礦山機(jī)械設(shè)備再制造技術(shù)探析

摘 要：礦山機(jī)械指的是一系列所有用于礦山的焙燒設(shè)備、篩分設(shè)備、破碎設(shè)備、提升設(shè)備、建井設(shè)備、磨礦設(shè)備、采掘設(shè)備等的總稱，其特點(diǎn)是零件的劃傷和腐蝕嚴(yán)重、應(yīng)用環(huán)境較差、面廣量大等。礦山機(jī)械設(shè)備再制造技術(shù)顯得非常重要，以及具備非常大的潛力。

關(guān)鍵詞：礦山；機(jī)械設(shè)備；再制造技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.046

0 引言

當(dāng)今，一部分發(fā)達(dá)國(guó)家業(yè)已要求全部再制造礦山機(jī)械，且設(shè)立了有關(guān)的回收再制造制度，也就是礦山機(jī)械設(shè)備制造商務(wù)必全部地回收與再制造達(dá)到應(yīng)用年限的產(chǎn)品，且在回收的過(guò)程中返還用戶相應(yīng)比重的費(fèi)用。國(guó)內(nèi)分析的再制造技術(shù)依舊處在初期，相比較于發(fā)達(dá)國(guó)家，當(dāng)今從事礦山機(jī)械設(shè)備再制造的企業(yè)比較少，并且其再制造能力與規(guī)模都難以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)礦山機(jī)械產(chǎn)品再制造資源化的實(shí)際需要。隨著再制造技術(shù)的發(fā)展，再加上政策扶持、企業(yè)參與及礦山重視，我國(guó)礦山機(jī)械再制造水平及規(guī)模將會(huì)得到較快的發(fā)展。

1 礦山機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)

作為采礦領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備的礦山機(jī)械相比較于農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械，有著下面的一些特點(diǎn)：一是運(yùn)行環(huán)境比較差。礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境存在有害氣體、水汽、粉塵等等。二是工況條件嚴(yán)格。大多數(shù)的礦山機(jī)械設(shè)備要求的工況條件是介質(zhì)腐蝕、振動(dòng)、重載、摩擦、沖擊、高速等。三是工作時(shí)間較長(zhǎng)。絕大部分的設(shè)備工作需要長(zhǎng)時(shí)間、部分白天和黑夜的工作。四是潤(rùn)滑的條件比較差。因?yàn)楣ぷ鞯臅r(shí)間長(zhǎng)、工況要求嚴(yán)格、環(huán)境較差等，這導(dǎo)致難以有效地維護(hù)與潤(rùn)滑機(jī)械設(shè)備零件。為此，礦山機(jī)械設(shè)備常常出現(xiàn)非常嚴(yán)重的腐蝕磨損現(xiàn)象，從而給企業(yè)帶來(lái)非常大的經(jīng)濟(jì)損失，以及還會(huì)導(dǎo)致人身安全事故的出現(xiàn)。

2 礦山機(jī)械設(shè)備的一些再制造技術(shù)

2.1 表面損傷智能自修復(fù)技術(shù)

當(dāng)前的礦山機(jī)械越來(lái)越智能化、高速化、大型化、自動(dòng)化。一部分礦山機(jī)械如果出現(xiàn)故障，那么會(huì)造成事故，并且檢修故障也會(huì)導(dǎo)致非常大的經(jīng)濟(jì)損失。而表面損傷智能自修復(fù)技術(shù)指的是在不解體與不停機(jī)的條件下，在應(yīng)用礦山機(jī)械的時(shí)候可以自行地體會(huì)環(huán)境的改變，可以通過(guò)一種理想的方式響應(yīng)自身的故障與時(shí)效現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)自身內(nèi)部構(gòu)造的持續(xù)調(diào)整，結(jié)合再生機(jī)制（原位反應(yīng)或自生長(zhǎng)）進(jìn)行自愈，從而對(duì)一部分局部的破損進(jìn)行修復(fù)。這樣一來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)減少故障與預(yù)防故障的效果，從而減少消耗的材料、節(jié)省能源、提升機(jī)械效率等。表面損失智能自修復(fù)技術(shù)重點(diǎn)涵蓋礦物微粉摩擦磨損修復(fù)技術(shù)、微納米摩擦損傷自修復(fù)技術(shù)、埋伏型自修復(fù)技術(shù)。

2.2 自動(dòng)化再制造技術(shù)

為了跟再制造行業(yè)需要的自動(dòng)化、批量化標(biāo)準(zhǔn)相符合，在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)使再制造產(chǎn)品的質(zhì)量大大提升，而最為根本的一種技術(shù)是自動(dòng)化再制造技術(shù)。當(dāng)前，都在普遍地分析半自動(dòng)化微弧等離子熔覆技術(shù)、自動(dòng)化納米顆粒復(fù)合電刷鍍技術(shù)、自動(dòng)化高速電弧噴涂技術(shù)等，并且越來(lái)越進(jìn)步和發(fā)展，一部分技術(shù)在再制造企業(yè)中獲得了一定程度的應(yīng)用。

2.3 納米再制造技術(shù)

