減少煤礦機(jī)械磨損與日常維護(hù)的措施

郝鳳蓮

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600）

0 引言

對于煤礦機(jī)械來說，使用過程中的不斷磨損會造成零部件的失效與失靈，使零部件間的正常配合受破壞，機(jī)械運行性能降低。在煤礦機(jī)械發(fā)生故障的眾多原因中，磨損是最主要的原因之一。據(jù)統(tǒng)計，30%的綜采設(shè)備事故中，有90%是由機(jī)件失效引起，而其中又有80%是因磨損所致。當(dāng)同時出現(xiàn)維護(hù)與更新不及時，機(jī)械受破壞程度加深時，甚至?xí)l(fā)安全事故。因此，對煤礦機(jī)械進(jìn)行磨損規(guī)律研究，并制訂相關(guān)的日常維護(hù)制度，不僅關(guān)系到煤礦機(jī)械的運行效率，同時也關(guān)系到煤礦機(jī)械的運行安全。

1 煤礦機(jī)械磨損

1.1 磨損規(guī)律

對于煤礦機(jī)械磨損來說，是有規(guī)律可查的。一般來說，由于機(jī)械零部件所在部位與其職能的不同，所受到的磨損程度與磨損速度也是不同的。在對煤礦機(jī)械進(jìn)行磨損觀察時，應(yīng)重視軸承和軸均勻磨損時其配合間隙的變化［2］。總之，煤礦機(jī)械的磨損進(jìn)度可分為以下3個階段：

（1）初級階段。在這一階段，由于煤礦機(jī)械處于初運行階段，設(shè)備新，工作效率高，其磨損更大程度上應(yīng)該說是磨合期。反映到磨損速度上，就呈現(xiàn)出磨損速度快，時間跨度短，是所有煤礦機(jī)械進(jìn)入正式運行的必經(jīng)階段，不僅對設(shè)備沒有破壞，且其磨合的效果對煤礦機(jī)械的整體工作性能起著決定性作用，因此這一階段也稱“跑合”階段。在此階段內(nèi)，產(chǎn)生磨損的是新制機(jī)械零部件表面，表面凸峰被磨平，使其實際接觸面增大，在冷作硬化作用下提高其機(jī)械零部件的表面耐磨度。磨損速度由最開始的最大值逐漸降低，也就意味著其初級階段的結(jié)束。

（2）正常磨損階段，也叫自然磨損。這一階段的磨損屬于機(jī)械運行最佳狀態(tài)期，是機(jī)械平穩(wěn)運行中的正常現(xiàn)象。反映到其磨損速度上，就是磨損緩慢，磨損程度小而穩(wěn)定，時間長。一般來說，此階段是煤礦機(jī)械的正常運行階段。

（3）急劇磨損階段。這一階段磨損速度快，煤礦機(jī)械內(nèi)部零部件喪失了其應(yīng)有的精度與強(qiáng)度。機(jī)械設(shè)備在運行中反映為運行不穩(wěn)定，出現(xiàn)一定的事故概率?；陂L期磨損的積累作用，達(dá)到摩擦副工作性能的質(zhì)變點，造成動力沖擊載荷過載，機(jī)械零部件最先的表面性微小裂隙擴(kuò)散聯(lián)合形成脫粒、脫皮。在此情況下，潤滑油膜保護(hù)作用失效，且其磨損速度會在短時間內(nèi)急劇加快，磨損程度逼近峰值。

綜上所述，煤礦機(jī)械的磨損3階段所采用的維護(hù)手段與周期設(shè)置是不盡相同的。在機(jī)械維護(hù)與檢修過程中，應(yīng)針對不同的磨損情況進(jìn)行不同的維護(hù)，縮短初級磨損，延緩與保護(hù)正常磨損階段，采用盡可能的手段防止急劇磨損階段對于機(jī)械的破壞性作用，并做好相應(yīng)的后備機(jī)械措施。

