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煤礦機(jī)械磨損失效和抗磨措施

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煤礦機(jī)械磨損失效和抗磨措施

摘要:因為我國煤炭儲藏主要為深層儲藏,井下作業(yè)環(huán)境十分惡劣、復(fù)雜,加快了礦井煤礦機(jī)械設(shè)備的磨損,甚至造成磨損失效,阻礙了我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,所以有必要深入探討煤礦機(jī)械磨損失效方法以及抗磨措施。

關(guān)鍵詞:煤礦機(jī)械;抗磨;磨損失效

煤礦機(jī)械工作環(huán)境較差,加劇了煤礦機(jī)械的磨損程度。煤礦企業(yè)因為機(jī)械磨損造成的損失無法計量。不僅有工作環(huán)境導(dǎo)致的機(jī)械磨損,還與我國和煤礦機(jī)械設(shè)計技術(shù)水平以及機(jī)械后續(xù)維修技術(shù)較為滯后有關(guān),機(jī)械抗磨技術(shù)上不完善,導(dǎo)致機(jī)械使用壽命較短。如何減少機(jī)械磨損,提高機(jī)械使用壽命,是煤礦機(jī)械設(shè)計中應(yīng)注意的問題,還有研究抗磨措施,提高機(jī)械使用效率,實現(xiàn)煤礦產(chǎn)量的提高,減少煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失等問題。

1機(jī)械磨損失效的分析方法

為保證煤礦開采作業(yè)的安全性,需要在某一固定時間展開煤礦機(jī)械磨損失效分析,以排除隱患。

1.1機(jī)械資料分析法

機(jī)械設(shè)備資料分析法主要是立足于機(jī)械設(shè)備在運行中各個部件在系統(tǒng)中的原理和資料,對各個部件展開失效分析,主要詳細(xì)記錄和研究各個零部件的制作工藝、受力情況、材質(zhì)、特征、作用和功能等情況。此外,在評估好磨損失效的設(shè)備零部件后,要做好記錄和保存,以便以隨時分析和調(diào)閱。

1.2失效零件的宏觀和微觀分析

宏觀分析磨損失效零件指的是觀察外表的特征,通過拍攝記錄失效特征極其典型的零件,如實記錄和準(zhǔn)確測量零件磨損部位,結(jié)合經(jīng)驗進(jìn)行分析。磨損部位大多數(shù)只是表面劃痕、凹坑和磨損等,這種宏觀特征十分顯著,分析人員很容易就能看到。微觀分析磨損失效零件指的是借助光學(xué)顯微鏡、立體顯微鏡以及電子掃面顯微鏡進(jìn)行觀察,并發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜物、條痕等,記錄好零件表面微觀磨損失效,以確定機(jī)械設(shè)備磨損失效的類型,并方便以后更好地選擇零件材料。

1.3磨屑分析

磨削分析指的是分析煤礦機(jī)械零部件在磨損過程中的磨屑,分析機(jī)械失效的原因。由于煤礦工作受周圍環(huán)境影響較大,且因工作條件的原因,難以搜集碎屑。而采用氣動鐵輔以及磁性法來收集,效果極佳。

1.4煤礦機(jī)械磨損表層和亞表層分析法

零件發(fā)生磨損,在煤礦機(jī)械磨損零件表層若是發(fā)現(xiàn)一層很厚的金屬顏色變化,采用表層分析法可知,產(chǎn)生的變化主要有兩種,一是金屬結(jié)構(gòu)變形硬化,造成零件表層組織和成分改變,導(dǎo)致形態(tài)變化。其次,發(fā)生超細(xì)結(jié)晶和火軟化現(xiàn)象,因為摩擦和運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高溫狀態(tài)改變物質(zhì)結(jié)構(gòu),促使零件失效。煤礦機(jī)械亞表面磨損主要是在金屬層表面下,而金屬層在磨損的過程中的變化規(guī)律和軌跡,也可作為煤礦機(jī)械磨損的研究依據(jù)。煤礦機(jī)械磨損時,磨損表面和亞表層的變化有:第一,在金屬層上材料的變化,在機(jī)械運轉(zhuǎn)時,溫度的改變會促使煤礦機(jī)械硬度的改變,硬度的變化會導(dǎo)致煤礦機(jī)械磨損表面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,通過觀察金屬層的變化,推斷出摩擦引發(fā)的磨損情況。煤礦機(jī)械操作磨損的過程中引發(fā)的高溫改變了金屬層的功能。第二,檢查磨損的亞表面。第三,在磨損位置形成的裂紋,影響了煤礦機(jī)械的磨損,不同的零部件也會造成不同的磨損失效,研究各種部件的磨損模式可得到有效的分析數(shù)據(jù)。

