矿井机械设备磨损问题及对策

2021-11-23陶有奇

商品与质量 2021年31期

陶有奇

中煤新集刘庄煤矿东区固定队安徽阜阳 236000

煤炭行业作为矿井机械设备较为集中的行业，矿井机械设备工作效能直接影响到煤企生产效率与安全。从当前矿井机械设备使用情况来看，由于受到日常负载较大、维修保养不及时等多种因素的影响，矿井机械设备出现了明显的磨损问题，增加了设备出现故障的概率，也带来了一定的安全风险。本文对矿井机械设备磨损失效类别及特征进行了分析，研究了其中的影响因素，并结合矿井机械设备磨损实际情况，提出了解决设备磨损的相关措施，可供相关人员参考。

1 矿井机械密封分类

矿井机械密封主要指的是旋转矿井机械中的一种轴封设备，例如：压缩机、离心机、反应釜与离心泵等多种设施，其中轴封的部分通常所应用的都是矿井机械密封。而且由于矿井机械密封这种设施所接触的全是具有毒性或腐蚀性的介质，一旦矿井机械密封出现磨损故障的话就会造成较为严重的影响，另外在对其展开维修的过程中，矿井机械密封主要使用环形零件操作困难；在没有针对磨损故障的主要原因展开分析的话，就会大幅度增加机泵的返修概率，从而严重的影响到相关设备的稳定生产，因此，以下针对矿井机械密封的磨损故障进行了全面分析。在矿井机械密封中主要由两个部件所组成，分别是密封头与密封座，其中的密封头主要指的是自身具备一定程度的弹性元件，能够将主密封环的作轴朝向配对密封环的方向位移的部件，而密封座主要指的就是自身不具备一定程度的弹性元件，属于配对密封环的组成部件。如果根据安装密封头的具体位置划分的话，能够将矿井机械密封划分成内装式与外装式两种；如果是根据矿井机械密封中具备一定弹性的元件结构与分布位置划分的话，能够将其划分成单/多弹簧，波纹管与膜片等；如果根据密封头与面的实际数量，能够将其划分成单/双端面两种；如果是根据矿井机械密封的端面中介质的压力卸荷划分的话，能够将其划分成平衡与非平衡两种。能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的为平衡式，不能卸荷的为非平衡式[1]。

2 矿井机械设备磨损问题

2.1 加工制造问题

表面加工精度。宏观的几何形状精度是在加工之后和原有理论形状的偏差，也就是零件的加工精度。其有很多个项目，首先比如说椭圆度、不平行度等。表面的载荷分布情况也有着较为重要的影响，如果其载荷总是其中某一个点就可能会导致这个区域的局部磨损非常大而造成一定的问题。表面光洁度也是非常关键的一个指标，一般来说对于相同在载荷的物体来说其光洁度越高，磨损就越小，但是，超出了较为合理的范围就可能会导致磨损量进一步提升，使得因为光洁度如果过高的话，就可能会使得接触面扩大，使得分子间的引力大大加强，造成了较为严重的磨损，产生了其他类型的磨损，比如胶合磨损等。零件配合度。零件的配合度也是非常关键的一个问题，零件的配合间隙对于零件的实际磨损来说就是较大的影响，一般来说两个部件之间的间隙不能够过大，也不能够过小。如果零件的装配间隙较小的话，就可能会使得液体的摩擦无法形成而造成较为严重的胶合磨损，如果两个零件的间隙过大的话，同样也可能会导致其液体摩擦效果无法形成，因此我们要对其进行改进，使得一些间隙在一个较为合理的范围内，这样才能够有效的对于零件的磨损进行降低。