1.2 影響煤礦機(jī)械磨損的因素

影響煤礦機(jī)械磨損的因素很多，摩擦力是主要因素，且其機(jī)械內(nèi)部零部件的加工制造精度、裝配質(zhì)量和加工工藝、零件材料、熱處理工藝、操作規(guī)范、潤滑油脂等都是影響煤礦機(jī)械磨損的因素。

1.2.1 摩擦力因素

煤礦機(jī)械磨損的主要因素取決于其機(jī)械內(nèi)部零部件所受到的摩擦力大小，而機(jī)械內(nèi)部零部件所受到的摩擦力大小直接受到其潤滑效果的影響。因此，潤滑效果的好壞直接決定了煤礦機(jī)械的使用壽命及其工作效率。所以，為了降低機(jī)械零部件間的機(jī)械磨損，就應(yīng)在機(jī)械零部件間建立起液體摩擦機(jī)制，即液體潤滑。也就是在存在實際接觸面的摩擦力處進(jìn)行潤滑，使其中間存在厚度為幾十微米的壓力油膜。利用壓力油膜將重物托起，使運行中的機(jī)械零部件浮在油膜表面，進(jìn)而達(dá)到分開兩金屬表面，大幅度降低摩擦因數(shù)，直接減少摩擦與磨損的目的。為達(dá)到此目的，首先在進(jìn)行液體潤滑時，需要為兩金屬表面預(yù)留適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙，其次在注入潤滑油時應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)壓力與流速下保證足量，且要保證軸承與軸間的加工精度與表面光潔度。因此，為了保證注油孔與油槽不對煤礦機(jī)械產(chǎn)生負(fù)面影響，設(shè)計時，注油孔與油槽應(yīng)放置在軸承運作區(qū)外。另外，由于機(jī)械實際運行時常開常關(guān)，切換頻率高，造成其負(fù)荷不穩(wěn)定，也就不能保證液體潤滑的穩(wěn)定性，從這一角度上來說，也會造成一定的磨損。

1.2.2 加工維護(hù)因素

對于零部件的加工來說，由于任何幾何形狀經(jīng)加工后，其精度再高也會存在實際形狀與理論形狀上的偏差，也就是存在不圓度、不平行度等此類形位公差。由于幾何形狀的誤差會造成零件表面載荷的分布不均，即當(dāng)表面載荷都集中于局部時，摩擦力因素也會相應(yīng)集中于一處，因此只有越高的表面光潔度才能保證越小的磨損。但也要注意，過高的光潔度會造成零部件間接觸面增大，分子引力上升，膠合磨損概率上升，所以，光潔度也應(yīng)維持在一個合理范圍內(nèi)。

其次，加工維護(hù)時，還應(yīng)保持零件間的合理間隙。過大的間隙會造成液體摩擦的弱化與失效，會阻止液體摩擦合理厚度的形成，易形成膠合磨損。在維護(hù)檢修時對于間隙間應(yīng)實時觀察與調(diào)整修復(fù)。

1.2.3 材料因素

如果煤礦機(jī)械內(nèi)部零部件材料本身不具備機(jī)械運行需要的相關(guān)性能，或者材料本身具有缺陷，其磨損概率也會加大。特別是對于10＃鋼制造的零部件來說，即使是低速運行也會形成強(qiáng)烈的膠合磨損。

1.2.4 潤滑因素

煤礦機(jī)械對于潤滑油的選擇有較嚴(yán)格的要求。黏度較小的潤滑油可以降低能量消耗，保證煤礦機(jī)械的安全運行。同時，對于高速輕負(fù)荷條件下工作的零件，也應(yīng)選用黏度較小的潤滑油。而對于沖擊負(fù)荷、往復(fù)運動與低速重負(fù)荷條件下運行的煤礦機(jī)械零部件，應(yīng)選用黏度大的潤滑油。另外，根據(jù)溫度要求，夏季應(yīng)用黏度大的潤滑油，考慮到凝固點，冬季應(yīng)用黏度小、凝固點低的潤滑油。

