锚杆机关键部件磨损机理检修技术探讨

锚杆机关键部件磨损机理检修技术探讨

王甍

陕西陕煤黄陵矿业有限公司机电公司机电总厂

摘要:本文首先介绍了锚杆机的基本工作原理和关键部件的组成，然后详细分析了锚杆机关键部件在重载、大冲击工况下的磨损机理，包括疲劳磨损、塑性磨损、磨料磨损和机械磨损等。在此基础上，论文进一步探讨了针对这些磨损机理的检修技术，包括检修前的准备工作、检修过程中的技术要点以及检修后的性能评估等方面。旨在为锚杆机的维护和检修提供了科学依据和技术支持。

关键字:锚杆机；磨损机理；检修技术；疲劳磨损；磨料磨损；机械磨损

锚杆机作为现代矿山开采和地下工程中的重要设备，其性能的稳定性和可靠性对于保障工程质量和提高生产效率具有重要意义。然而，在锚杆机长期运行的过程中，其关键部件往往会出现不同程度的磨损，这不仅影响了锚杆机的正常工作，还可能对工作人员的安全构成威胁。因此，对锚杆机关键部件的磨损机理及检修技术进行深入研究，对于提高锚杆机的使用寿命和安全性具有重要意义。

一、锚杆机基本工作原理与关键部件组成

1.1锚杆机基本工作原理

锚杆机在矿山和地下工程中扮演着至关重要的角色。其工作原理主要基于机械驱动，在岩土体中形成锚孔，随后将钢材制成的锚杆安放到这些锚孔中。通过锚杆与周围岩土体的摩擦或粘结作用，增强了岩土体的整体稳定性和承载能力。

1.2关键部件组成

(1)钻进系统：钻进系统由钻头、钻杆、旋转机构和推进机构等组成。钻头是钻进系统的核心部件，负责在岩土体中钻出锚孔；钻杆用于连接钻头和锚杆机主机，传递旋转和推进力；旋转机构和推进机构则分别提供钻进所需的旋转和推进动力。

(2)注浆系统：注浆系统由注浆泵、注浆管路和注浆喷嘴等组成。注浆泵负责将注浆材料压入注浆管路中，并通过注浆喷嘴注入锚孔内；注浆管路则负责连接注浆泵和注浆喷嘴，确保注浆材料的顺畅输送；注浆喷嘴则负责将注浆材料均匀地喷洒在锚杆与孔壁之间的空隙中。

(3)张拉锁定系统：张拉锁定系统由张拉设备和锁定装置等组成。张拉设备用于对锚杆进行张拉操作，产生预应力；锁定装置则负责将张拉后的锚杆锁定在孔底，确保锚杆的稳定性和可靠性。

(4)控制系统：控制系统是锚杆机的核心部分，负责控制锚杆机的各个工作环节。控制系统通常由电气控制系统和液压控制系统组成，通过控制各个执行元件的动作，实现锚杆机的自动化控制和监测。电气控制系统负责控制设备的电源、电机和传感器等部件的工作；液压控制系统则负责控制液压缸、液压马达等执行元件的动作。

二、锚杆机关键部件磨损机理分析

2.1 疲劳磨损

疲劳磨损是锚杆机关键部件常见的磨损形式之一，特别是在高频、重载的工作环境下更为显著。疲劳磨损是指材料在交变应力或应变作用下，由于内部微观结构的变化，逐渐产生裂纹并扩展，最终导致部件断裂或失效的现象。在锚杆机中，关键部件如钻头、钻杆和传动轴等，在持续受到振动、冲击和周期性载荷的作用下，容易发生疲劳磨损。这种磨损过程通常是渐进的，不易被察觉，但一旦达到临界状态，部件就会突然断裂，造成设备故障和安全隐患。

2.2 塑性磨损

塑性磨损是由于材料在受到大的冲击力或压力时，发生塑性变形而导致的磨损。在锚杆机中，这种磨损形式主要发生在与岩石直接接触的部件上，如钻头和破碎齿等。当这些部件受到岩石的强烈冲击和挤压时，表面材料会发生塑性流动和变形，导致表面粗糙度增加，降低了部件的耐磨性和使用寿命。塑性磨损通常伴随着材料的剥落和坑洼现象，严重时会导致部件失效。

