淺談煤炭機(jī)械制造工藝的可靠性

張 偉

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)晉中有限公司，山西 晉中 030600）

引言

煤炭生產(chǎn)在很大程度上受機(jī)械的控制，只有保證了高水平、高穩(wěn)定性的煤炭機(jī)械性能，才能保證煤炭生產(chǎn)的安全。煤炭工業(yè)目前在我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)仍然占據(jù)著舉足輕重的地位，對(duì)國(guó)家能源的貢獻(xiàn)是不可替代的，使得工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性與機(jī)械可靠性受到較高的關(guān)注度。機(jī)械工藝的可靠性影響因素是多方面的，既包括最基本的機(jī)械產(chǎn)品物理屬性，還包括與機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)的精度數(shù)據(jù)?？煽啃匝芯恳蠼⑼晟频闹圃旃に嚳煽啃钥刂企w系，保證煤炭機(jī)械制造工藝符合標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)要求。

1 機(jī)械制造工藝可靠性概述

1.1 機(jī)械制造工藝可靠性的概念

機(jī)械制造工藝可靠性是指與各個(gè)機(jī)械制造環(huán)節(jié)相關(guān)的技術(shù)元素、制造方法、加工工序等均符合設(shè)備功能穩(wěn)定、可靠的發(fā)揮。每一項(xiàng)與制造過(guò)程相關(guān)的因素都屬于機(jī)械制造工藝的范疇，包含了整個(gè)機(jī)械從基本零部件、材料的制造到制造設(shè)計(jì)，再?gòu)脑O(shè)計(jì)方案到具體的機(jī)械主體制造等多個(gè)部分［1］。每一個(gè)部分之間都是以動(dòng)態(tài)形勢(shì)連續(xù)存在，共同構(gòu)成完整的機(jī)械制造工藝?？煽啃砸蛩赜啥鄠€(gè)方面決定，幾乎任何一個(gè)制造環(huán)節(jié)都會(huì)影響到機(jī)械的功能是否滿足使用要求。針對(duì)煤炭機(jī)械制造來(lái)說(shuō)，影響工藝可靠性的主要環(huán)節(jié)包括原材料的選擇、零部件加工、生產(chǎn)機(jī)床、設(shè)備運(yùn)輸系統(tǒng)、性能檢測(cè)、主體加工等。

1.2 機(jī)械制造工藝可靠性的特征

機(jī)械制造工藝無(wú)論從每一步具體的制造流程操作上還是從整個(gè)制造系統(tǒng)的構(gòu)成上，都具有明顯的可靠性特征。要了解煤炭機(jī)械制造工藝的可靠性狀態(tài)，掌握基本特征是基本要求。根據(jù)目前我國(guó)的機(jī)械制造生產(chǎn)特點(diǎn)，工藝可靠性主要表現(xiàn)為過(guò)程動(dòng)態(tài)性、綜合性、系統(tǒng)性等三大特征［2］。

首先，從工藝可靠性的過(guò)程性特征來(lái)看，所有一切與工藝可靠性相關(guān)的因素都是保證可靠性目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，因此任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺失都會(huì)對(duì)整體的工藝可靠性形成明顯的影響，機(jī)械制造整個(gè)流程每一環(huán)節(jié)都與下一環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程形成了完整的動(dòng)態(tài)性、過(guò)程性整體。

其次，綜合性的特征與動(dòng)態(tài)過(guò)程的特征是相互依存的，由于在機(jī)械制造工藝的可靠性中包含了許多過(guò)程的內(nèi)容，所以由許多綜合性因素共同決定。

最后，系統(tǒng)性特征指所有可靠性的指標(biāo)都是互相聯(lián)系的系統(tǒng)整體，即從設(shè)計(jì)、制造、使用的所有可靠性內(nèi)容為一個(gè)完整的系統(tǒng)性整體。

