淺談煤礦機械的磨損及其減小方法

馬 軍

（山西省大同煤礦集團公司云岡礦，山西 大同 037006）

引言

機械磨損是所有機械設(shè)備最為常見的現(xiàn)象，摩擦是引起磨損的主要原因，而摩擦現(xiàn)象在所有相對運動且相接處的物體表面都會產(chǎn)生。特別是在一些大型煤礦機械的工作過程中，這種機械磨損現(xiàn)象更為突出。一旦這種磨損現(xiàn)象超過一定的機械承受限度，機械零部件之間的有效配合就會遭到破壞，將嚴重影響到機械設(shè)備的工作性能，甚至威脅到相關(guān)工作者的人生安全，影響整個礦井的安全高效生產(chǎn)。

1 機械磨損的一般規(guī)律及特性

機械的各個零部件在機械運轉(zhuǎn)的過程中，磨損的強度和速度是不一樣的，但它們的磨損規(guī)律幾乎一樣。經(jīng)實踐活動和觀察發(fā)現(xiàn)可用三個機械磨損階段來總結(jié)和概況所有機械磨損的整個過程。

1.1 機械磨損的初級階段

機械磨損的初級階段也叫機械的磨合階段。一般發(fā)生在新機械或一些新裝配的機械零部件上，它是新設(shè)備或新零件進行后期運轉(zhuǎn)的必經(jīng)階段，磨損速度快且磨損時間短是它的主要特性，它可以把各零部件，在加工時所造成的不平度迅速降低，使整個機械設(shè)備內(nèi)部各零部件的實際接觸面積迅速增加，同時提高各零部件的耐磨性，為后期機械設(shè)備的長期穩(wěn)定運行打下良好的基礎(chǔ)，這種機械設(shè)備磨合階段的磨損對機械設(shè)備并沒有危害。

1.2 機械磨損的中級階段

機械磨損的中級階段也是機械設(shè)備的正常磨損階段，它是機械設(shè)備最佳的服役階段，在這個階段機械設(shè)備的各項性能將達到最佳狀態(tài)。磨損速度緩慢、磨損量小、磨損的時間長是這一階段機械磨損的主要特點。

1.3 機械磨損的最后階段

機械磨損的最后階段是機械設(shè)備急劇磨損的階段，這一階段是機械最容易出現(xiàn)故障的階段，由于經(jīng)過了長期的正常磨損階段，一些機械零件的精度和強度已經(jīng)達不到設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的需求，長期積累的磨損很可能引起設(shè)備性能的質(zhì)變，機械零部件表面的脫粒、脫皮現(xiàn)象加劇，一旦發(fā)生零部件表面的脫粒、脫皮現(xiàn)象機械表面的潤滑油膜很快受到破壞，磨損速度劇增是這個階段的主要磨損特點。

因此在機械設(shè)備的整個壽命周期內(nèi)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施盡快完成初級階段的磨損，盡量延長中級階段的磨損，加強最后急劇磨損階段的維護和檢修。

2 影響磨損的因素及減小磨損的方法

2.1 摩擦力對機械磨損的影響

影響機械零件磨損的因素很多，機理相較復(fù)雜。如機械零件接觸面上的摩擦力大小，機械零件的加工制造精度以及表面的熱處理情況、裝配質(zhì)量、操作使用情況等都會對機械零件的磨損產(chǎn)生一定的影響，而在這些因素中摩擦力常常是對機械零件影響最大的因素。

1）而機械表面潤滑的好壞會直接影響到機械接觸面上摩擦力的大小，所以通過對機械表面的良好潤滑來延長機械的使用壽命，提高機械的工作效率。由于液體摩擦的機械磨損量比較小，所以可通過在兩個接觸的機械面之間建立液體油膜的方式來解決直接摩擦導(dǎo)致的嚴重機械磨損問題。這種油膜具有很好的耐壓性，它可以將重物很好的托起，使重物懸浮在油膜之上，兩個接觸相對運動著的機械零件可以很好的被這種油膜分割開，使兩零件之間的摩擦系數(shù)降到最低，從而大大的減小機械磨損。這種液體摩擦的建立也需要一定的條件，首先兩個摩擦接觸面的配合間隙要合適，其次要有充足的潤滑油供應(yīng)，并且油的壓力和流入速度要能跟上，最后對軸與軸承加工精度和光潔度也要適當(dāng)，并且加油孔要設(shè)計在軸承的受力區(qū)以外。

實踐證明這種液體摩擦確實能有效降低機械設(shè)備的磨損度，但在實際的煤礦機械生產(chǎn)作業(yè)中，啟動和停止機械設(shè)備是常有的事，且機械設(shè)備在工作的過程中負荷也不穩(wěn)定，時常使這種液體摩擦受到破壞，引起機械磨損。

2）機械設(shè)備的實際加工形狀和理論加工形狀都存在一定的偏差，在實際加工的過程中零件的形狀或者表面的光潔度等，很難做到非常均勻，這可能會導(dǎo)致在后期使用零件的過程中零件表面的載荷很難分布均勻，容易在某些部位集中，造成局部摩擦嚴重的現(xiàn)象，一般來說零件表面的平整度和光潔度越高，磨損會越小，但如果加工的過于平整和光滑的話，又會逐漸增大磨損。這主要是由于光潔度過高，會使得兩個接觸面的實際接觸增大，增強分子間的相互吸引，會產(chǎn)生膠合磨損。所以在對機械設(shè)備的實際加工過程中，要注意精度和光潔度的控制要適中。

3）零件裝配間隙在一定程度上也會嚴重影響到零件的磨損量。零件在裝配的時候間隙不能過大或過小。如果裝配間隙過小膠合磨損的現(xiàn)象很容易在兩零件間產(chǎn)生，很難在兩零件間形成液體摩擦，如果裝配間隙過大，液體摩擦同樣也很難形成，因此在裝配機械零件時配合間隙一定要適中。

2.2 材料選取的不當(dāng)或材料本身有缺陷

零件材料的屈服極限以及硬度、含碳量等都會在一定程度上影響到零件的磨損量，一般情況下，在載荷不變的情況下，屈服極限越高，膠合磨損量在滑動摩擦下越小，摩擦疲勞過程時間在滾動摩擦下會越長。隨著硬度的增大和含碳量的增多，在相同條件下工作的碳鋼零件耐磨性會增強。

2.3 潤滑油的選取不當(dāng)

在保證機械零件安全運轉(zhuǎn)的前提下，選用潤滑油時，應(yīng)選用低黏度潤滑油這樣可以把機械能量的消耗降到最低。兩個零部件的工作條件是高速輕負荷時，應(yīng)選用低黏度的潤滑油，當(dāng)兩個零部件的工作條件是低速重載荷時，應(yīng)選用黏度較高的潤滑油。機械零件在冬季選用潤滑油時，應(yīng)選用低黏度，低凝固點的潤滑油。而在夏季選用潤滑油時，應(yīng)選用黏度較高的潤滑油。受沖擊負荷大且往復(fù)運動頻繁的機械零件，應(yīng)優(yōu)先考慮選用黏度較高的潤滑油。

此外，在高溫，重摩擦、和加工較粗糙的摩擦表面在選用潤滑油時，也應(yīng)首先考慮選用黏度比較高的潤滑油。

3 結(jié)語

通過分析摩擦的種類和規(guī)律，找出影響摩擦的因素，并根據(jù)這些因素總結(jié)出一些減小機械零件摩擦的方法，在今后的社會實踐中綜合應(yīng)用，來延長機械設(shè)備的工作時間，提高機械設(shè)備的使用壽命和工作效率。

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