2.2 润滑油因素

通常情况下，在确保矿井机械能够正常运行的情况下，应当选择使用粘性较好的润滑油，对于降低磨损量较为明显，在矿井机械设备高速转动的过程中，对于矿井机械设备负荷进行全程监测，若处于轻负荷状态，则选择的润滑油粘度应当小，若负荷增加，则选择的润滑油粘度应当随之增加。特别是在冬季工作过程中，应当选择凝固点较小的润滑油，夏季则选择粘度较大的润滑油。若零部件在使用的过程中，受到的冲击载荷相对较大，则润滑油应当粘度较大，同时，若工作环境温度较高，选择的润滑油的粘度也应当较高[2]。

2.3 密封面的实际宽度大于摩擦痕迹

造成这类故障的主要原因有以下几种：第一，静环的密封面不够平整。这种状况主要是因为密封面的内部边缘处存有连续接触的印记，从而逐渐衍变成收敛类型的缝隙，在对这种类型的密封展开检查时，通常无法检测出其他类型的磨损故障，但在实际运行过程中的泄漏量非常大，有很多人都认定摩擦的实际痕迹开始变窄之后，密封的实际面积就会逐渐减小，其中的比压也会逐渐增加，这样就不会再次出现泄漏现象，但事实却完全相反，在密封面的内缘开始有所接触时，整个缝隙的性状为收敛型，不仅会将整个密封面的平整有所破坏，也会大幅度增加液膜的实际压力，从而把密封面逐渐推开导致其不能正常展开稳定运转。这种故障还有第二种状况就是外缘存有接触印记，主要指的就是摩擦的痕迹内径比静环的密封面内径大，从而导致密封面的缝隙为喇叭形，这种性状是因为液膜中的实际压力逐渐降低，导致其中的比压逐渐开始上涨，严重的增加了磨损的实际状况，这样就会发生沟纹现象，最终将泄漏的实际量份增加，导致其无法稳定的进行运行。第二动环的密封面不够平整。这种状况主要是因为在动环的端面中摩擦的实际痕迹不够连续，或者是局部有点或圆的形状接触。为了能够有效将这类故障解决，就需要针对静环与动环平面的平整度展开检查，如果出现与相关的标准要求不符的部分就需要对其展开继续研磨，直到其符合相关的标准要求为止。另外，为了能够预防密封面出现变形现象，在静环的密封圈中一定要掌控过盈值的实际大小，以此来有效预防静环出现变形，如果需要在高温的状态下展开密封时，一定要通过冷却或冲刷等有效措施，从而在真正意义上降低密封自身在温度上的差别[3]。

3 设备磨损的解决方案

3.1 结构设计解决方案

磨损失效受到矿井机械结构的影响是非常大的，包括其结构和零件的形状尺寸等，因此要根据磨损物体的具体状态来对其进行选择，比如耐磨衬板，存在很多减重孔，其容易产生开裂这种情况，将其改为椭圆形的孔而不是正方形的就可以使得其耐磨性能有效的提升，使得其使用寿命相比之前有较大改善[4]。

3.2 润滑油型号选择

不同的润滑油在使用中具有不同的特性，对矿井机械的润滑效果也各不相同，因此必须充分结合工作实际需求选择适宜的润滑油。若矿井机械经常高速轻负荷运行，则应选择低黏度润滑油；若设备经常低速高负荷运行，应选择高黏度润滑油；若零部件作业时受力大且经常往复运行，也应选择高黏度润滑油。通过针对性地选择适宜的润滑油，可以确保润滑效果最佳，从而在一定程度上延长矿井机械零部件的使用周期，减少矿井机械磨损[5]。

3.3 合理使用矿井机械，并定期维护矿井机械零部件

第一，尽可能营造良好的生产环境，如矿山生产过程中要建立专门的设备维修小组，定期对矿井机械设备进行检查和维修，并搭建专门的放置空间和配套专业看管人员，以保证矿井机械停用使处于安全环境中。第二，定期更换矿井机械零部件液压油及润滑油，例如定期更滑煤矿皮带机周围托辊上的润滑油，以及液压支架上的液压油，以预防液压设备中磨损的小颗粒堵塞液压管道；第三，控制矿井机械运行中的温度，解决设备散热问题，减少因为温度过高导致零部件磨损[6]。