2機(jī)械磨損失效的抗磨措施

2.1選擇最佳的生產(chǎn)材料

生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備使用的材料影響設(shè)備的使用壽命。因此需要在選擇材料時要全面考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性。很多煤礦企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備在選擇耐磨零件的時候傾向于低碳錳鋼。相較于普通的鋼來說,這種鋼的耐磨性能更好,同時隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)以及工藝的迅速發(fā)展,能夠選擇的材料增多,使得煤礦機(jī)械零件所具備的抗磨性以及抗腐性得到了提升,為降低磨損,應(yīng)合理選擇材料,提高零件耐磨性和壽命。

2.2改善煤礦機(jī)械的設(shè)計結(jié)構(gòu)

煤炭生產(chǎn)中的機(jī)械磨損失效問題普遍,尤其是近年來因為煤炭產(chǎn)量不斷增加,這一問題日益凸顯,這一問題與煤礦機(jī)械設(shè)計結(jié)構(gòu)存在諸多問題有關(guān)。因此,應(yīng)增加煤礦機(jī)械的研究來不斷完善煤礦機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)。

2.3合理選擇生產(chǎn)工藝

先進(jìn)的生產(chǎn)工藝能夠有效延長煤礦機(jī)械零部件的實際使用壽命。生產(chǎn)工藝主要包括熱處理、冷加工、冶煉和鑄造等。鑄造質(zhì)量與零件的耐磨性密切相關(guān),冶煉的成分和材料的韌性、強(qiáng)度等性能息息相關(guān),熱處理和冷加工和材料的最終組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系極為密切。為了促進(jìn)零件抗磨性的提高,一般會運用強(qiáng)化摩擦體表面的抗磨技術(shù)和工藝,如噴丸、滲硫、碳硫共滲、復(fù)合鍍、擠壓、沉積、表面噴涂、表面堆焊、表面淬火等。

2.4加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)管理工作

煤礦機(jī)械工作環(huán)境十分惡劣,空氣中多伴有粉塵水汽等物質(zhì),同時環(huán)境十分潮濕。為延長機(jī)械的使用壽命,就必須在日常工作中加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng),禁止所有不規(guī)范的操作流程。此外,還要選擇某一固定時間檢測機(jī)械設(shè)備,第一時間更換損耗過重的機(jī)械部件,徹底清除安全隱患,保證井下作業(yè)的安全。在機(jī)械設(shè)備的操作過程中要嚴(yán)格遵循適度原則,盡可能防止發(fā)生超載和超速的現(xiàn)象,有效預(yù)防由于過度使用導(dǎo)致的機(jī)械損耗,提高機(jī)械設(shè)備使用效率。

3結(jié)語

綜上所述,煤炭資源屬于我國最為重要的能源產(chǎn)業(yè)之一,與我國經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系極其緊密。因此,為了能夠推動煤礦行業(yè)效率以及產(chǎn)量的提升,應(yīng)以煤礦機(jī)械為切入點,積極探究煤礦機(jī)械抗磨性問題,以降低由于煤礦機(jī)械磨損而造成的經(jīng)濟(jì)損失。其次,還應(yīng)加強(qiáng)維修保養(yǎng)工作,以保證機(jī)械設(shè)備處于正常狀態(tài),促進(jìn)煤礦企業(yè)良好運行。

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作者:陳瑞杰 單位:潞安環(huán)能股份有限公司常村煤礦

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