煤礦機(jī)械磨損失效和抗磨措施

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摘要:因?yàn)槲覈禾績Σ刂饕獮樯顚觾Σ兀伦鳂I(yè)環(huán)境十分惡劣、復(fù)雜，加快了礦井煤礦機(jī)械設(shè)備的磨損，甚至造成磨損失效，阻礙了我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所以有必要深入探討煤礦機(jī)械磨損失效方法以及抗磨措施。

關(guān)鍵詞:煤礦機(jī)械;抗磨;磨損失效

煤礦機(jī)械工作環(huán)境較差，加劇了煤礦機(jī)械的磨損程度。煤礦企業(yè)因?yàn)闄C(jī)械磨損造成的損失無法計(jì)量。不僅有工作環(huán)境導(dǎo)致的機(jī)械磨損，還與我國和煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)水平以及機(jī)械后續(xù)維修技術(shù)較為滯后有關(guān)，機(jī)械抗磨技術(shù)上不完善，導(dǎo)致機(jī)械使用壽命較短。如何減少機(jī)械磨損，提高機(jī)械使用壽命，是煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，還有研究抗磨措施，提高機(jī)械使用效率，實(shí)現(xiàn)煤礦產(chǎn)量的提高，減少煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失等問題。

1機(jī)械磨損失效的分析方法

為保證煤礦開采作業(yè)的安全性，需要在某一固定時(shí)間展開煤礦機(jī)械磨損失效分析，以排除隱患。

1．1機(jī)械資料分析法

機(jī)械設(shè)備資料分析法主要是立足于機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中各個(gè)部件在系統(tǒng)中的原理和資料，對各個(gè)部件展開失效分析，主要詳細(xì)記錄和研究各個(gè)零部件的制作工藝、受力情況、材質(zhì)、特征、作用和功能等情況。此外，在評估好磨損失效的設(shè)備零部件后，要做好記錄和保存，以便以隨時(shí)分析和調(diào)閱。

1．2失效零件的宏觀和微觀分析

宏觀分析磨損失效零件指的是觀察外表的特征，通過拍攝記錄失效特征極其典型的零件，如實(shí)記錄和準(zhǔn)確測量零件磨損部位，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。磨損部位大多數(shù)只是表面劃痕、凹坑和磨損等，這種宏觀特征十分顯著，分析人員很容易就能看到。微觀分析磨損失效零件指的是借助光學(xué)顯微鏡、立體顯微鏡以及電子掃面顯微鏡進(jìn)行觀察，并發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜物、條痕等，記錄好零件表面微觀磨損失效，以確定機(jī)械設(shè)備磨損失效的類型，并方便以后更好地選擇零件材料。

1．3磨屑分析

磨削分析指的是分析煤礦機(jī)械零部件在磨損過程中的磨屑，分析機(jī)械失效的原因。由于煤礦工作受周圍環(huán)境影響較大，且因工作條件的原因，難以搜集碎屑。而采用氣動(dòng)鐵輔以及磁性法來收集，效果極佳。

1．4煤礦機(jī)械磨損表層和亞表層分析法

零件發(fā)生磨損，在煤礦機(jī)械磨損零件表層若是發(fā)現(xiàn)一層很厚的金屬顏色變化，采用表層分析法可知，產(chǎn)生的變化主要有兩種，一是金屬結(jié)構(gòu)變形硬化，造成零件表層組織和成分改變，導(dǎo)致形態(tài)變化。其次，發(fā)生超細(xì)結(jié)晶和火軟化現(xiàn)象，因?yàn)槟Σ梁瓦\(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高溫狀態(tài)改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，促使零件失效。煤礦機(jī)械亞表面磨損主要是在金屬層表面下，而金屬層在磨損的過程中的變化規(guī)律和軌跡，也可作為煤礦機(jī)械磨損的研究依據(jù)。煤礦機(jī)械磨損時(shí)，磨損表面和亞表層的變化有:第一，在金屬層上材料的變化，在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，溫度的改變會促使煤礦機(jī)械硬度的改變，硬度的變化會導(dǎo)致煤礦機(jī)械磨損表面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，通過觀察金屬層的變化，推斷出摩擦引發(fā)的磨損情況。煤礦機(jī)械操作磨損的過程中引發(fā)的高溫改變了金屬層的功能。第二，檢查磨損的亞表面。第三，在磨損位置形成的裂紋，影響了煤礦機(jī)械的磨損，不同的零部件也會造成不同的磨損失效，研究各種部件的磨損模式可得到有效的分析數(shù)據(jù)。

