流程，尤其是熱處理和冷加工質(zhì)量對(duì)材料質(zhì)量有著直接的影響，冶煉成分控制則對(duì)材料強(qiáng)度韌性等產(chǎn)生影響，由此可見每一道工序都與機(jī)械質(zhì)量緊密聯(lián)系著，所以，要選取合理科學(xué)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，才能最大限度提高機(jī)械質(zhì)量。此外，在現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)的條件下，還可以對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)加以引進(jìn)，從而促使我國(guó)生產(chǎn)工藝技術(shù)的蓬勃發(fā)展，促進(jìn)煤礦機(jī)械的質(zhì)量能得到堅(jiān)硬的技術(shù)保障。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段煤礦較為突出的一個(gè)問題便是機(jī)械磨損現(xiàn)象。煤礦機(jī)械產(chǎn)生磨損的因素較為復(fù)雜，不僅有環(huán)境因素、設(shè)計(jì)因素，還有人員操作因素，因此，為減小磨損，操作流程必須規(guī)范正確，并定期進(jìn)行維修維護(hù)，以確保長(zhǎng)期處于最佳工作狀態(tài)，提高煤礦產(chǎn)量及使用性能。

［1］ 孫中巨，程洪飛.淺談煤礦機(jī)械磨損及減小煤礦機(jī)械磨損的方法［J］.山東煤炭科技，2013（12）：253－255.

［2］ 何坐樓.煤礦機(jī)械磨損的原因及降損的對(duì)策探討［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（26）：86－87.

［3］ 李正國(guó).煤礦機(jī)械磨損失效分析方法和抗磨措施［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2014（21）：39.