周密林-煤矿机械磨损情况及减小措施

浅议煤矿机械磨损原因及减小磨损的措施周密林（中国煤炭科工集团山西天地煤机装备有限公司，山西太原030000）摘要：机械磨损是煤矿机械设备最常出现的问题之一，介绍了煤矿机械设备的工作特点、磨损规律及影响煤矿机械磨损的重要因素，总结出减小煤矿机械磨损的具体措施，为提高煤矿机械运行效率提供参考。关键词：煤矿机械；磨损；减小措施OnthePhysicalDeteriorationReasonofCoalMiningMachineryEquipmentandMeasuresofReducingDeteriorationZHOUMilin(TiandiCoalMiningMachineryEquipmentCo.,Ltd.ofShanxi,ChinaCoalTechnology&EngineeringGroup,Taiyuan030000,Shanxi,China）Abstract:Physicaldeteriorationisoneofthemostcommonproblemsincoalminingmachineryequipment.Thispaperintroducedtheworkingcharacteristicsandabrasionruleofcoalminingmachineryequipmentanditsimportantaffectingfactors,summedupthespecificmeasurestoreducephysicaldeteriorationofmechanicalequipment,whichprovidereferenceforimprovingtheefficiencyofcoalminemachineryequipment.Keywords:coalminingmachinery;deterioration;reducingmeasures中图分类号：TD407文献标识码：A文章编号：0引言机械在运转过程中，各个零部件处在高速运转状态，久而久之会造成机械零部件磨损。煤矿机械大都属于大中型、重型机械，在运转过程中产生摩擦，造成各零部件磨损。机械设施设备事故中，大多数都是由磨损、零部件失效导致的，如果不及时采取保养和维修措施就会造成重大安全隐患和事故。因此，分析和研究煤矿机械磨损情况至关重要，根据研究制定出减少煤矿机械磨损的措施，保证煤矿正常运行和生产。1煤矿机械设备的工作特点a)煤矿开采以地下开采为主，煤矿机械工作运行环境差，照明条件有限，地下矿井污染严重，充斥大量粉尘、噪音、水汽、有害气体与液体等。空气湿度大，相对湿度一般在85%左右；地下矿井内部酸碱度值在7以上；有害气体主要有CO2、SO2、H2S、CH3等[4]；b)煤矿机械工作条件苛刻，机械各零部件运转速度快、载重量大、振动强烈、冲击力大、摩擦力大等；c)多数煤矿机械设施设备不分昼夜持续运转，工作时间长并且连续性强。2煤矿机械设备磨损的规律煤矿机械运转过程中，不同零部件不同环境下的磨损情况也不同，但机械磨损的规律是相同的：a)机械磨损跑和阶段：在这个阶段里，机械零部件表面还存在着加工后的不平整，在接触点上引起高接触应力，造成磨损速度加快，在长时间机械运转过程中，机械零部件表面不平整的凸点被磨损，造成摩擦接触面积变大，磨损速度变缓；b)机械稳定磨损阶段：在这个阶段中，机械部件经过跑和阶段，摩擦表面加工硬化，微观几何形状发生改变，建立了弹性接触条件。在机械设备运转过程中，摩擦表面处于液体摩擦状态，在机械停止或启动运转时才会出现边界摩擦和半干摩擦，因此机械磨损速度有所降低，磨损呈现稳定状态；c)机械剧烈磨损阶段：由于温度急剧增加、机械金属组织发生变化等，机械摩擦条件发生变化，摩擦面产生巨大空隙，增加了冲击力，润滑油膜层被破坏，造成磨损速度不断增加，机械效率和精度大大下降，噪声和振动也大大加大，严重时造成机械事故[2]。3影响煤矿机械磨损的因素3.1零件材料对磨损的影响机械零部件材料的硬度和韧度决定了它的耐磨性。零部件材料的硬度增加了表面抵抗变形能力，但是硬度过高会增加脆度，造成零件材料表面产生磨粒状脱落。零部件材料的韧性可以有效防止产生磨粒，提高材料耐磨性。3.2零件工作载荷对磨损的影响大体上来说，单位压力越大，零件磨损程度越大。除载荷大小外，载荷特性对零件的磨损有很大影响，如静载荷或变载荷、有无冲击载荷、长期载荷还是短期载荷等。各承载零件和结构件会产生相应的应力和变形，如果超过一定限度，就会丧失功能甚至破坏，从而造成危险。机械作业过程中，承受载荷的复杂性不仅反映在载荷种类的多样性上，而且随机械作业的工作状况的不同而表现出多变的特征。载荷是机械及其组成零部件正常工作受力分析的原始依据，也是零部件报废或事故原因判断分析的依据，载荷确定得准确与否将直接影响计算结果的安全性和事故结论的正确性。3.3机械运转速度对磨损的影响机械运行过程中，运行速度高低、运行方向、运行中变速与匀速、正向转或反向转、开启状态或暂停状态等都会对机械产生不同程度的磨损。