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煤矿机械磨损失效分江西快3基本二码遗漏析方法
添加时间:2019-07-22

  摘要:随着我国经济的飞速发展,我国的煤炭能源勘探开采行业也得到了快速的发展,也为我国的经济发展打下了良好的物质基础。对于煤炭开采过程,煤矿机械的零部件不可避免地会受机械工作环境等因素的影响,导致出现严重的磨损。基于此,本文就提升煤炭机械的使用寿命和可靠性为研究目标,深入地探析了对煤矿机械的磨损失效形式,总结出一些常用的磨损失效分析方法, 并且针对磨损提出了一系列的抗磨措施。

  作者单位:(国家安全生产徐州劳动防护用品检测检验中心) (国家安全生产徐州劳动防护用品检测检验中心 江苏徐州 221006)

  煤矿机械作为煤炭开采中的中药工具,所以随着煤矿机械化程度的不断提升,煤矿机械设备磨损失效的问题也日益突出。在现实的操作中,一旦机械出现磨损将会给生产造成较大的影响,根据数据显示,我国每年因为煤矿机械的磨损失效而进行机械设备的更换价值高达10 亿元到20 亿元,不少进行煤炭开采的企业每一年在这方面花费的成本很高,此外,当进行机械设备的更换,必须会导致生产的暂时停滞,因更换造成的间接经济损失更是无法计算。

  由此可知,通过降低煤矿机械设备的磨损失效,控制其带来的影响,是能够提高煤矿安全生产,促进煤矿高产、高效的重要途径之一,这也是我们需要进一步深入研究的重要课题。

  据有关的数据显示,在进行煤矿的生产过程中,机械磨损失效率高达80%。而在煤矿生产过程中,不同的机械设备有不同的磨损失效部件,并且有着不同的失效方式。具体的机械磨损失效现象见表1。

  从表1的磨损失效种类和失效方式可以看出,造成煤矿机械主要部件失效的原因有磨损、摩擦、锈蚀等,其中磨损是造成机械磨损的主要原因。本文列举了几种损坏部件的情况,简要计算一个煤矿企业每年针对零部件的磨损需投入的费用。

  掘进机和采煤机有着相似的工作原理,所以两者的磨损失效情况比较接近,有数据显示,企业投入到因磨损造成采煤机、掘进机修理和更换材料的费用数值十分庞大。如某矿务集团( 160万t /a) ,每年投入到这方面的费用就高达90万元。而有数据显示,我国平均一年因采煤机、掘进机磨损失效而需投入的成本就多达27亿元。

  钢丝绳在提升运输中起着极为重要的作用,其失效形式主要有两种:一种为局部损伤,另一种为断面面积的损伤。特别是在摩擦式提升机中,往往会因为几根钢丝绳中有着不一致的张力,导致提升机在运行时出现往复窜动的情况,加速了钢丝绳的磨损。目前,我国用于矿井提升的钢丝绳大部分是选用进口产品,此类产品的价格很高,如购买一根长800 米、直径40毫米的钢丝绳,就需要花费12万元,但这样的钢丝绳,仅有115~ 210 a的寿命。据某矿务集团的耗材表显示,该集团每年需投入1360多万元用于购买钢丝绳。而全国每年钢丝绳的投入成本在14亿元左右。

  其实,其他机械设备的磨损率也是很高的,如通风机、压风机叶片和主轴磨损煤矿井下的运输钢轨的磨损、带式输送机的托架及托辊与输送带之间的磨损等。这些常见的煤矿机械磨损产生的经济损失也是不可估量的,不仅大大增加了企业的成本负担,如果没有及时判断磨损并且采取措施,还容易发生安全事故。

  根据数据统计,全国每年的煤矿机械因磨损而需要消耗大量的钢铁材料,这些钢铁材料折合成资金,其数额高达50亿元。

  因为煤矿机械的磨损过程与机制较为复杂,这里仅介绍一些一般性的分析方法与步骤。

  对出现磨损的机械设备进行分析,首先要找到相应的磨损零部件;然后对磨损零部件进行磨损失效分析的同时需要掌握该磨损零件的原始资料,进而能够了解零件的材料构成、加工工艺、结构特征和磨料特点;最后根据现场零件的受力情况、操作工况等确定其平均使用寿命与经济消耗。分析的同时需要记录零件损坏状态,拍照取证,并且将失效的样品进行妥善保管。

  大多的零件磨损的外表特征是直观可见的,可以通过肉眼进行仔细观察。然后对磨损部位进行拍照记录,必要时使用量具测量磨损位置的尺寸,记录磨损部位形状、磨损程度等。由于多数的煤矿机械为磨料磨损,所以具有较为明显的宏观特征,容易通过肉眼、放大镜等方式去观察。

