煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施浅探

煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施浅探

张明波张风启

山东矿机集团股份有限公司山东潍坊262400

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；方法；抗磨措施

导言

煤炭在中国的经济发展中起着重要的作用，所以煤矿产业是国民经济的咽喉，随着科学技术的发展，经济的侧结构调整加快，煤矿产业的自动化和机械化程度也越来越高。由于煤矿作业的环境复杂而恶劣，煤矿的机械磨损程度越来越严重，甚至达到了机械失效的程度。再加上行业内煤矿机械的维修技术水准不是很高，这大大制约了整个煤矿行业乃至于重工业的发展。

1煤矿机械磨损失效的分析方法

煤矿机械设备的磨损在很大程度上影响进行煤炭开采的进度和效率，一定程度上也影响我国煤炭产业的产能，因此为了确保煤炭开采的安全、高效进展，必须对煤炭井下设备进行相应的磨损失效分析，为排除安全隐患，制定对应的抗磨措施提供理论支撑。

1.1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。

1.2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。其次，对于磨损不明显但是已经影响设备正常运行的磨损位置，需要进行微观分析，具体来说就是将磨损零件带入实验室，利用显微镜或者高倍显微镜对零件进行测量、观察和分析，对肉眼无法是背的划痕、凹陷、裂纹等情况进行截图记录，为机械设备的磨损失效分析提供明确的依据。

1.3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。

磨损表层分析法就是通过对零部件表面的状态以及磨损程度进行观察，结合对零部件工作原理以及金属性能的分析找出磨损原因，从而进行有关抗磨实验和理论研究，为减少和防止磨损提供一定的实践依据。

1.4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。

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。

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改良煤矿机械的结构设计

磨损失效在很大程度上受到机械结构的影响，具体体现在机械的整体结构、零件的形状尺寸、配合方式、特殊的工艺方法等。根据这个问题，可以看出减少零件磨损的方法需要在零件的接触状态上进行考虑，力的作用和力流方向的改善是解决这些问题的本质所在。这就要求我们的设计人员在机械设计过程中始终坚持一切从实际出发，充分考虑作业现场的实际环境，充分考虑磨损零件与零件之间的接触问关系。

3.2掌握先进的生产技术和工艺

煤矿机械的零器件的生产工艺在提高煤矿机械的耐磨性以及使用寿命方面占有不可替代的重要作用，因此掌握优秀的煤矿机械制造技术和工艺显得尤为重要。众所周知，在零件的生产过程中需要经过冶炼、锻造、冷却等多个环节，每个环节的一个不到位的操作都会对生产的零件的品质造成很大的影响。所以在零件的生产过程中必须要使用先进的生产工艺和生产技术，确保煤矿机械的最佳品质。当然，我们在自己探索煤矿机械改进技术的同时也可以从国外适当的引进先进的生产技术来提高我们煤矿机械的使用寿命以及品质。

3.3选择适合的生产材料

在影响煤矿机械平均寿命的各种因素中，煤矿机械器件的材料选择占有很大的影响地位。因此为了提高零件的使用寿命，有必要准确的把握好零件生产的材料选用。在选择生产零件的材料时，我们应该充分的考虑材料的适用性、经济性、耐用性等因素。目前，我国大多数企业在耐磨零件制造方面都选择了低碳锰钢，这是因为他的耐磨性能比较好。随着科学技术的不断发展越来越多的材料出现在人们的视野中，弥补了原有材料的大部分缺陷。大量新材料的产生也为耐磨零件的材料选择提供了更为广阔的空间，所以我们在生产零件的过程中应该尽量选择性能较优的材料。

结语

煤矿机械设备中的构件受到摩擦、化学锈蚀等影响，会造成其相应的运转成效缺失。由于我国的设备维护、维修技术不高，使得机械设备的淘汰率升高，矿产企业的成本增加。因此，应该打破旧思维的牵制，积极引进技术并进行创新，提高机械设备的抗磨性。

参考文献：

[1]王建平.煤矿机械磨损失效探讨[J].中小企业管理与科技（中旬刊）.2014（02）

[2]李萍.浅析煤矿机械磨损及其对策[J].科技创新导报.2012（28）

[3]朱华，吴兆宏，李刚，葛世荣.煤矿机械磨损失效研究[J].煤炭学报.2006（03）