煤礦機(jī)械磨損失效分析方法
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1機(jī)械磨損的分類
根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料，在煤礦生產(chǎn)過程中，液壓支架、輸送機(jī)和采煤機(jī)的事故率超過了30%。其中，由于機(jī)械磨損而導(dǎo)致機(jī)械失效的事故率達(dá)到了80%。在煤礦生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備的磨損失效狀況，分為五個種類：
（1）采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)損壞，失效部件為截齒和滾筒，失效的方式為磨損、摩擦；
（2）輸送裝置，失效的主要部件為輸送帶，失效方式為磨損；
（3）提升運(yùn)輸系統(tǒng)，失效的部件為鋼絲繩，失效方式為銹蝕、磨損兩種；
（4）動力傳遞件，失效的部件為齒輪，失效方式為磨損；
（5）液壓元件磨損失效，失效方式是磨損，摩擦；
（6）刮板輸送機(jī)磨損，失效的主要部位為刮板槽，失效方式為磨損；
（7）其他部件，包括連桿、曲軸、閥桿、活塞和鏈條、閥座等。
2機(jī)械磨損的原因
（1）采煤機(jī)與井下掘進(jìn)機(jī)的磨損
主要包括滾筒與截齒的磨損，在采掘過程中，因?yàn)榕c煤巖層直接摩擦，所以磨損是主要的失效形式。
（2）輸送裝置失效
由于當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化程度比較高，在煤礦開采中，輸送裝置發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，主要是輸送帶發(fā)揮著重要的作用。而輸送帶磨損的原因，包括以下幾個方面：①輸送帶由于跑偏而出現(xiàn)了局部磨損；②接觸式清掃器與輸送帶產(chǎn)生相對運(yùn)動導(dǎo)致磨損；③輸送帶與托輥之間出現(xiàn)了相對運(yùn)動，導(dǎo)致發(fā)生摩擦；④漏斗放煤及長物料，出現(xiàn)了沖擊摩擦。這些均是輸送裝置失效的原因，在檢修過程中需要特別注意，加以避免。
（3）鋼絲繩失效的原因
在煤礦生產(chǎn)中，鋼絲繩是提升運(yùn)輸系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，鋼絲繩出現(xiàn)磨損，主要包括兩個方面的原因：①鋼絲繩自身的原因，包括鋼絲繩的材質(zhì)問題、制造工藝問題，配套天輪尺寸不符合、彈性疲勞造成鋼絲繩的強(qiáng)度降低；②外部因素，礦井水為酸性或堿性，對鋼絲繩產(chǎn)生了腐蝕作用；因?yàn)楣芾砭S護(hù)不當(dāng)?shù)热藶樵颍瑢?dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)磨損、銹蝕等。這兩方面的原因是鋼絲繩壽命縮短的主要原因。
（4）齒輪磨損失效的原因
在煤礦機(jī)械中，齒輪作為動力遞件，在機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用。齒輪磨損失效，主要的原因包括以下幾個方面：齒輪傳遞功率較大、沖擊負(fù)荷過大、齒面接觸應(yīng)力比較高，作業(yè)環(huán)境中的粉塵危害等。
（5）液壓元件磨損失效的原因
在液壓元件中，對煤礦機(jī)械產(chǎn)生影響的主要是液壓泵與液壓馬達(dá)。由于液壓系統(tǒng)中的過濾器失效比較多，所以導(dǎo)致大量的顆粒污染物進(jìn)入到生產(chǎn)系統(tǒng)中，導(dǎo)致液壓元件在相對運(yùn)動的過程中，表面出現(xiàn)摩擦、磨損而發(fā)生泄漏，使得元件性能下降無法正常工作。
（6）刮板輸送機(jī)磨損的原因
在鏈條拖動刮板系統(tǒng)中，輸送的物料主要是在槽內(nèi)滑動，輸送物料的磨損和腐蝕是其主要的失效形式，也是煤礦機(jī)械中最容易出現(xiàn)的煤礦機(jī)械設(shè)備。而出現(xiàn)磨損較多的部件，包括中部槽、軸承、鏈條、減速箱中的齒輪和鏈輪等。
二煤礦機(jī)械的抗磨措施
1采用合理的生產(chǎn)工藝