  微观分析需用高倍显微仪器进行分析,主要观察一些在宏观下无法观察到的条痕、擦伤、犁沟、点蚀、剥落、裂纹、夹杂物等。可以使用磁粉探伤、超声波探伤等进行微观分析。

  设备磨损的过程中由于材料的磨损会产生磨屑,对磨屑的分析可以了解在磨损的过程中材料的失效机制和磨损的原因。因为机械、物理、化学等因素造成的磨损所产生的磨屑是不同的。由于煤矿机械设备工作的特性决定了设备磨损产生的铁屑必定会混入煤炭,这也给磨屑的收集带来一定的不便。针对这个问题,可以用磁性法或气动铁谱法进行收集。

  经过以上对磨损失效的分析,不难得出材料的性能和表面形态能够直接影响设备零件的磨损。所以具有高耐磨性和韧性的材料是作为零件的优选。其中材料的耐磨性受它的硬度及韧性的影响。材料的硬度越大则金属对其表面变形的抵抗能力越大,相反越小,但硬度过高的话又会使金属的脆性增加,从而易造成材料表面产生磨粒的剥落;材料的韧性越大则金属的耐磨性能越好,因为韧性大可以防止磨粒的产生,进而提高了材料的耐磨性能。除此之外,江西快3遗漏化学稳定性好的材料也可以减少腐蚀磨损;增加材料本身的孔隙度可以蓄积润滑剂,从而减少机械磨损,提高零件的耐磨性。不同的材料又有着不同的机械性能,相同的材料通过不同的热处理方式可使其机械性能得到改善。因此合理的选用材料和热处理方式对减少机械磨损是很有意义的。

  设备的结构设计也会影响磨损失效,而零件接触表面的特征是影响摩擦的主要因素。所以,对接触表面的光洁度、粗糙度进行适度的改善是降低机械设备磨损的主要方式。此外,还需对接触表面的几何形状、尺寸等进行合理的设计,以提高设备的寿命,有效减缓磨损的发生。一般机件经过车床的加工之后,机件的摩擦表面基本上得不到理想的几何形状,会留下切削工具的刀痕或砂轮磨削的痕迹而构成表面凹凸状的不平度。正常情况下,表面加工粗糙的,开始磨损相对较快。当磨合到一定的时间,凹凸的不平度大致磨合掉之后,磨损便慢慢的减慢下来,故表面加工精度的要求应根据零件工作的特点来选择,不要盲目追求过高的加工质量。大量的实验表明,表面过于光滑的零件却不一定有着更好的耐磨性能,这是因为在表面添加的润滑油不能形成均匀的油膜,造成两接触面容易发生黏结,不仅没有润滑作用,反而降低了其耐磨性能,甚至变坏。

  工作环也是磨损的影响因素,当环境中灰尘比较多,机械设备的表面很容易浸入空气中的灰尘颗粒、粉末和液体气泡等,这样会导致机械设备的加速磨损;此外,环境中的各种酸性、碱性或盐类等具有腐蚀性的化学物质也能够造成零件的氧化和腐蚀磨损。所以,在生产过程中,应该尽量避免混入类物质,尽量创造一个优良的工作环境。

  依据合理的工艺、合算的经济成本、可行的生产等原则,对设备进行合理维修,有效提高设备的寿命与安全行。在两摩擦表面定期定量的充以润滑油,可大大减小设备工作期间摩擦系数,从而降低了摩擦阻力,使机械磨损减低。故机器的运转有无润滑油以及正确选择润滑材料,合理制定润滑制度以及加强润滑管理都是很重要的,它对机器的使用寿命影响很大。因此,设立一个合理的维护保养制度,并且要求操作人员严格执行技术保养和使用操作规程,才可以有效提高机械设备的寿命与工作的可靠性。

  煤矿机械工作时产生磨损,是煤矿机械设备机械零件的主要失效形式,磨损的产生会使设备的可靠性严重降低,寿命缩短。根据分析磨损失效的具体机理,可通过合理选材、改进结构设计和表面几何特征、改善工况、合理进行维修保养等措施,有效的减缓磨损的产生,延长使用寿命,降低生产成本,提高企业效益。

  [2] 刘混举,白强,韩素媛,等.煤矿综采机械的失效分析与维修体制[J].煤矿机械,1997(2),10- 12.

  作者简介(张磊、1984年9月、男、汉族、江苏徐州、本科、国家安全生产徐州劳动防护用品检测检验中心、助理工程师、学士、机械工程及自动化)

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