采煤機(jī)維護(hù)的好壞，很大程度上取決于潤滑情況的好壞。尤其是液壓牽引采煤機(jī)，有2／3的故障都是由于潤滑方面的原因造成的，所以必須高度重視采煤機(jī)的潤滑問題。

2 煤礦機(jī)械的日常維護(hù)

當(dāng)前煤礦機(jī)械已經(jīng)占去煤礦企業(yè)固定資產(chǎn)的60%，從這一比例上來說，提高煤礦機(jī)械的日常維護(hù)技術(shù)水平不僅關(guān)系到煤礦企業(yè)正常的生產(chǎn)運營，同時也直接影響到煤礦企業(yè)固定資產(chǎn)的保值，延長設(shè)備使用壽命，減少煤礦機(jī)械使用成本的重要問題。而且煤礦機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境惡劣、工作條件苛刻、工作時間長，導(dǎo)致了煤礦機(jī)械設(shè)備故障和事故的頻繁發(fā)生，其維修保養(yǎng)工作重要而又艱巨，所以研究煤礦機(jī)械的日常維護(hù)就愈加重要。

2.1 組建設(shè)備管理、操作和維修人員隊伍

企業(yè)要推行設(shè)備管理現(xiàn)代化，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，就一定要樹立以人為本的思想，充分認(rèn)識人員培訓(xùn)的重要性，并采用多種形式對設(shè)備管理、操作、維修人員進(jìn)行培訓(xùn)，要有計劃地培養(yǎng)一支適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)備管理的專業(yè)隊伍。

2.2 維護(hù)周期的設(shè)定

根據(jù)設(shè)備的自身性能與運行規(guī)律制訂相關(guān)的預(yù)防性檢修維護(hù)周期表，在計劃時間點內(nèi)進(jìn)行煤礦機(jī)械的日常檢修保養(yǎng)與維護(hù)，這種基于監(jiān)測技術(shù)下的維護(hù)檢修周期不僅可以實現(xiàn)對煤礦機(jī)械零部件的完全利用率，避免超前更換，同時也可以實現(xiàn)安全監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)隱患，保證煤礦機(jī)械的安全平穩(wěn)運行。

2.3 維護(hù)檢修計劃的編制

首先，在制訂針對煤礦機(jī)械的維護(hù)檢修制度時，應(yīng)根據(jù)《煤礦機(jī)電設(shè)備管理暫行規(guī)程》內(nèi)容進(jìn)行檢修內(nèi)容的布置。結(jié)合相關(guān)煤礦安全運行標(biāo)準(zhǔn)與煤礦機(jī)械安全操作規(guī)程，進(jìn)行定期檢修與維護(hù)的任務(wù)編制。

其次，分析煤礦機(jī)械以往設(shè)備維護(hù)記錄，總結(jié)停產(chǎn)檢修時所發(fā)現(xiàn)的問題，歸納出最優(yōu)化的維護(hù)檢修方案。同時，結(jié)合現(xiàn)場操作人員、維修人員、運行監(jiān)督管理人員提供的情況與資料，進(jìn)一步豐富與完善煤礦機(jī)械的檢修與維護(hù)內(nèi)容。

第三，分臺建立設(shè)備技術(shù)檔案。對煤礦機(jī)械的日常維護(hù)，應(yīng)根據(jù)不同設(shè)備進(jìn)行不同的分類維護(hù)。對于水泵、壓風(fēng)機(jī)等有備用的設(shè)備，采用檢修圖表進(jìn)行輪流檢修與維護(hù)。大型設(shè)備應(yīng)進(jìn)行以月為時間單位的大、中、小修任務(wù)編制。一般來說，在進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)工作時，應(yīng)盡量選擇在礦井放假停產(chǎn)時間段內(nèi)。

