煤礦機械磨損失效分析方法和抗磨措施

李正國

（吉林省通化市五道江鎮(zhèn)政府,吉林 通化 134007）

據(jù)有關部門統(tǒng)計，我國的煤炭行業(yè)每年因機械磨損失效而需要補充的設備件就達到了16-20萬噸，其價值大約在10-20億元。另外，由于機械設備磨損失效導致的停機、停產(chǎn)造成的間接經(jīng)濟損失更是無法統(tǒng)計。加之我國煤礦機械設計、制造、使用和維護過程中由于受傳統(tǒng)習慣和技術(shù)的影響，導致當今國內(nèi)外先進的抗磨技術(shù)和抗磨材料沒有及時地應用到煤礦機械的設計和制造上，使得我國煤礦機械磨損失效率較高，這對我國的煤礦業(yè)發(fā)展是極為不利的，當務之急是要找到煤礦機械磨損失效的分析方法，并不斷提高煤礦機械的抗磨性。

1 煤礦機械磨損失效分析方法

眾所周知，煤礦機械的工作環(huán)境復雜多變、十分惡劣，所以在進行機械磨損分析的時候，可以通過宏觀和微觀、磨損表層以及對機械失效的部位進行觀察和數(shù)據(jù)采集進行分析，以獲取煤礦機械磨損失效的因素。

1.1 一般資料分析

通常來說，我們在對煤礦機械磨損零件進行失效分析前，需要首先確定該機械所有零件在整套生產(chǎn)系統(tǒng)中的基本資料，比如各個零件的作用、結(jié)構(gòu)特征、材質(zhì)、受力情況、制造工藝和平均壽命等，并且要對磨損失效零件的損壞程度做好詳細的記錄，保存好失效零件的樣本，以備下一步分析之用。

1.2 宏觀與微觀分析

對煤礦機械磨損失效零件的宏觀分析主要是觀察其外表的主要特征，對失效特征有代表性的零件要拍照片做記錄，必要時要精確測量并記錄零件磨損部位的尺寸大小。通常來說，煤礦機械磨損失效基本都是零件的表面磨損、表面劃痕或者凹坑等，這些情況的宏觀特征十分明顯，很容易就能夠發(fā)現(xiàn)。對于磨損失效零件的微觀分析則需要在實驗室中使用高倍顯微鏡進行觀察，比如電子掃面顯微鏡、立體顯微鏡、光學顯微鏡等，它能夠找出人們?nèi)庋蹮o法觀察到的擦傷、條痕和裂紋等，從而為煤礦企業(yè)確定機械設備磨損失效的類型提供依據(jù)和參考。

1.3 磨損表層分析

如果煤礦零件出現(xiàn)了磨損失效的情況，那么我們在磨損的零件表層可以看到一層很厚的金屬發(fā)生了變化，這可以為研究零件磨損發(fā)生的過程提供參考。往往零件在磨損的過程中，其磨損部位的表層會出現(xiàn)兩種變化，一種是會有一層厚厚的金屬出現(xiàn)并變形硬化，這種變形的硬化程度比一般的冷卻硬化程度更強烈，容易導致零件表面的組織狀態(tài)以及金屬成分出現(xiàn)嚴重變化，最終造成零件當前的狀態(tài)與原始狀態(tài)出現(xiàn)很大差異。此時我們只要分析零件當前表面的組織成分就可以為機械零件磨損的發(fā)生過程指明方向，從而最終找到機械零件磨損失效的原因；第二種是機械零件會出現(xiàn)回火軟化和超細結(jié)晶的現(xiàn)象，這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生都是由于機械零件在工作運行的過程中其局部發(fā)熱產(chǎn)生的，由于摩擦產(chǎn)生熱量導致零件的溫度持續(xù)升高，另外加上一些外部因素的綜合作用使零件的性能最終發(fā)生重大變化，進而使零件失效。

1.4 磨屑分析

磨屑分析主要是針對煤礦機械零部件在磨損過程中被去除的磨屑，這種分析方式可以綜合反映各種機械在物理作用下失效的原因。因為受到煤礦工作環(huán)境的影響和工作條件的限制，我們在收集碎屑時存在很大困難，此時采用氣動鐵鋪和磁性法進行收集的效果最佳。

2 煤礦機械磨損失效的抗磨措施

2.1 改善煤礦機械的設計結(jié)構(gòu)

煤礦機械磨損失效的情況在我國煤炭企業(yè)中十分普遍，特別是近幾年由于我國煤炭需求量越來越大，煤礦機械磨損的情況愈加嚴重，這實質(zhì)上是由于煤礦機械的設計結(jié)構(gòu)存在較大的不足造成的。所以，當前要想徹底減少或避免煤礦機械磨損失效現(xiàn)象發(fā)生就必須加大對煤礦機械設備的研究力度，進一步完善煤礦機械設備的設計結(jié)構(gòu)，這要求我們的設計人員始終堅持一切從實際出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，充分考慮磨損零件與零件之間的接觸關系。

2.2 要選擇最優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)材料

煤礦機械設備材料的選擇對煤礦機械后期的使用壽命影響極大，所以我們在選擇設備材料時不能掉以輕心，必須綜合考慮它的適用性、經(jīng)濟性和耐用性等，當前我國的多數(shù)煤礦企業(yè)在耐磨零件的選擇上都采用了低碳錳鋼，它的耐磨性能較好，而且隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的進步，零件生產(chǎn)材料的種類也越來越多，這為提高煤礦機械零件的抗磨性提供了堅實的基礎。所以為了減少機械零件的磨損失效，我們在生產(chǎn)時要盡量選擇最優(yōu)質(zhì)的材料，這樣才有限提高機械零件的耐磨性。

2.3 采用先進生產(chǎn)技術(shù)和工藝

煤礦機械零部件的生產(chǎn)技術(shù)和工藝是提高機械抗磨性的關鍵，因此把好機械生產(chǎn)技術(shù)關顯得尤為重要。我們知道，在零部件生產(chǎn)過程中要經(jīng)過冶煉、鍛造、冷卻等多道工序，任何一個環(huán)節(jié)不到位都可能會影響整個機械的制造質(zhì)量，所以必須采用先進的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝，確保煤礦機械的質(zhì)量最佳。當前，我們除了應用自身的技術(shù)外，還可以從國外借鑒或引進一些先進的技術(shù)。

2.4 要做好機械的維修管理工作

延長煤礦機械設備壽命的重要手段之一就是做好機械設備的日常維修和管理工作。煤礦機械的維修管理工作十分漫長、枯燥，但是它對機械設備的正常運行具有十分重要的作用。做好維修管理工作不僅能夠有效解決煤礦機械的磨損失效問題，還能起到一定的預防作用，這對當前的煤礦企業(yè)來說顯得十分必要。

3 結(jié)束語

總之，煤炭資源是我國的重要能源產(chǎn)業(yè)，關系到我國國民經(jīng)濟的增長。所以，要確保煤礦行業(yè)的高產(chǎn)高效，就要從煤礦機械入手，加大對煤礦機械抗磨性的研究力度，從而減少煤礦機械磨損造成的經(jīng)濟損失。除此之外，還要做好機械維護、維修工作，以確保所有煤礦機械設備在良好的狀態(tài)下運行，確保煤礦企業(yè)健康、穩(wěn)定、快速地發(fā)展。

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