在煤炭機(jī)械生產(chǎn)過程中，如零部件無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則在開采過程中，機(jī)械容易由于磨損而失效。這里的生產(chǎn)工藝是指冶煉、鑄造等工藝。在冶煉過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制成分、氣體量和夾雜物等，比如韌性、強(qiáng)度等，避免對設(shè)備部件的磨損性能產(chǎn)生影響。同時，鑄造工藝也會對部件磨損性能產(chǎn)生影響。因此，這就需要采用合理的生產(chǎn)工藝，比如表面淬火、堆焊及擠壓等。在刮板輸送機(jī)上，應(yīng)用堆焊方法，提高磨損性能。
2加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)煤礦機(jī)械
在惡劣的環(huán)境下作業(yè)，由于空氣中的水分含量較高，常見機(jī)械設(shè)備的磨損和腐蝕。因此，這就需要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。目前煤礦機(jī)械配件市場混亂，配件質(zhì)量參差不齊，所以這就要求根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，強(qiáng)化設(shè)備的管理，有效降低事故率，改善設(shè)備的使用壽命。
3掌握機(jī)械的磨損規(guī)律
機(jī)械設(shè)備的磨損原因是多方面的，但是經(jīng)過系統(tǒng)的分析，也能探索出一定的規(guī)律性。機(jī)件的磨損可分為三個階段：
（1）“跑合”階段，是指零件表面不平度，導(dǎo)致磨損的速度加快；
（2）“穩(wěn)定”階段，經(jīng)上一階段，機(jī)械的摩擦面變得較為光滑且有一定的硬化，所以在運(yùn)行時，摩擦面為液體摩擦狀態(tài)，磨損減緩；
（3）“急劇”階段，經(jīng)過前兩個階段，摩擦條件有了很大的改變，潤滑油也遭到較大的破壞，所以機(jī)械的性能大幅降低。因此，掌握了這一規(guī)律，就能降低設(shè)備的故障運(yùn)行。
4對易磨損部件進(jìn)行工藝處理
煤礦機(jī)械，特別是綜采綜掘設(shè)備，存在高強(qiáng)度、高磨損的工作特性，必須對設(shè)備的易損部件進(jìn)行專業(yè)的工業(yè)處理，包括對采煤機(jī)滾筒、截齒、掘進(jìn)機(jī)炮頭、截齒實(shí)施合金鋼堆焊，刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)槽實(shí)施耐磨材料板焊接，破碎機(jī)下底板安裝抗打增厚鋼板，掘進(jìn)機(jī)履帶進(jìn)行耐磨加厚處理、鋼絲繩、液管、支架立柱進(jìn)行包套等等。對易磨損部件進(jìn)行工藝處理可以有效地加強(qiáng)設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備損耗。例如同煤集團(tuán)某礦使用刮板機(jī)耐磨板焊接技術(shù)，延長中部槽使用壽命3個月以上，并使中部槽使用壽命增加1~2個周期，維修再制造成本只是購置新品的20~70%左右，按每日過煤量35000t來計(jì)算，使用此耐磨層后可延長刮板輸送機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)過煤量300多萬噸，從根本上解決了刮板機(jī)槽的維修再利用問題。
三結(jié)語
煤礦機(jī)械的作業(yè)環(huán)境比較惡劣，容易發(fā)生磨損，發(fā)生磨損后就會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。所以，煤礦企業(yè)必須高度重視煤礦機(jī)械的磨損失效分析及抗磨措施。在本文中，筆者結(jié)合自身的工作實(shí)際，從煤礦機(jī)械磨損的部位、失效的原因和抗磨措施等幾個方面，對該問題進(jìn)行了分析與總結(jié)，希望有助于提高煤礦機(jī)械的抗磨性能。
作者：宋昊婷 單位：大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司機(jī)電管理處
