减少煤矿机械磨损与日常维护的措施

郝凤莲

（晋中职业技术学院，山西 晋中 030600）

0 引言

对于煤矿机械来说，使用过程中的不断磨损会造成零部件的失效与失灵，使零部件间的正常配合受破坏，机械运行性能降低。在煤矿机械发生故障的众多原因中，磨损是最主要的原因之一。据统计，30%的综采设备事故中，有90%是由机件失效引起，而其中又有80%是因磨损所致。当同时出现维护与更新不及时，机械受破坏程度加深时，甚至会引发安全事故。因此，对煤矿机械进行磨损规律研究，并制订相关的日常维护制度，不仅关系到煤矿机械的运行效率，同时也关系到煤矿机械的运行安全。

1 煤矿机械磨损

1.1 磨损规律

对于煤矿机械磨损来说，是有规律可查的。一般来说，由于机械零部件所在部位与其职能的不同，所受到的磨损程度与磨损速度也是不同的。在对煤矿机械进行磨损观察时，应重视轴承和轴均匀磨损时其配合间隙的变化［2］。总之，煤矿机械的磨损进度可分为以下3个阶段：

（1）初级阶段。在这一阶段，由于煤矿机械处于初运行阶段，设备新，工作效率高，其磨损更大程度上应该说是磨合期。反映到磨损速度上，就呈现出磨损速度快，时间跨度短，是所有煤矿机械进入正式运行的必经阶段，不仅对设备没有破坏，且其磨合的效果对煤矿机械的整体工作性能起着决定性作用，因此这一阶段也称“跑合”阶段。在此阶段内，产生磨损的是新制机械零部件表面，表面凸峰被磨平，使其实际接触面增大，在冷作硬化作用下提高其机械零部件的表面耐磨度。磨损速度由最开始的最大值逐渐降低，也就意味着其初级阶段的结束。

（2）正常磨损阶段，也叫自然磨损。这一阶段的磨损属于机械运行最佳状态期，是机械平稳运行中的正常现象。反映到其磨损速度上，就是磨损缓慢，磨损程度小而稳定，时间长。一般来说，此阶段是煤矿机械的正常运行阶段。

（3）急剧磨损阶段。这一阶段磨损速度快，煤矿机械内部零部件丧失了其应有的精度与强度。机械设备在运行中反映为运行不稳定，出现一定的事故概率。基于长期磨损的积累作用，达到摩擦副工作性能的质变点，造成动力冲击载荷过载，机械零部件最先的表面性微小裂隙扩散联合形成脱粒、脱皮。在此情况下，润滑油膜保护作用失效，且其磨损速度会在短时间内急剧加快，磨损程度逼近峰值。

综上所述，煤矿机械的磨损3阶段所采用的维护手段与周期设置是不尽相同的。在机械维护与检修过程中，应针对不同的磨损情况进行不同的维护，缩短初级磨损，延缓与保护正常磨损阶段，采用尽可能的手段防止急剧磨损阶段对于机械的破坏性作用，并做好相应的后备机械措施。

1.2 影响煤矿机械磨损的因素

影响煤矿机械磨损的因素很多，摩擦力是主要因素，且其机械内部零部件的加工制造精度、装配质量和加工工艺、零件材料、热处理工艺、操作规范、润滑油脂等都是影响煤矿机械磨损的因素。

