煤矿机械磨损失效分析及抗磨措施刘庆捷

煤矿机械磨损失效分析及抗磨措施刘庆捷

刘庆捷

（齐齐哈尔工程学院，黑龙江齐齐哈尔161000）

摘要：本文通过对我国煤矿机械设备工作环境以及磨损特征展开分析，讨论了煤矿机械磨损失效的方法，针对煤矿机械失效的现状提出了部分抗磨措施，提高煤矿机械设备的抗磨性，为我国煤矿开采效率的提高做出一定的理论研究。

关键词：煤矿机械；磨损失效；抗磨措施

1.煤矿机械磨损的原因分析

煤矿机械磨损的主要原因有:作业环境与机械本身。我国煤炭开采环境恶劣，往往是在数百米的地下。地下存在着湿度高、温度高以及煤尘大等各种问题，再加上煤矿机械往往体积大、重量大，现代化程度越高的机械，其精密度便越高，受恶劣作业环境的影响便越大。

1.1作业环境湿度大

我国绝大多数煤矿都是地下开采，地下开采的一个显著特点便是井下工作环境湿度大，这也是煤矿机械工作的基本环境。据有关文献表明:当井下湿度达到80%以上时，水分对于机械设备的影响与机械设备在水中浸泡的影响几乎一致，煤矿机械中金属部件因此会发生化学反应，引起金属部件表面突起，进而加剧机械的磨损。工作环境湿度大是影响煤矿机械使用寿命的主要原因。

1.2作业环境酸碱度高

金属最适宜在中性环境中，可以保存多年而不出现腐蚀现象。无论金属处于酸性环境或者碱性环境，都会加速金属的腐蚀。我国煤矿井下环境的pH值一般为弱碱性，煤矿机械长时间在这种环境里，会使机械设备的机体质量严重下降，进而缩短煤矿机械的使用寿命。

1.3杂散电流

在煤矿井下施工或者生产作业，由于地质条件的影响，煤层中会存在着一定的杂散电流。杂散电流的存在会产生弱电离作用，进而使得煤矿机械的腐蚀加剧，最终使得煤矿机械使用寿命缩短。

1.4机械设备本身原因

煤炭开采所用的机械设备具有体积大、重量大的特点，而且随着煤炭开采自动化的不断提高，机械设备的精密度也在不断提高，这就存在着机械受细小颗粒的影响，尤其是细小颗粒对于机械轴承的影响非常明显。煤层中的成分较为复杂，存在着大量的杂质，而有些杂质质地坚硬，比如石英石、方解石等，再加上机械设备在作业过程中始终处于高速运转状态，工作压强大，而且运维人员对此种状况的维护难度大，造成煤矿机械的使用寿命缩短。

2.机械设备磨损特征

在煤矿机械设备的使用过程中，就轴承来说，正常的滑动轴承值在0.25—0.30之间，而且滚动轴承能够调整的范围在。0.50—0.14之间，最大允许误差为。0.20—0.25之间，超过改允许误差则轴承设备将影响整体机械设备的使用和效率。

煤矿井下设备的机械性能以及硬度、强度等方面的选择取决于煤矿井下煤层的性质、杂质含量以及煤化程度等等方面，虽然煤矿中煤层的硬度对煤矿机械设备的磨损程度较低，而且煤矿机械设备与煤层接触的部位已经充分采用了抗磨材料，但是煤矿煤层中所含有的石英石、方解石、黄铁矿以及其他杂质的硬度较大，对煤矿机械设备的磨损有着重要的影响。

3.机械磨损失效分析方法

3.1机械资料分析法

机械设备资料分析法主要是根据机械设备在运行过程中各个部件在系统中的基本原理以及资料，对不同的部件进行失效分析，主要针对各个零部件的功能、作用、特征、材质、受力情况、制作工艺等方面做到详细的记录和研究，另外对磨损失效的设备零部件进行评估之后要做好一定的记录和保存，以备随时调阅和分析。

3.2宏观微观结合法

对煤矿机械设备磨损失效的宏观微观结合分析法主要是通过对机械设备的外在特征和内在原理进行分析和研究，首先，对设备器件进行精确的测量和对磨损位置进行精确计算，之后对磨损零部件进行拍照记录并存档，该过程为宏观分析法。一般情况下，煤矿机械设备的磨损可以通过测量、观察表面磨损凹陷、划痕等方法进行宏观分析解决。

3.3磨损表层分析法

由于煤矿矿井下大部分磨损零部件都是处于高速状态的，因此在高速运转的过程中所产生的巨大热量也是对零部件产生磨损的原因之一，在零部件高速运转的高温状态下，磨损情况主要有2种，第一种磨损情况是在磨损零件的表面会出现一层较厚的金属固化物质，与一般冷却硬化的程度不同，该类冷却硬化物质会导致金属零部件的表面组织状态发生变化，从而影响该零部件的正常使用;第二种磨损情况是零部件在高速运转的高温状态下发生回火软化和结晶的现象，从而影响该零部件的正常使用。这两种磨损原因主要是由于该类零部件处于高速运转的高温状态下，另外与煤矿井下工作环境的复杂性和湿度、气体的腐蚀性都有着一定的关系。

3.4磨损碎屑分析法

磨损碎屑分析法主要是通过对煤矿井下机械设备的磨损时零部件被磨损掉的碎屑进行分析，确定煤矿机械设备零部件的磨损失效的具体原因。由于我国煤矿开采多为井下开采，因此在对煤矿机械零部件磨损碎屑的收集难度较大，但是大多数煤矿机械设备都为钢铁材质，因此可以使用磁性吸附的方式进行机械磨损碎屑的收集，从而对碎屑进行研究，找出机械磨损失效的原因。

4.煤矿机械抗磨损措施

合理的采用抗磨损措施可以有效减轻机械的磨损状态，并延长机械的使用寿命，为企业降低机械的维护成本，增加企业的经济效益。

4.1建立行之有效的矿井通风系统

通风系统可以将地面空气送到煤矿井下，将高温、高湿及高pH值的空气置换出来，进而可以显著改善煤矿机械的工作环境，延缓机械设备的腐蚀，减轻煤矿机械的磨损。

4.2因地制宜选择合适的抗磨材料

解决煤矿机械磨损，本质上是减少摩擦，或者阻断增大摩擦力的因素。减少摩擦力行之有效的方法是采用抗磨材料，比如润滑油。

5.结语

煤矿开采过程中，工作环境恶劣，应将现代技术与煤矿机械技术完美结合，保证煤矿机械磨损失效分斤和抗磨措施能顺利进行，减少煤矿开采中的困难，保证煤炭为我国经济建设提供更多贡献。

参考文献

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