2 煤炭機(jī)械制造工藝與其可靠性的聯(lián)系

2.1 煤炭機(jī)械制造工藝與其可靠性的關(guān)系

由于機(jī)械制造工藝流程決定其可靠性，且具有明顯的綜合性特征。因此，各種影響可靠性的機(jī)械制造工藝與可靠性指標(biāo)之間表現(xiàn)出來(lái)的關(guān)系也具有極為復(fù)雜的特點(diǎn)。機(jī)械制造所采取的工藝往往對(duì)操作的準(zhǔn)確性要求較高，因此一旦出現(xiàn)制造工藝上的小問(wèn)題，會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械的可靠性產(chǎn)生顯著的影響。具體來(lái)說(shuō)機(jī)械制造工藝與可靠性的關(guān)系表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面［3］：制造工藝的精準(zhǔn)度掌握困難對(duì)可靠性產(chǎn)生了直接影響；機(jī)械制造工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械在使用過(guò)程中非正常磨損而產(chǎn)生的可靠性的變化。

所以只有盡量提高工藝水平，達(dá)到可靠性標(biāo)準(zhǔn)，才能實(shí)現(xiàn)可靠性的最大化。

2.2 煤炭機(jī)械制造工藝對(duì)可靠性的影響

制造工藝與機(jī)械可靠性的影響既是必然的，也是復(fù)雜的。這些影響對(duì)機(jī)械可靠性的各種參數(shù)形成不同程度的影響，進(jìn)而影響到機(jī)械使用過(guò)程中穩(wěn)定性能的發(fā)揮。

首先，制造工藝會(huì)直接影響機(jī)械的耐疲勞可靠性參數(shù)，與機(jī)械耐疲勞參數(shù)相關(guān)的直接因素包括零部件的性能、結(jié)構(gòu)及整個(gè)機(jī)械體系的設(shè)計(jì)等，決定這些機(jī)械數(shù)據(jù)的都源自制造工藝的水平。

其次，對(duì)機(jī)械耐磨性的影響。耐磨性主要是一些與機(jī)械構(gòu)件相關(guān)的物理參數(shù)或幾何參數(shù)。這些參數(shù)的影響因素來(lái)自制造工藝的生產(chǎn)方法、處理方案、設(shè)計(jì)方案等，工藝性因素決定機(jī)械產(chǎn)品是否有較高的耐磨性指標(biāo)。

最后，影響機(jī)械的抗腐蝕性。不同機(jī)械構(gòu)件中的化學(xué)處理工藝一般是為了提高機(jī)械部件的抗腐蝕性，這種工藝處理水平必然決定抗腐蝕性的高低。

3 提高煤炭機(jī)械制造工藝可靠性的建議

3.1 調(diào)整煤炭機(jī)械制造行業(yè)結(jié)構(gòu)

目前我國(guó)的煤炭機(jī)械制造基本上處于各成一家的狀態(tài)，任何一家企業(yè)都有著特色化、自主化產(chǎn)權(quán)。每一家企業(yè)所研發(fā)的工藝特長(zhǎng)性都表現(xiàn)的各不相同，行業(yè)之間的交流缺乏，企業(yè)之間獨(dú)立經(jīng)營(yíng)狀態(tài)占據(jù)主流，對(duì)煤炭機(jī)械工藝水平的提升造成了非常明顯的阻礙。行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整是由國(guó)家或行業(yè)管理等部門(mén)提出行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的構(gòu)想，并鼓勵(lì)較多的企業(yè)參與到集中化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式中，實(shí)現(xiàn)同行業(yè)之間的聯(lián)合。換言之，深化行業(yè)之間的技術(shù)交流對(duì)提升整體行業(yè)結(jié)構(gòu)的工藝水平必然會(huì)起到顯著作用。

