矿山机械设备再制造技术探析

摘 要：矿山机械指的是一系列所有用于矿山的焙烧设备、筛分设备、破碎设备、提升设备、建井设备、磨矿设备、采掘设备等的总称，其特点是零件的划伤和腐蚀严重、应用环境较差、面广量大等。矿山机械设备再制造技术显得非常重要，以及具备非常大的潜力。

关键词：矿山；机械设备；再制造技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.046

0 引言

当今，一部分发达国家业已要求全部再制造矿山机械，且设立了有关的回收再制造制度，也就是矿山机械设备制造商务必全部地回收与再制造达到应用年限的产品，且在回收的过程中返还用户相应比重的费用。国内分析的再制造技术依旧处在初期，相比较于发达国家，当今从事矿山机械设备再制造的企业比较少，并且其再制造能力与规模都难以实现国内矿山机械产品再制造资源化的实际需要。随着再制造技术的发展，再加上政策扶持、企业参与及矿山重视，我国矿山机械再制造水平及规模将会得到较快的发展。

1 矿山机械设备的特点

作为采矿领域关键设备的矿山机械相比较于农业和工业生产机械，有着下面的一些特点：一是运行环境比较差。矿山机械设备的运行环境存在有害气体、水汽、粉尘等等。二是工况条件严格。大多数的矿山机械设备要求的工况条件是介质腐蚀、振动、重载、摩擦、冲击、高速等。三是工作时间较长。绝大部分的设备工作需要长时间、部分白天和黑夜的工作。四是润滑的条件比较差。因为工作的时间长、工况要求严格、环境较差等，这导致难以有效地维护与润滑机械设备零件。为此，矿山机械设备常常出现非常严重的腐蚀磨损现象，从而给企业带来非常大的经济损失，以及还会导致人身安全事故的出现。

2 矿山机械设备的一些再制造技术

2.1 表面损伤智能自修复技术

当前的矿山机械越来越智能化、高速化、大型化、自动化。一部分矿山机械如果出现故障，那么会造成事故，并且检修故障也会导致非常大的经济损失。而表面损伤智能自修复技术指的是在不解体与不停机的条件下，在应用矿山机械的时候可以自行地体会环境的改变，可以通过一种理想的方式响应自身的故障与时效现象，从而实现自身内部构造的持续调整，结合再生机制（原位反应或自生长）进行自愈，从而对一部分局部的破损进行修复。这样一来，可以实现减少故障与预防故障的效果，从而减少消耗的材料、节省能源、提升机械效率等。表面损失智能自修复技术重点涵盖矿物微粉摩擦磨损修复技术、微纳米摩擦损伤自修复技术、埋伏型自修复技术。

2.2 自动化再制造技术

为了跟再制造行业需要的自动化、批量化标准相符合，在实现生产效率提升的过程中应当使再制造产品的质量大大提升，而最为根本的一种技术是自动化再制造技术。当前，都在普遍地分析半自动化微弧等离子熔覆技术、自动化纳米颗粒复合电刷镀技术、自动化高速电弧喷涂技术等，并且越来越进步和发展，一部分技术在再制造企业中获得了一定程度的应用。

2.3 纳米再制造技术

纳米再制造技术的一个显著特点是再制造产品的性能与质量实超出或达到新品。因为纳米材料具备独特的构造，有着通常材料较难具备的优势特点，其有助于提升再制造产品的表面性能。分析证实，相比较于传统的再制造产品，纳米再制造产品大大地优化了抗热疲劳、耐磨、韧性、强度、热胀等等。有效地统一再制造表面工程技术跟纳米粉体，制备存在纳米构造的表面复合涂层，能够优化表面再制造的化学、物理特性，从而使其具备新功能，从而实现统一材料功能和表面改性的效果。在提出“纳米表面工程”思想的影响下，各分析单位也不断地分析激光熔覆纳米涂层技术、纳米热喷涂技术、纳米电刷镀技术等。

2.4 再制造工艺仿真技术

表面涂覆、表面处理、表面改性等是再制造经常应用的一些技术。在这一系列的工艺技术当中牵涉到的物理现象是声波、光波，而牵涉到的物理场是电流场、电磁场、应力场、速度场、应变场、温度场等。在材料的作用上，这一系列的物理场存在异样的加工工艺技术，像是变形、相变、扩散等。为此，实际上加工材料的过程是基于各种物理场的影响之下，材料的几何形状与微观组织构造持续改变的过程。再制造工艺仿真技术是立足于假设的简化，构建再制造工艺当中的一系列物理现象的模型，在分析或数值求解系统方程的基础上获得其基于时间的发展变化与重视的物理量。再制造工艺仿真技术是在模拟实际工艺过程的基础上，明确工艺过程中一系列工艺参数影响物理量的特点、关键物理量的变化规律等，进而优化与控制材料及其加工过程中的性能、组织构造、工艺技术、成分等。这涵盖优化与控制宏观物理量（温度、应变、变形、参与应力、应力等），也涵盖控制与预测材料的特性（晶格缺陷、晶粒度、晶体织构、相成分等）。

2.5 复合再制造技术

在不断发展单一再制造技术的过程中，全面地应用两种及其以上的再制造技术的复合再制造技术获得了长足的进步和发展。针对复合再制造技术来讲，能够划分为两种，一种是将各种再制造技术应用于各种修复范围之内，像是可以在复合再制造技术中首先应用激光熔覆恢复叶片的力学特性与几何大小，然后通过等离子喷涂的方式实现叶片表面性能的提升，这样能够确保再制造之后应用的叶片寿命大大延长。另外的一种是复合再制造技术本身，像是复合激光熔覆技术和热喷涂技术，热喷涂复合化学镀或电镀，以及化学气相与物理气相沉积一起注入离子等等。

3 结语

综上所述，基于不断发展的再制造技术影响下，以及随着受到矿山、企业、政府部门的重视和扶持，国内矿山机械再制造的规模和技术水平都会大大提升，这有助于矿山机械设备的可持续发展，以及使矿山机械循环经济的产业链条形成，从而使浪费资源与紧缺资源的问题缓解，以及使矿山机械设备污染环境的情况减少，不但减排节能，而且促进了矿山的和谐发展。

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作者简介：葛磊（1984-），男，本科，工程硕士，电气大修车间技术主管。endprint