煤矿机械磨损与减小磨损的方法分析

毕艳平

（阳煤集团三矿机电工区制修队，山西 阳泉 045008）

引言

煤矿机械工作环境基本上较为恶劣，这种因素极容易造成煤矿机械的磨损，因此需要完善并调整煤矿机械使用条件，定期检修维护煤矿机械，提高维修机械的质量，方可确保煤矿机械工作处在最佳状态。同时，在操作煤矿机械生产时，技术人员需严格遵守规范的操作流程，以免引起机械破损。机械设备只有在规范的操作流程下工作，才能保证使用效率和寿命，才能充分发挥出机械设备的效能。

1 煤矿机械磨损规律及机理

1.1 规律

每个零部件在机械运转中的速度及磨损程度都不同，但基本规律却存在着共性。通过观察变化的轴承和轴均匀磨损时配合间隙的情况，发现磨损有这三个阶段：第一，初级阶段，该阶段磨损速度虽快，但时间跨度不长，基本上不会危害到煤矿机械，也是所有设备运转的必经阶段，称之为磨合或跑合。通常是在新制零部件表面工作起始时，属于新装配及修理好的零部件与轴承的初磨阶段。该阶段之所以磨损速度快，多是由于安装不到位，技术人员操作不熟练，或是零部件加工时产生的不平度、插伤磨平等原因造成。逐渐减小和不断增加的表面不平度与实际接触面，以及峰顶塑形变形引发的冷作硬化作用，促使表面耐磨性能提高，导致机械磨损由最大值逐渐降低［1］。第二，正常磨损期，该阶段机械运作属于最佳状态，磨损速度稳定缓慢，磨损时间较长但磨损量不大。第三，急剧磨损期，该阶段磨损速度极快，易发生精度和强度被消耗的情况，设备发生事故率也难以预测。因积累了长期磨损，摩擦性能发生质变，导致冲击载荷动力超出允许范围，从而联合表面微小裂缝产生大的脱皮脱粒，促使润滑油膜发生破损，加快了磨损速度，在短时间的磨损内达最大数值。应在维修维护机械过程中，采用合理有效的措施，以便初级磨损阶段快速完成，正常磨损阶段能有效延长，从而避免急剧磨损。

1.2 机理

煤矿机械磨损的原因多种多样，但较为关键的还是与矿石的磨损。据相关研究资料显示，煤与其他材料的耐磨性无差异，以转折点Ha／Hm＝614（Ha、Hm分别代表金属材料和磨料的硬度）来说，磨损率是紧密关联着Ha／Hm的，通常软磨料磨损现象也是煤与金属材料接触才出现的，比如脊隆和犁沟碾平断裂。通过对煤炭成分的分析研究发现，煤炭属于生物沉积岩类，形成的原始材料性能及煤化程度等直接决定着它的性能，此外，在开采煤炭时煤层存在的多种样式矿物质，也会严重损害开采中的煤矿机械［2］。

2 减小磨损的方法分析

2.1 优化设计结构

我国煤矿企业普遍存在煤矿机械磨损现象，不少煤矿机械都出现磨损失效的问题，这多是因为设计结构不够完善合理所致，因此要改善这一问题当从设计阶段开始优化设计结构。设计人员进行机械设计之前，要加强研究煤矿机械结构及摩擦理论，精细地分析机械零部件磨损规律及原因，选择合理的工艺方法，并结合煤矿现场生产的实际，着重考虑磨损零件间的接触状态，进而设计出合理的机械结构，在合理设计结构的基础上还要严格规定零件生产尺寸以及零件间的配合方法等，从而避免过度磨损造成的部件损耗，实现机械使用寿命大幅度的提高。

2.2 重视材料选择

煤矿机械磨损与选用的材料也有关系，若是材料选择的不合理，将会导致磨损的加剧，从而降低生产效率，并且材料的选择还会影响到煤矿机械使用的寿命，因此，在材料选择上一定要坚持实用性强、易得性和经济实惠的原则，针对各煤矿实际生产作业环境，选用适合使用的材料，尤其是要充分考虑钢铁材料及非金属玻璃、橡胶、塑料等材料的实际情况，再结合实际进行强化利用。分析我国煤矿企业机械材料选用情况，耐磨性材料的选择经验已经极为丰富，不少煤矿企业都能根据各种工况选择相应牌号、成分的金属或非金属材料，比如很多企业选用的煤矿机械耐磨零件都是低碳锰钢，因为低碳锰钢比一般钢材耐磨性能好；又比如不少企业还会选用硬质合金作为截齿刀头的材料，如35CMnSi的刀体等。同时，不少企业也有对材料进行强化的独特方法，而随着科技信息时代的来临，这些零部件材料种类只有多样化发展，才能使煤矿机械零部件抗磨性提高。所以，加强研发抗磨材料，对现有材料进行不断的改进完善，是提高煤矿机械零部件抗磨性的最佳途径［3］。

2.3 定时维护维修

煤矿矿井作业环境恶劣，煤矿机械在生产作业时常发生润滑不良、磨损腐蚀等现象，而提高煤矿机械使用寿命的最佳手段便是定期维护维修工作，因此要规范化操作流程，避免过快超载的情况发生。虽然定期维护能确保煤矿机械正常作业，但管理维修煤矿机械工作十分漫长枯燥，不少企业为节省成本运营会忽略该部分工作，为保证煤矿机械正常作业就必须在使用过程中加强维修维护工作，同时定期进行机械维护维修还能起到较好的防御作用，这是当前煤矿企业应首要执行的任务。最后，相关的厂家维修责任制度也必须尽快建立起来，从而保证机械质量和维修翻新质量的有效提高。

2.4 合理选择生产工艺

具有较高耐磨性、抗磨性的煤矿机械，除了合理的结构设计，优质的材料选择，定期的维护维修，还需要科学的生产工艺才能确保机械的可靠性。通常，影响煤矿机械磨损的关键因素便是机械零部件生产工艺，所以严格把关机械生产技术极其重要。冶炼、铸造、冷加工热处理等是机械生产的完整工艺流程，尤其是热处理和冷加工质量对材料质量有着直接的影响，冶炼成分控制则对材料强度韧性等产生影响，由此可见每一道工序都与机械质量紧密联系着，所以，要选取合理科学的生产工艺技术，才能最大限度提高机械质量。此外，在现有工业技术的条件下，还可以对国外先进技术加以引进，从而促使我国生产工艺技术的蓬勃发展，促进煤矿机械的质量能得到坚硬的技术保障。

3 结语

现阶段煤矿较为突出的一个问题便是机械磨损现象。煤矿机械产生磨损的因素较为复杂，不仅有环境因素、设计因素，还有人员操作因素，因此，为减小磨损，操作流程必须规范正确，并定期进行维修维护，以确保长期处于最佳工作状态，提高煤矿产量及使用性能。

［1］ 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（12）：253－255.

［2］ 何坐楼.煤矿机械磨损的原因及降损的对策探讨［J］.中国高新技术企业，2013（26）：86－87.

［3］ 李正国.煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施［J］.山东工业技术，2014（21）：39.