2.4 主動預(yù)防性維護(hù)技術(shù)的發(fā)展

我國一直以來采用的是事后維修與定期檢修制度，由于這類維修都是屬于生產(chǎn)停頓與機(jī)械故障后再進(jìn)行的修理與維護(hù)，不僅會給生產(chǎn)造成損失，同時由于事發(fā)突然，其準(zhǔn)備工作與時間要求緊，也會影響煤礦機(jī)械維護(hù)與修理的質(zhì)量，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。在設(shè)備工作時，及時監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)信息，并判斷設(shè)備的工作是否正常，這種檢測手段就是目前國內(nèi)外研究推廣的設(shè)備狀態(tài)維修（預(yù)知維修）。通過對機(jī)械進(jìn)行實時性設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控來決定其維修時間與任務(wù)布置，做到事故的提前解決與防控。如果監(jiān)測到設(shè)備工作出現(xiàn)異常，判斷出設(shè)備的故障點所在，就能指導(dǎo)維修人員進(jìn)行及時的維修，使停機(jī)時間和維修費用降到最低。

2.4.1 常見故障診斷與處理

為了達(dá)到有效的日常維護(hù)效果，設(shè)備診斷是相當(dāng)關(guān)鍵的，判斷故障的程序是聽、摸、看、量和綜合分析?！傲俊笔侵竿ㄟ^儀表測量，在目前的煤礦機(jī)械設(shè)備診斷中，主要是通過煤礦機(jī)械設(shè)備的振動頻率、溫度變化與峰值、噪聲情況等進(jìn)行其工作狀態(tài)的判斷。在此過程中，根據(jù)振動的特點可以得出其機(jī)械內(nèi)部運動零部件的工作配合程度，并結(jié)合溫度變化與噪聲頻譜等情況就可以得出檢修時的參考數(shù)據(jù)。對于煤礦機(jī)械內(nèi)部齒輪與軸承工作狀態(tài)診斷來說，可利用鐵鐠儀進(jìn)行潤滑油中金屬屑粒度的增量趨勢檢查以獲取參考數(shù)據(jù)。

2.4.2 無損探傷技術(shù)

目前的無損探傷技術(shù)已經(jīng)相對成熟，應(yīng)用較廣。其中對磁性材料的局部探傷可以采用磁粉進(jìn)行無損探傷，而對磁性長線材的探傷則可以采用滑流探傷技術(shù)，針對磁性與非磁性零部件的局部裂紋探傷則可以采用滲透法。在實際應(yīng)用中，通過無損探傷技術(shù)可以對絞車主軸進(jìn)行裂紋探傷，有效防止絞車突發(fā)性斷軸事故的發(fā)生。特別是在對高壓容器焊縫中的設(shè)備進(jìn)行診斷時，無損探傷應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯。同時，超聲探測與射線探傷對普遍性金屬部件的表面裂紋與內(nèi)部缺陷的設(shè)備診斷也相當(dāng)有效。

另外，隨著煤礦機(jī)械設(shè)備向大型化和自動化方面的發(fā)展，計算機(jī)的推廣應(yīng)用已成為企業(yè)提升煤礦機(jī)電設(shè)備管理水平與日常維護(hù)的重要手段，通過信息化手段合理安排維修計劃及相關(guān)資源與活動，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)的市場競爭力。

3 結(jié)語

綜上所述，通過對引起煤礦機(jī)械磨損摩擦因素的分析與闡述，制訂出有效的日常維護(hù)周期表，利用有效的設(shè)備診斷方法才能達(dá)到提高煤礦機(jī)械使用壽命，提高煤礦機(jī)械運行效率的目的。

［1］ 榮廣智.對煤礦機(jī)械設(shè)備維護(hù)的探討［J］.中國科技博覽，2012（20）：403.

［2］ 孫中巨，程洪飛.淺談煤礦機(jī)械磨損及減小煤礦機(jī)械磨損的方法［J］.山東煤炭科技，2013（1）：253，255.

［3］ 范利娟.淺談無損檢測技術(shù)在煤礦設(shè)備維修中的應(yīng)用［J］.科技信息，2012（36）：406.