1.2.1 摩擦力因素

煤矿机械磨损的主要因素取决于其机械内部零部件所受到的摩擦力大小，而机械内部零部件所受到的摩擦力大小直接受到其润滑效果的影响。因此，润滑效果的好坏直接决定了煤矿机械的使用寿命及其工作效率。所以，为了降低机械零部件间的机械磨损，就应在机械零部件间建立起液体摩擦机制，即液体润滑。也就是在存在实际接触面的摩擦力处进行润滑，使其中间存在厚度为几十微米的压力油膜。利用压力油膜将重物托起，使运行中的机械零部件浮在油膜表面，进而达到分开两金属表面，大幅度降低摩擦因数，直接减少摩擦与磨损的目的。为达到此目的，首先在进行液体润滑时，需要为两金属表面预留适当的配合间隙，其次在注入润滑油时应在标准压力与流速下保证足量，且要保证轴承与轴间的加工精度与表面光洁度。因此，为了保证注油孔与油槽不对煤矿机械产生负面影响，设计时，注油孔与油槽应放置在轴承运作区外。另外，由于机械实际运行时常开常关，切换频率高，造成其负荷不稳定，也就不能保证液体润滑的稳定性，从这一角度上来说，也会造成一定的磨损。

1.2.2 加工维护因素

对于零部件的加工来说，由于任何几何形状经加工后，其精度再高也会存在实际形状与理论形状上的偏差，也就是存在不圆度、不平行度等此类形位公差。由于几何形状的误差会造成零件表面载荷的分布不均，即当表面载荷都集中于局部时，摩擦力因素也会相应集中于一处，因此只有越高的表面光洁度才能保证越小的磨损。但也要注意，过高的光洁度会造成零部件间接触面增大，分子引力上升，胶合磨损概率上升，所以，光洁度也应维持在一个合理范围内。

其次，加工维护时，还应保持零件间的合理间隙。过大的间隙会造成液体摩擦的弱化与失效，会阻止液体摩擦合理厚度的形成，易形成胶合磨损。在维护检修时对于间隙间应实时观察与调整修复。

1.2.3 材料因素

如果煤矿机械内部零部件材料本身不具备机械运行需要的相关性能，或者材料本身具有缺陷，其磨损概率也会加大。特别是对于10＃钢制造的零部件来说，即使是低速运行也会形成强烈的胶合磨损。

1.2.4 润滑因素

煤矿机械对于润滑油的选择有较严格的要求。黏度较小的润滑油可以降低能量消耗，保证煤矿机械的安全运行。同时，对于高速轻负荷条件下工作的零件，也应选用黏度较小的润滑油。而对于冲击负荷、往复运动与低速重负荷条件下运行的煤矿机械零部件，应选用黏度大的润滑油。另外，根据温度要求，夏季应用黏度大的润滑油，考虑到凝固点，冬季应用黏度小、凝固点低的润滑油。

采煤机维护的好坏，很大程度上取决于润滑情况的好坏。尤其是液压牵引采煤机，有2／3的故障都是由于润滑方面的原因造成的，所以必须高度重视采煤机的润滑问题。

2 煤矿机械的日常维护

当前煤矿机械已经占去煤矿企业固定资产的60%，从这一比例上来说，提高煤矿机械的日常维护技术水平不仅关系到煤矿企业正常的生产运营，同时也直接影响到煤矿企业固定资产的保值，延长设备使用寿命，减少煤矿机械使用成本的重要问题。而且煤矿机械设备的工作环境恶劣、工作条件苛刻、工作时间长，导致了煤矿机械设备故障和事故的频繁发生，其维修保养工作重要而又艰巨，所以研究煤矿机械的日常维护就愈加重要。

2.1 组建设备管理、操作和维修人员队伍

企业要推行设备管理现代化，提升企业经济效益，就一定要树立以人为本的思想，充分认识人员培训的重要性，并采用多种形式对设备管理、操作、维修人员进行培训，要有计划地培养一支适应现代设备管理的专业队伍。

2.2 维护周期的设定

根据设备的自身性能与运行规律制订相关的预防性检修维护周期表，在计划时间点内进行煤矿机械的日常检修保养与维护，这种基于监测技术下的维护检修周期不仅可以实现对煤矿机械零部件的完全利用率，避免超前更换，同时也可以实现安全监测，及时发现隐患，保证煤矿机械的安全平稳运行。