2.3 磨料磨损

磨料磨损是由于材料表面与硬质颗粒（如岩石碎渣、砂粒等）相对滑动或冲击而产生的磨损。在锚杆机中，这种磨损形式主要发生在与岩石碎渣直接接触的部件上，如输送带、破碎腔等。当这些部件与岩石碎渣相对运动时，硬质颗粒会在部件表面产生切削和磨削作用，导致表面材料逐渐剥落和磨损。磨料磨损通常伴随着部件表面的划痕和坑洼现象，严重时会导致部件失效。

2.4 机械磨损

机械磨损是由于部件之间的相对运动而产生的磨损。在锚杆机中，这种磨损形式主要发生在旋转部件和滑动部件之间，如轴承、齿轮和链条等。当这些部件相对运动时，由于表面粗糙度、润滑不良或载荷不均等因素的影响，会产生摩擦和磨损。机械磨损通常伴随着部件表面的磨损痕迹和发热现象，严重时会导致部件失效或损坏。

三、锚杆机关键部件检修技术探讨

3.1检修前的准备工作

在进行锚杆机关键部件的检修之前，首先对设备的整体状况进行全面的检查。包括对设备的外观、结构、电气系统、液压系统等进行仔细检查，以了解设备的运行情况和存在的问题。初步判断哪些部件需要检修，并为后续的检修工作提供指导。

根据设备状况检查的结果，准备好所需的检修工具和材料。包括各种规格的螺丝刀、扳手、钳子、锤子等手动工具，以及万用表、示波器等电气测试工具。同时，准备一些常用的备件和替换件，如轴承、密封件、电气元件等。确保工具和材料的齐全和质量可靠，可以为检修工作的顺利进行提供保障。

3.2检修过程中的技术要点

在检修过程中，将需要检修的部件从锚杆机上拆卸下来。在拆卸过程中，注意保护部件的完整性和精度，避免造成二次损坏。拆卸完成后，对部件进行彻底的清洗，去除油污、尘土和杂质。清洗过程可以使用清洗剂、高压水枪等工具进行，确保部件表面的清洁度。

清洗完成后，对部件的磨损情况进行检查和评估。检查部件的表面磨损、裂纹、变形等情况，以及测量部件的尺寸和公差。了解部件的磨损程度和损坏情况，为后续的维修和更换提供依据。

根据部件的磨损情况和评估结果，对需要维修的部件进行维修，更换磨损的轴承、修复裂纹等。对于无法修复的部件，进行更换。在更换部件时，选择符合要求的备件，并按照操作规程进行更换。更换完成后，对部件进行必要的调整和测试，确保其性能和精度满足要求。

3.3检修后的性能评估

在检修完成后，对锚杆机进行性能测试。包括测试设备的钻进速度、注浆效果、张拉力度等关键性能指标。通过与检修前的性能进行比较，评估检修工作的效果。同时，对设备的各项功能进行测试，确保设备能够正常运行并满足使用要求。除了性能测试外，还需对锚杆机的安全性进行评估。检查设备的电气系统、液压系统是否安全可靠，以及设备的结构是否稳定牢固。确保设备在使用过程中不会对人员或工程造成安全隐患。

结论

锚杆机关键部件的磨损机理检修技术对于保障设备的正常运行和延长使用寿命至关重要。通过对磨损机理的深入探讨，可以更准确地识别关键部件的磨损原因，从而采取针对性的检修措施。结论而言，磨损机理的研究不仅提高了检修的效率和准确性，还促进了锚杆机技术的持续发展。未来，随着新材料和新技术的应用，锚杆机关键部件的磨损问题将得到更有效的解决，进一步提升设备的可靠性和安全性。

参考文献

[1]周换平,李凯,王旭东.锚杆机滑架磨损修复工艺研究[J].能源科技,2021,19(03):39-41.

[2]严通伟.气动锚杆钻机齿轮传动系统运动特性分析研究[J].机械管理开发,2021,36(07):94-96