一般在干摩擦状态下，机械运转速度越快磨损越快；在有润滑油的条件下，机械运转速度越快越容易形成液体摩擦，从而减少磨损；机械设备启动频率越高，机械磨损越快[5]。3.4温度湿度等环境对磨损的影响温度会影响润滑油对机械表面的吸附能力，当温度升高时，会打破润滑油的化学稳定性，造成润滑油发生化学变化从而失去对机械表面的吸附能力。矿井内部粉尘、水汽、有害气体、液体等也会对机械零部件造成磨损，对机械零部件造成化学腐蚀或氧化，从而造成零部件磨损。3.5零部件表面加工质量的影响零件表面的实际形状如果和理想状态有偏差，就会造成机械零部件表面载荷分布不均匀，造成局部磨损严重；每种零件载荷都具有一个合理的表面粗糙度，使磨损减到最小，轻载荷零件的合理粗糙度比重载荷的小；在相同载荷下，粗糙度越小零件磨损度越小，但是如果表面过于平滑会增大摩擦接触面，磨损程度就会增大；如果两摩擦面的刀痕方向平行，与运动方向一致，磨损就小，但如果与运动垂直则磨损大。3.6润滑对磨损的影响润滑有利于减少对磨损的影响。液体润滑状态能防止粘着磨损，供给摩擦副洁净的润滑油能防止磨料摩擦。3.7装配与安装质量对磨损的影响机械零件的装配质量影响机械的磨损程度。如安装间隙过小，则不利于液体摩擦，易产生高的热摩擦，会造成粘着磨损和摩擦副咬死；如间隙过大，也不利于形成液体摩擦，产生冲击载荷加大磨损。4减小煤矿机械磨损的措施4.1提高零件材料的加工质量与安装质量提高机械零部件表面加工质量，减少加工后实际形状与理论形状的偏差，使摩擦损害降到最低点。合理安装机械零件，零部件间的间隙不能太大也不能太小，并要及时修复，恢复原有配合间隙。根据煤矿机械零部件磨损原因及具体情况，利用科学技术不断研究发明出新型机械材料，开发新产品、改进生产工艺和生产设计，大力推广非金属性质的耐磨材料和耐磨涂层，减少煤矿机械材料磨损。4.2建立液体摩擦为机械提供良好的运转环境建立液体摩擦可以使机械摩擦系数降低十多倍，减少机械摩擦磨损[3]。建立液体摩擦需要合适的配合间隙，需要充足的润滑油并有一定的压力和流入速度，轴颈要有足够高的旋转速度，轴颈与轴承加工精度和配合表面的加工光滑度要合理，注油孔与油槽要设计在轴承的承载区之外，适当减少机械设备不停地暂停与启动，保持液体摩擦条件稳定性。4.3采用现代润滑技术润滑是机械设备保养的重要手段，是减少机械磨损的重要方法。在煤矿机械设备保养维修中，要采用新型润滑剂和先进机械设备润滑状况检测技术。在煤矿机械安全运转条件下，优先选择粘度小的润滑油；在高速轻负荷运转下，选择粘度小的润滑剂；在低速高负荷运转下，选择粘度大的润滑剂。在冬季应使用粘度小的、凝固点低的润滑剂；在夏季应选择粘度大的润滑剂。受冲击负荷大、往返运动的机械零部件要使用粘度大的润滑液。温度高环境下，摩擦严重并且加工粗糙的机械零部件要选择粘度大的润滑产品[1-3]。4.4加强煤矿机械设备的维护和保养工作煤矿矿井工作环境特殊，因此必须加强煤矿机械设备维护和保养工作。a)应根据不同煤矿机械设备特点和性能建立完善的机械故障诊断技术，及时诊断出煤矿机械问题；b)根据诊断出的具体问题具体分析，制定出维修、维护和保养措施；c)加强对煤矿机械设备的管理，着重监管机械运行中的事项，严格遵守操作规定，避免发生安全隐患。4.5加强培训提高操作技术加强度劳动者培训力度，使煤矿劳动者熟悉机械设备操作流程和维修保养工作，提高劳动者对机械磨损的认知程度和敏感度，使煤矿劳动者具有主动预防、维护机械磨损的能力，能够及时发现问题、解决问题，避免发生危险。不断建立、健全煤矿机械设备的维修流程、维修档案等，使煤矿工作人员及时掌握机械设备相关维修知识[4-5]。5结语煤矿机械设备工作环境差、条件苛刻，再加上零件材料、零件工作载荷、机械运转速度、温度、湿度、润滑及装配与安装质量等因素的影响，煤矿机械磨损问题成为煤矿生产安全的隐患。面对这种情况，应提高零件材料加工质量、安装质量、建立液体摩擦，为机械提供良好的运转环境，采用现代润滑技术，加强煤矿机械设备维护和保养工作，加强劳动者培训，提高劳动者操作技术，不断减小煤矿机械磨损，提高煤矿机械运行效率。参考文献：[1]强志阳.探究煤矿工程机械中机电一体化的科学运用[J].科技风,2014(18):121.[2]毛洪美.基于人工智能的液压传动系统故障诊断技术的研究与探讨[J].科技风,2014(24):55.[3]胡楠.机械制造及其自动化的发展趋势分析[J].科技传播,2013(4):59-72.[4]王晓丽.当前国内煤矿机电设备管理与维护状况研究[J].电子世界,2014(16):347-348.[5]刘剑.我国煤矿机械的发展现状与趋势探究[J].电子世界,2014(18):447-448.作者简介：周密林，1980年生，男，辽宁盘锦人，2004年毕业于辽宁工程技术大学机械设计制造及自动化专业，工程师。收稿日期：2015-06-25（责任编辑：季鑫）