2.3 维护检修计划的编制

首先，在制订针对煤矿机械的维护检修制度时，应根据《煤矿机电设备管理暂行规程》内容进行检修内容的布置。结合相关煤矿安全运行标准与煤矿机械安全操作规程，进行定期检修与维护的任务编制。

其次，分析煤矿机械以往设备维护记录，总结停产检修时所发现的问题，归纳出最优化的维护检修方案。同时，结合现场操作人员、维修人员、运行监督管理人员提供的情况与资料，进一步丰富与完善煤矿机械的检修与维护内容。

第三，分台建立设备技术档案。对煤矿机械的日常维护，应根据不同设备进行不同的分类维护。对于水泵、压风机等有备用的设备，采用检修图表进行轮流检修与维护。大型设备应进行以月为时间单位的大、中、小修任务编制。一般来说，在进行生产设备的维护工作时，应尽量选择在矿井放假停产时间段内。

2.4 主动预防性维护技术的发展

我国一直以来采用的是事后维修与定期检修制度，由于这类维修都是属于生产停顿与机械故障后再进行的修理与维护，不仅会给生产造成损失，同时由于事发突然，其准备工作与时间要求紧，也会影响煤矿机械维护与修理的质量，已经不能适应现代化生产的需要。在设备工作时，及时监测设备的工作状态信息，并判断设备的工作是否正常，这种检测手段就是目前国内外研究推广的设备状态维修（预知维修）。通过对机械进行实时性设备运行状态监控来决定其维修时间与任务布置，做到事故的提前解决与防控。如果监测到设备工作出现异常，判断出设备的故障点所在，就能指导维修人员进行及时的维修，使停机时间和维修费用降到最低。

2.4.1 常见故障诊断与处理

为了达到有效的日常维护效果，设备诊断是相当关键的，判断故障的程序是听、摸、看、量和综合分析。“量”是指通过仪表测量，在目前的煤矿机械设备诊断中，主要是通过煤矿机械设备的振动频率、温度变化与峰值、噪声情况等进行其工作状态的判断。在此过程中，根据振动的特点可以得出其机械内部运动零部件的工作配合程度，并结合温度变化与噪声频谱等情况就可以得出检修时的参考数据。对于煤矿机械内部齿轮与轴承工作状态诊断来说，可利用铁镨仪进行润滑油中金属屑粒度的增量趋势检查以获取参考数据。

2.4.2 无损探伤技术

目前的无损探伤技术已经相对成熟，应用较广。其中对磁性材料的局部探伤可以采用磁粉进行无损探伤，而对磁性长线材的探伤则可以采用滑流探伤技术，针对磁性与非磁性零部件的局部裂纹探伤则可以采用渗透法。在实际应用中，通过无损探伤技术可以对绞车主轴进行裂纹探伤，有效防止绞车突发性断轴事故的发生。特别是在对高压容器焊缝中的设备进行诊断时，无损探伤应用优势十分明显。同时，超声探测与射线探伤对普遍性金属部件的表面裂纹与内部缺陷的设备诊断也相当有效。

另外，随着煤矿机械设备向大型化和自动化方面的发展，计算机的推广应用已成为企业提升煤矿机电设备管理水平与日常维护的重要手段，通过信息化手段合理安排维修计划及相关资源与活动，从而提高企业的经济效益和企业的市场竞争力。

3 结语

综上所述，通过对引起煤矿机械磨损摩擦因素的分析与阐述，制订出有效的日常维护周期表，利用有效的设备诊断方法才能达到提高煤矿机械使用寿命，提高煤矿机械运行效率的目的。

［1］ 荣广智.对煤矿机械设备维护的探讨［J］.中国科技博览，2012（20）：403.

［2］ 孙中巨，程洪飞.浅谈煤矿机械磨损及减小煤矿机械磨损的方法［J］.山东煤炭科技，2013（1）：253，255.

［3］ 范利娟.浅谈无损检测技术在煤矿设备维修中的应用［J］.科技信息，2012（36）：406.