煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施

2014-12-24李正国

山东工业技术 2014年21期

李正国

（吉林省通化市五道江镇政府,吉林通化 134007）

据有关部门统计，我国的煤炭行业每年因机械磨损失效而需要补充的设备件就达到了16-20万吨，其价值大约在10-20亿元。另外，由于机械设备磨损失效导致的停机、停产造成的间接经济损失更是无法统计。加之我国煤矿机械设计、制造、使用和维护过程中由于受传统习惯和技术的影响，导致当今国内外先进的抗磨技术和抗磨材料没有及时地应用到煤矿机械的设计和制造上，使得我国煤矿机械磨损失效率较高，这对我国的煤矿业发展是极为不利的，当务之急是要找到煤矿机械磨损失效的分析方法，并不断提高煤矿机械的抗磨性。

1 煤矿机械磨损失效分析方法

众所周知，煤矿机械的工作环境复杂多变、十分恶劣，所以在进行机械磨损分析的时候，可以通过宏观和微观、磨损表层以及对机械失效的部位进行观察和数据采集进行分析，以获取煤矿机械磨损失效的因素。

1.1 一般资料分析

通常来说，我们在对煤矿机械磨损零件进行失效分析前，需要首先确定该机械所有零件在整套生产系统中的基本资料，比如各个零件的作用、结构特征、材质、受力情况、制造工艺和平均寿命等，并且要对磨损失效零件的损坏程度做好详细的记录，保存好失效零件的样本，以备下一步分析之用。

1.2 宏观与微观分析

对煤矿机械磨损失效零件的宏观分析主要是观察其外表的主要特征，对失效特征有代表性的零件要拍照片做记录，必要时要精确测量并记录零件磨损部位的尺寸大小。通常来说，煤矿机械磨损失效基本都是零件的表面磨损、表面划痕或者凹坑等，这些情况的宏观特征十分明显，很容易就能够发现。对于磨损失效零件的微观分析则需要在实验室中使用高倍显微镜进行观察，比如电子扫面显微镜、立体显微镜、光学显微镜等，它能够找出人们肉眼无法观察到的擦伤、条痕和裂纹等，从而为煤矿企业确定机械设备磨损失效的类型提供依据和参考。

1.3 磨损表层分析

如果煤矿零件出现了磨损失效的情况，那么我们在磨损的零件表层可以看到一层很厚的金属发生了变化，这可以为研究零件磨损发生的过程提供参考。往往零件在磨损的过程中，其磨损部位的表层会出现两种变化，一种是会有一层厚厚的金属出现并变形硬化，这种变形的硬化程度比一般的冷却硬化程度更强烈，容易导致零件表面的组织状态以及金属成分出现严重变化，最终造成零件当前的状态与原始状态出现很大差异。此时我们只要分析零件当前表面的组织成分就可以为机械零件磨损的发生过程指明方向，从而最终找到机械零件磨损失效的原因；第二种是机械零件会出现回火软化和超细结晶的现象，这两种现象的产生都是由于机械零件在工作运行的过程中其局部发热产生的，由于摩擦产生热量导致零件的温度持续升高，另外加上一些外部因素的综合作用使零件的性能最终发生重大变化，进而使零件失效。

1.4 磨屑分析

磨屑分析主要是针对煤矿机械零部件在磨损过程中被去除的磨屑，这种分析方式可以综合反映各种机械在物理作用下失效的原因。因为受到煤矿工作环境的影响和工作条件的限制，我们在收集碎屑时存在很大困难，此时采用气动铁铺和磁性法进行收集的效果最佳。

2 煤矿机械磨损失效的抗磨措施

2.1 改善煤矿机械的设计结构

煤矿机械磨损失效的情况在我国煤炭企业中十分普遍，特别是近几年由于我国煤炭需求量越来越大，煤矿机械磨损的情况愈加严重，这实质上是由于煤矿机械的设计结构存在较大的不足造成的。所以，当前要想彻底减少或避免煤矿机械磨损失效现象发生就必须加大对煤矿机械设备的研究力度，进一步完善煤矿机械设备的设计结构，这要求我们的设计人员始终坚持一切从实际出发，结合生产现场的实际情况，充分考虑磨损零件与零件之间的接触关系。

2.2 要选择最优质的生产材料

煤矿机械设备材料的选择对煤矿机械后期的使用寿命影响极大，所以我们在选择设备材料时不能掉以轻心，必须综合考虑它的适用性、经济性和耐用性等，当前我国的多数煤矿企业在耐磨零件的选择上都采用了低碳锰钢，它的耐磨性能较好，而且随着现代生产技术的进步，零件生产材料的种类也越来越多，这为提高煤矿机械零件的抗磨性提供了坚实的基础。所以为了减少机械零件的磨损失效，我们在生产时要尽量选择最优质的材料，这样才有限提高机械零件的耐磨性。

2.3 采用先进生产技术和工艺

煤矿机械零部件的生产技术和工艺是提高机械抗磨性的关键，因此把好机械生产技术关显得尤为重要。我们知道，在零部件生产过程中要经过冶炼、锻造、冷却等多道工序，任何一个环节不到位都可能会影响整个机械的制造质量，所以必须采用先进的生产技术和生产工艺，确保煤矿机械的质量最佳。当前，我们除了应用自身的技术外，还可以从国外借鉴或引进一些先进的技术。