煤矿机械磨损失效分析方法

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摘要：介绍煤矿机械磨损失效的分析方法，分析煤矿机械磨损失效的原因，并针对原因提出相应的抗磨防范，与同行交流。

关键词：煤矿机械；磨损分析；抗磨措施

引言

据有关部门统计，矿山机械由于工作环境比较恶劣，而且影响机械磨损状态的原因复杂，导致我国的煤矿企业每年由于机械磨损所需提供的设备设施多达20万t，价值10多亿元，由于设备磨损失效使得煤矿开采停工造成的损失不可估量，中国的机械设计和运行维护的技术水平仍然是相对落后，技术发展和应用不均衡导致抗磨技术标准不一导致机械寿命低。再加上我国机械设计、制造、使用、管理水平和个人使用习惯的影响，导致许多引进的先进技术没有能及时地应用在我国的煤矿开采上，使得我国煤矿机械磨损率高，导致开采成本增加[1]。

1煤矿机械磨损失效的分析方法

1.1资料分析法科学的分析方法离不开资料分析，由于煤矿机械的工作环境要求作业人员对煤矿机械工作、保养、参数等情况进行记录，以及煤矿机械设备的使用说明等，我们可以通过对其工作原理进行分析，从而对各部件的作用、结构、材料、受力、运转时长等进行分析，有效地筛点，找到问题所在，还可以根据以往机械磨损失效的原因进行类比分析。除此之外，我们还应保存好每一次的维修、保养记录，做好资料留存工作，以便下一次分析使用。1.2宏观和微观分析法煤矿机械磨损宏观分析主要是根据机械外表特征进行分析，通过观察其正常运作以及磨损失效时的尺寸大小、磨损程度、凹凸状况等，对不同时期的照片进行观察，发现失效前和失效后的区别，从而找出失效原因。微观分析主要是在宏观分析的前提下，通过精确测量零部件磨损位置的形状和大小，对相应部件进行提取，移动到实验室中使用高倍显微镜等仪器对肉眼找到的细微痕迹进行放大观察，从而为未能通过宏观分析找出磨损失效问题的类型提供参考依据。1.3磨损屑末分析法磨屑分析法主要是通过提取机械运转时零部件在磨损状态中损失的磨屑，对其受到工况环境的受力、磨损情况等工作条件进行分析，综合反映煤矿机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响和限制，因为工作环境和磨屑体积问题，导致收集存在困难。1.4煤矿机械磨损表层和亚表层分析法煤矿机械零件出现磨损，如果在磨损零件表层发现一层很厚的金属发生变化，根据表层分析法分析主要会有两种变化，一种是金属结构变形硬化，导致零件表层组织以及成分发生变化，造成形态上的差异。第二是出现火软化以及超细结晶现象，由于摩擦以及运转产生某种高温状态导致物质结构发生变化，进而使零件失效。煤矿机械亚表面磨损主要处于金属层的表面下，而金属层在磨损时会产生一些必然变化，这种变化的轨迹和规律也给我们研究煤矿机械磨损提供了依据。煤矿机械在磨损过程中，磨损表面和亚表层会有几种变化形态，首先是在金属层上材料的变化，在机械的运转过程中，随着温度的变化，煤矿机械硬度也会随之产生变化，硬度的变化也就让煤矿机械的磨损表面结构产生变化[2]，因此我们可以通过一些差异与原来的初始状态进行比较；进而可以观察到的金属层的变化，推断出由摩擦引起的磨损现象。煤矿机械操作磨损时引起的高温使得金属层的功能发生了变化。第三是磨损的亚表面已被磨损的顺序检查的过程。第四是裂纹在磨损位置的形成，对煤矿机械的磨损过程具有一定的影响，不同的零部件也会导致不同的磨损失效，对不同位置不同部件的磨损研究可以提供有效的分析数据。

2煤矿机械磨损失效的原因

2.1煤矿机械作业环境恶劣煤矿的开采和初步加工主要是在地下矿井里，但由于其内部环境复杂，会产生灰尘、煤屑、矿石散落等情况。煤矿机械在使用和施工过程中的粉尘就很可能会渗透到轴承里，增加轴承的磨损速度并且导致机械失效。此外，由于煤矿机械长期处于矿井中作业，经常受到潮湿水气的侵蚀以及地下水的腐蚀，即使没有发生损毁使用寿命也会缩短，所以煤矿井下作业环境恶劣是机械磨损的重要原因。2.2煤矿机械作业时间长煤矿工作大多实施轮班制，而机器处于不断运转状态，容易造成机械设备过度使用。煤矿机械的连续工作将导致其效用函数的降低，同时影响使用寿命，不论是煤矿机械的维修和购买，还是煤矿机械设备的失效都会给煤矿企业带来巨大损失。2.3煤矿机械设备工作强度大煤矿企业的工作强度是由煤矿的开采量所决定的，近年来煤矿企业的的竞争愈演愈烈，为了提高煤矿的产量，加大了对煤矿的开采作业量，因此煤矿机械的工作强度在逐渐加大。煤矿机械在高强度操作下，超负荷的承载，对机械损伤极其严重。煤矿企业为了提高煤矿产量取得眼前利益而失去可持续发展的经济效益，不利于煤矿产业的长期发展[3]。2.4煤矿机械维护工作难度大煤矿机械的维护影响机械的使用寿命，也是满足正常生产的必要途径之一。目前，中国现有的维修技术还比较落后，不能满足煤炭工业的技术水平高要求，为了保证煤矿的正常使用，停机时间不能停留太久，加上目前的机械设备，工作的难度，中国煤矿机械设备维修技术还有很大的提升空间。

3煤矿机械的抗磨方法

3.1提升煤矿机械结构设计煤矿机械磨损不仅跟工作环境和工作强度有关，还跟自身的结构设计和公益制作水平有关，所以提高煤矿机械的抗磨性首先要了解其工作原理，关注其摩擦情况，由于机械自身的物理反应，我们就能通过亚表层分析采集有效信息，从经常磨损的地方入手，提高设计水平和用材用料，提高制作工艺，提高抗磨性。3.2结合实际进行抗磨材料的选择对于提高煤矿机械的抗磨性，还要在材料的选择上要注重经济适用性的基本原则，在此基础上，结合分析数据和多年的经验，根据机器的特点选择合理的耐磨材料。选择适当有效的耐磨材料是提高煤矿机械的磨损阻力的一个重要方法，所以需要对材料结合实际来选择。3.3合理科学使用和有效维护煤矿机械科学合理使用煤矿机械能提高抗磨性，通过机械的工作时间以及工作强度的调控，降低机器的负荷水平，保证使用寿命。从机械的维修角度上来说，维护机械是提高机械设备质量的关键，提高机械维修技术水平，合理地使用和维护对提高机器的耐磨性和使用寿命有一定的帮助。为了改变煤矿机械的磨损失效情况，有必要对磨损进行有效的研究分析，制定有效的机械耐磨措施，增加煤矿机械的寿命，促进工业发展。

参考文献

[1]陈力捷.煤矿机械磨损失效分析和抗磨措施[J].煤炭技术，2011（6）：20-21.

[2]刘瑜，李爱军，周甲伟，等.矿山机械的摩擦学问题研究[J].煤矿机械，2011（7）：37-39.

[3]焦一平.煤矿机械设备磨损及降损方法[J].科技传播，2010（11）：99-100.

作者: 王龙峰 单位:霍州煤电集团有限责任公司丰峪煤业