3.2 提高機(jī)械化程度保證工藝穩(wěn)定性

由于機(jī)械制造過(guò)程中影響工藝穩(wěn)定性的因素具有復(fù)雜性和多樣性，所以穩(wěn)定性的保持就面臨著比較復(fù)雜的調(diào)整任務(wù)，提高機(jī)械化程度是對(duì)各種制造工藝準(zhǔn)確操作的要求。機(jī)械化所執(zhí)行的各項(xiàng)制造工藝標(biāo)準(zhǔn)較人工制造標(biāo)準(zhǔn)有著更高的要求，所以開(kāi)展與機(jī)械制造要求相符的新的機(jī)械化制造技術(shù)，能夠有效提高工藝穩(wěn)定性程度，從而獲得機(jī)械更強(qiáng)的穩(wěn)定性。

一般來(lái)說(shuō)，提高機(jī)械化程度主要包括開(kāi)發(fā)新的機(jī)械能源方式、新的煤炭開(kāi)采方式等，然后再基于這些新的形式來(lái)提高機(jī)械化程度。例如針對(duì)露天開(kāi)采的特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)研究，由于露天開(kāi)采有較大的可操作空間，因此可以實(shí)現(xiàn)更高程度的機(jī)械化，減少因人工操作對(duì)穩(wěn)定性造成的影響，最大程度提高機(jī)械穩(wěn)定性。

3.3 積極運(yùn)用信息化技術(shù)的創(chuàng)新

機(jī)械制造工藝與信息化技術(shù)的結(jié)構(gòu)能夠最直接有效提高機(jī)械工藝的操作準(zhǔn)確度和效率。目前我國(guó)煤炭機(jī)械制造在信息化技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用上有著明顯的欠缺與不足，這種與信息化技術(shù)相脫離的狀態(tài)對(duì)提高工藝水平、保證工藝穩(wěn)定性必然會(huì)起到制約作用。信息化技術(shù)與機(jī)械制造工藝的結(jié)合和創(chuàng)新是將當(dāng)前已經(jīng)有的信息技術(shù)成果運(yùn)用于煤炭機(jī)械制造相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械加工數(shù)字化中，這些相對(duì)較成熟的技術(shù)促使機(jī)械制造工藝與信息技術(shù)結(jié)合，然后再有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)調(diào)整和研發(fā)。

3.4 提高機(jī)械再制造工藝水平

對(duì)于已經(jīng)投入使用的煤炭機(jī)械來(lái)說(shuō)，較大一部分都占據(jù)了較多的成本投入。如果機(jī)械出現(xiàn)穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，直接選擇廢棄必然是與經(jīng)濟(jì)性原則不符的，制造研發(fā)水平的提高最直接的目的就是節(jié)約機(jī)械制造成本，然而對(duì)工藝穩(wěn)定性水平提升也有著非常積極的意義。例如在對(duì)某一構(gòu)件或整機(jī)進(jìn)行再制造的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)其中磨損比較嚴(yán)重或者損耗明顯的地方，再次進(jìn)行工藝調(diào)整時(shí)就有了明顯的工作重點(diǎn)與方向。

4 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)煤炭機(jī)械制造工業(yè)已經(jīng)支撐煤炭工業(yè)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展。在煤炭工業(yè)發(fā)展要求及開(kāi)采工藝穩(wěn)定性要求不斷提高的情況下，機(jī)械制造工藝的調(diào)整和提高是必然途徑。只有針對(duì)各個(gè)工藝組成因素進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，促進(jìn)行業(yè)之間的技術(shù)交流，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)的工藝水平有效提升，保證制造工藝的穩(wěn)定性。

［1］ 李斌，趙新樂(lè).淺談機(jī)械制造工藝的可靠性［J］.太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（7）：180-182.

［2］ 張勇.煤炭機(jī)械裝備制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)與主要任務(wù)［J］.煤炭經(jīng)濟(jì)研究，2013（4）：32-36.

［3］ 姚美琴.淺談煤炭機(jī)械企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量管理［J］.山西焦煤科技，2007（1）：65-67.