納米再制造技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是再制造產(chǎn)品的性能與質(zhì)量實(shí)超出或達(dá)到新品。因?yàn)榧{米材料具備獨(dú)特的構(gòu)造，有著通常材料較難具備的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，其有助于提升再制造產(chǎn)品的表面性能。分析證實(shí)，相比較于傳統(tǒng)的再制造產(chǎn)品，納米再制造產(chǎn)品大大地優(yōu)化了抗熱疲勞、耐磨、韌性、強(qiáng)度、熱脹等等。有效地統(tǒng)一再制造表面工程技術(shù)跟納米粉體，制備存在納米構(gòu)造的表面復(fù)合涂層，能夠優(yōu)化表面再制造的化學(xué)、物理特性，從而使其具備新功能，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一材料功能和表面改性的效果。在提出“納米表面工程”思想的影響下，各分析單位也不斷地分析激光熔覆納米涂層技術(shù)、納米熱噴涂技術(shù)、納米電刷鍍技術(shù)等。

2.4 再制造工藝仿真技術(shù)

表面涂覆、表面處理、表面改性等是再制造經(jīng)常應(yīng)用的一些技術(shù)。在這一系列的工藝技術(shù)當(dāng)中牽涉到的物理現(xiàn)象是聲波、光波，而牽涉到的物理場(chǎng)是電流場(chǎng)、電磁場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、速度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)等。在材料的作用上，這一系列的物理場(chǎng)存在異樣的加工工藝技術(shù)，像是變形、相變、擴(kuò)散等。為此，實(shí)際上加工材料的過(guò)程是基于各種物理場(chǎng)的影響之下，材料的幾何形狀與微觀組織構(gòu)造持續(xù)改變的過(guò)程。再制造工藝仿真技術(shù)是立足于假設(shè)的簡(jiǎn)化，構(gòu)建再制造工藝當(dāng)中的一系列物理現(xiàn)象的模型，在分析或數(shù)值求解系統(tǒng)方程的基礎(chǔ)上獲得其基于時(shí)間的發(fā)展變化與重視的物理量。再制造工藝仿真技術(shù)是在模擬實(shí)際工藝過(guò)程的基礎(chǔ)上，明確工藝過(guò)程中一系列工藝參數(shù)影響物理量的特點(diǎn)、關(guān)鍵物理量的變化規(guī)律等，進(jìn)而優(yōu)化與控制材料及其加工過(guò)程中的性能、組織構(gòu)造、工藝技術(shù)、成分等。這涵蓋優(yōu)化與控制宏觀物理量（溫度、應(yīng)變、變形、參與應(yīng)力、應(yīng)力等），也涵蓋控制與預(yù)測(cè)材料的特性（晶格缺陷、晶粒度、晶體織構(gòu)、相成分等）。

2.5 復(fù)合再制造技術(shù)

在不斷發(fā)展單一再制造技術(shù)的過(guò)程中，全面地應(yīng)用兩種及其以上的再制造技術(shù)的復(fù)合再制造技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。針對(duì)復(fù)合再制造技術(shù)來(lái)講，能夠劃分為兩種，一種是將各種再制造技術(shù)應(yīng)用于各種修復(fù)范圍之內(nèi)，像是可以在復(fù)合再制造技術(shù)中首先應(yīng)用激光熔覆恢復(fù)葉片的力學(xué)特性與幾何大小，然后通過(guò)等離子噴涂的方式實(shí)現(xiàn)葉片表面性能的提升，這樣能夠確保再制造之后應(yīng)用的葉片壽命大大延長(zhǎng)。另外的一種是復(fù)合再制造技術(shù)本身，像是復(fù)合激光熔覆技術(shù)和熱噴涂技術(shù)，熱噴涂復(fù)合化學(xué)鍍或電鍍，以及化學(xué)氣相與物理氣相沉積一起注入離子等等。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于不斷發(fā)展的再制造技術(shù)影響下，以及隨著受到礦山、企業(yè)、政府部門的重視和扶持，國(guó)內(nèi)礦山機(jī)械再制造的規(guī)模和技術(shù)水平都會(huì)大大提升，這有助于礦山機(jī)械設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展，以及使礦山機(jī)械循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)鏈條形成，從而使浪費(fèi)資源與緊缺資源的問(wèn)題緩解，以及使礦山機(jī)械設(shè)備污染環(huán)境的情況減少，不但減排節(jié)能，而且促進(jìn)了礦山的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚振義.礦山機(jī)械失效分析與維修體制的研究[J].礦山機(jī)械，2007，35（07）：125-126.

[2]戴葆青.礦山機(jī)械磨損與腐蝕失效分析及防護(hù)措施 [J].礦山機(jī)械，2008，36（02）：44-45.

[3]劉瑜，李愛(ài)軍，周甲軍等.礦山機(jī)械的摩擦學(xué)問(wèn)題研究[J].煤礦機(jī)械，2008，29（07）：37-39.

[4]孫方紅，馬壯，黃鳳岐等.提高礦用挖掘機(jī)斗齒性能的研究進(jìn)展 [J].熱加工工藝，2011，40（21）：58-60.

作者簡(jiǎn)介：葛磊（1984-），男，本科，工程碩士，電氣大修車間技術(shù)主管。endprint