煤礦機械磨損失效分析方法和抗磨措施

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摘要：

煤礦機械磨損對于生產效率、設備使用壽命都有一定負面影響，要做好機械磨損失效分析，采取對應抗磨舉措，最大限度地發揮機械設備使用效能。本文分析了煤礦機械磨損失效分析方法，并對機械磨損抗磨舉措進行了探討，希望能為煤礦機械的應用提供參考。

關鍵詞：煤礦機械；磨損失效；抗磨

礦山機械作為近年來應用較為廣泛的專業機械，由于使用環境惡劣因此磨損問題多發、高發，輕則影響機械使用效能，重則導致機械報廢，這對于做好節能降耗、提升企業經濟效益、發展循環經濟極為不利，因此，針對煤礦機械磨損失效問題進行分析并探討有效抗磨舉措，對于最大限度地利用煤礦機械設備效能、實現其服務價值有重要的現實意義。下面對煤礦機械設備磨損失效分析方法與抗磨措施進行探討。

1.煤礦機械磨損失效分析方法

由于煤礦機械本身主要應用于井下作業，因此井下濕度較大的環境與高PH值是導致磨損的主因，機械本身許多部位的金屬零件會因此發生化學反應，造成機械磨損、影響使用效能與年限，加快各部位零件的腐蝕速度。對煤礦機械磨損失效的分析可從宏觀、微觀、磨損表層與磨屑等方面入手。在對煤礦機械磨損失效進行分析之前，首先要對機械本身各部位的結構特征、零件構成、材質、制造工藝、使用壽命、損壞程度等進行全面了解，配合維修養護記錄做好后續失效工作分析。宏觀方面主要是對失效零件及其特征、功能、效用進行分析，明確該零件在機械整體工作中發揮的作用，對零件具體情況進行精確測量與記錄，要對零件磨損性質如表面磨損、表面劃痕、凹坑、腐蝕等進行初步判斷。微觀層面主要是應用各類專業設備如電子掃面顯微鏡、立體顯微鏡、光學顯微鏡等零件具體磨損情況與性質進行確定，找出各類肉眼不可見的磨損，并確定失效類型與應對方法。煤礦機械磨損失效的發生與零件磨損表層有密切關系，很多時候可在零件表層觀察到各類物理與化學性質變化，通過分析這些磨損痕跡可確定磨損根由與過程。一般而言，零件磨損部位主要會出現兩種變化，一種是金屬硬化導致零件冷卻硬化程度超過普通零件，這類磨損會嚴重影響零件表面金屬成分與組織狀態，影響零件本社工作狀態，通過分析磨損表層組織成分可為判斷磨損發生與性質提供有效參照，在找出失效原因時采取對應舉措。一種是機械零件本身會因為回火軟化與超細結晶等化學現象導致零件失效，這是由于局部過熱導致本身形態與化學性質受到影響，另外加上煤礦機械工作環境的變化與操作不當也會導致失效可能。分析零件磨屑能夠對物理作用下機械失效原因與過程進行還原，由于煤礦工作環境特殊性，因此一般收集磨屑主要采用氣動鐵鋪和磁性法，通過分析磨屑為抗磨工作提供支持。

2.煤礦機械磨損抗磨對策

煤礦機械設備的應用中要對設備負載加強控制，確保潤滑合理到位。煤礦機械工作載荷的大小、性質對機械損耗程度有重要影響，雖然各類設備型號、生產效益、傳動方式、材質不盡相同，但在煤礦生產中超負荷工作均會加劇零部件磨損，減少設備使用壽命，嚴重時甚至會對操作人員安全帶來威脅，因此要對機械超負荷工作進行嚴格控制，工作人員上崗前也要對設備操作技能進行考核與評估，減少操作失誤。潤滑作為重要的抗磨舉措，潤滑工作的合理性與準確性對于減少機械故障、延長機械設備使用壽命有重要影響，潤滑劑選擇要科學合理，潤滑部位要選對，要堅持長期潤滑，嚴格按照操作規章使用。對于煤礦機械設備要做好維修保養，定期對設備進行檢修與修復，尤其是對工作強度大且負荷較重的設備要制定專門保養計劃。要保持設備零件恒溫，做好定期檢修，減少煤礦灰塵等對設備的腐蝕與危害。機械工作時零部件本身受熱會導致材質與潤滑劑的變質導致失效，要定期檢查各零部件并保持恒溫，在設備投入生產前后做好檢修工作，及時排除不利因素，以提升生產效率、減少安全事故。要對煤礦灰塵與濕潤環境、PH值等導致磨損的不利因素加強控制，及時清除設備內外灰塵，對粘附在設備表面可能造成的腐蝕的化學介質及時進行清理，要結合設備維護手冊對各個部位做專門養護維修。要積極應用新技術修復磨損，比如目前最受關注的激光切割熔覆修復技術，這種技術利用高功率激光束通過光學元件聚焦得到了極高的能量密度，將表面瞬間融化，合成致密覆蓋層，材料表面生成具有高硬度、耐磨損、耐腐蝕、熱障礙等性能的功能層，從而達到修復目的。與傳統修復方法相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等諸多優勢，是目前高損耗的煤礦機械設備修復的首選方法。激光熔覆技術在被激光修復的零部件位置產生的變形小，加工過程中也僅僅只是表面上融化，零件變化小、熱力影響小，可實現大基體與覆蓋材料完美結合，同時修復后無氣孔和疏松裂紋等情況，完美克服了傳統技術上覆蓋工藝上的缺陷，適用于多種機械零部件的設計配置與修復應用，是一種節約技術材料、磨損修復快與效果好的新技術。比如煤礦機械中采煤機、掘進機截齒、綜采液壓支架不銹鋼立柱、刮板機、齒輪傳動箱等失效零件應用激光熔覆技術進行修復再制造，可使其平均使用壽命得到大幅提高。激光熔覆技術結合磨損修復設計規劃與激光技術對機械設備進行抗磨修復，不僅可以節約能源與資源降低能耗，同時減少環境污染符合環保發展主流，是未來煤礦機械設備的必然選擇。

3.結束語

綜上所述，煤礦機械磨損失效分析要從宏觀層面延伸到微觀層面，以提升機械抗磨性能為目標做好生產規劃與新技術的應用，解決煤礦機械磨損帶來的諸多問題，提升機械使用效率、延長設備使用壽命，為煤礦生產工作的順利完成提供有力支持。

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作者：楊占 單位：準格爾旗云飛礦業有限責任公司