2機(jī)械磨損失效的抗磨措施

2．1選擇最佳的生產(chǎn)材料

生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備使用的材料影響設(shè)備的使用壽命。因此需要在選擇材料時(shí)要全面考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性。很多煤礦企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備在選擇耐磨零件的時(shí)候傾向于低碳錳鋼。相較于普通的鋼來說，這種鋼的耐磨性能更好，同時(shí)隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)以及工藝的迅速發(fā)展，能夠選擇的材料增多，使得煤礦機(jī)械零件所具備的抗磨性以及抗腐性得到了提升，為降低磨損，應(yīng)合理選擇材料，提高零件耐磨性和壽命。

2．2改善煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

煤炭生產(chǎn)中的機(jī)械磨損失效問題普遍，尤其是近年來因?yàn)槊禾慨a(chǎn)量不斷增加，這一問題日益凸顯，這一問題與煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在諸多問題有關(guān)。因此，應(yīng)增加煤礦機(jī)械的研究來不斷完善煤礦機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)。

2．3合理選擇生產(chǎn)工藝

先進(jìn)的生產(chǎn)工藝能夠有效延長煤礦機(jī)械零部件的實(shí)際使用壽命。生產(chǎn)工藝主要包括熱處理、冷加工、冶煉和鑄造等。鑄造質(zhì)量與零件的耐磨性密切相關(guān)，冶煉的成分和材料的韌性、強(qiáng)度等性能息息相關(guān)，熱處理和冷加工和材料的最終組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系極為密切。為了促進(jìn)零件抗磨性的提高，一般會運(yùn)用強(qiáng)化摩擦體表面的抗磨技術(shù)和工藝，如噴丸、滲硫、碳硫共滲、復(fù)合鍍、擠壓、沉積、表面噴涂、表面堆焊、表面淬火等。

2．4加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)管理工作

煤礦機(jī)械工作環(huán)境十分惡劣，空氣中多伴有粉塵水汽等物質(zhì)，同時(shí)環(huán)境十分潮濕。為延長機(jī)械的使用壽命，就必須在日常工作中加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，禁止所有不規(guī)范的操作流程。此外，還要選擇某一固定時(shí)間檢測機(jī)械設(shè)備，第一時(shí)間更換損耗過重的機(jī)械部件，徹底清除安全隱患，保證井下作業(yè)的安全。在機(jī)械設(shè)備的操作過程中要嚴(yán)格遵循適度原則，盡可能防止發(fā)生超載和超速的現(xiàn)象，有效預(yù)防由于過度使用導(dǎo)致的機(jī)械損耗，提高機(jī)械設(shè)備使用效率。

3結(jié)語

綜上所述，煤炭資源屬于我國最為重要的能源產(chǎn)業(yè)之一，與我國經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系極其緊密。因此，為了能夠推動(dòng)煤礦行業(yè)效率以及產(chǎn)量的提升，應(yīng)以煤礦機(jī)械為切入點(diǎn)，積極探究煤礦機(jī)械抗磨性問題，以降低由于煤礦機(jī)械磨損而造成的經(jīng)濟(jì)損失。其次，還應(yīng)加強(qiáng)維修保養(yǎng)工作，以保證機(jī)械設(shè)備處于正常狀態(tài)，促進(jìn)煤礦企業(yè)良好運(yùn)行。

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作者:陳瑞杰 單位:潞安環(huán)能股份有限公司常村煤礦