矿山机械摩擦磨损问题分析及防范建议研究

摘要：矿山机械作业的对象是煤矿与矸石，这些物质比较坚硬，会严重磨损矿山机械。矿山机械设备发生故障会引发生产事故，而要想有效防止矿山机械设备故障的发生，必须分析矿山机械重要部位可能出现的磨损，把具体磨损原因找出来。文章分析了矿山机械摩擦磨损形式及机理，提出了防范矿山机械摩擦磨损的对策。

关键词：矿山机械作业；机械故障；设备故障；摩擦磨损问题；防范对策 文献标识码：A

中图分类号：TD407 文章编号：1009-2374（2016）28-0155-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.077

由于礦山机械通常需承受重载荷，并且工作环境相对比较恶劣，当前摩擦磨损成为了很多矿山机械失效的主要原因，摩擦磨损已经严重影响到矿山机械的安全生产。矿山机械工作在高尘高温环境下摩擦会散失很多热量，浪费能源，影响到矿山机械的整体经济效益。纵观以往的矿山机械磨损情况，我们发现磨粒磨损、疲劳磨损、粘着磨损以及腐蚀或侵蚀磨损是大多数矿山设备的主要磨损形式，这些磨损长期作用于矿山机械，会对矿山机械表面的光滑度造成极大破坏，使矿山机械零件发生故障，对机械的正常运行以及矿工的人身安全造成严重影响，因此分析研究矿山机械的摩擦磨损也显得越来越重要。

1 矿山机械中摩擦磨损形式及机理

1.1 磨粒磨损

相互接触的两个零件在发生相对运动后由于接触面的实际粗糙度与硬度的不同，接触面相互摩擦时，它们之间可能会有游离颗粒的滑动，造成零件间发生磨损，这就是我们通常所说的磨粒磨损。相互接触的矿山机械，表面硬度的不同，在摩擦接触时，很容易使材质较软的零件表面划出沟槽，造成矿山机械设备实际工作效率的降低，磨粒的硬度、形状、大小、分布等均会直接影响到矿山机械的磨粒磨损程度，磨粒越硬，矿山机械零件表面的磨损会越严重，影响矿山机械正常工作的能力会越强。

1.2 疲劳磨损

在长期使用矿山机械的过程中，反复的切应力长期作用在机械零件上，时时刻刻都在磨损矿山机械设备，一旦超越材料的疲劳极限，这时矿山机械零件很容易由于疲劳造成严重磨损，疲劳磨损在矿山机械作业时时刻刻都存在，但这些磨损通常都较小，只有长时间的反复作用，才能明显磨损矿山机械，对于不同强度的零件材料，那些材料强度较弱的零件经过磨粒长期切削零件，很可能在零件表面留下部分麻点或有裂纹出现，甚至发生折断。

1.3 黏着磨损

在使用矿山机械设备时，设备的部分零件会受到重载荷，接触点的应力较大，一些强度较弱的零件出现塑性变形，在零件接触面处形成粘连，接触零件会连接在一起，在零件工作时发生粘着磨损，这种磨损会严重损坏矿山机械。在矿山机械运转时，那些承压较大的零件在相互接触摩擦时会形成较高温度，若此时接触面的润滑不足，就会使接触面非常干燥，软化金属表面，加大零件间摩擦，出现非常严重的粘着磨损。

1.4 腐蚀与侵蚀磨损

在使用机械润滑剂时，由于润滑剂中的部分化学物质会跟金属出现化学反应，产生部分酸性物质，对金属材料造成腐蚀。由于腐蚀作用，矿山机械零件表面会有部分金属腐蚀物出现，这些物质会在机械零件上粘连，在零件出现摩擦磨损时，若这些物质不能牢固粘连，随金属物质发生剥落现象时常发生，一旦破坏了金属表面的氧化膜，金属表面会直接在空气中裸露，就会加剧新表面的腐蚀、磨损度。对于有汽压作用的矿山机械零件，由于液流对金属零件会造成不断冲击，长期如此反复的打压，侵蚀磨损极易出现在矿山机械零件金属表面。

2 防范矿山机械摩擦磨损的对策

2.1 对设备进行磨损失效分析

要想有效防范与处理矿山机械摩擦磨损，必须细致地分析与探讨设备磨损失效的成因与结果，由于矿山机械通常都具有长且复杂的摩擦磨损过程，加之很多原因都有可能导致矿山机械的磨损失效，因此在分析矿山机械摩擦磨损实际问题时，应以机械种类、作业时间、工作状况为基础进行综合考量，详细研究机械磨损表面的特征，科学、合理地确定出造成磨损失效的原因，应针对这些原因，有针对性地进行防范与整改措施的制定，最终使矿山机械的运转可靠性与抗磨性得到大幅提升。

2.2 加大力度研发抗磨材料

除了要从源头上分析与处理机械磨损的原因外，还应重视高抗磨性材料与元件的研发。就我国当前的矿山机械抗磨材料使用现状而言，低碳锰钢是很多矿山机械使用的主要材料，这些材料的最大优势是具有很好的耐磨性，通常要比普通矿山材料耐磨性高很多，但近年来，随着各矿井开采年限的增长，各矿井的煤矿资源量不断减少，人们开始把开采目标投向开采难度较大的深煤层，机械设备作业环境不断复杂，现有机械材料的耐磨性已不能满足矿山机械的实际使用需求，要想充分满足矿井开采的机械需求，我们必须重视新的高抗磨、抗腐蚀、高综合的机械性能材料的研发。

2.3 科学、合理地使用与维护设备

矿山恶劣的作业环境，加之矿山开采的高危性，决定了使用的矿山机械质量必须过硬，要有很好的耐用性。在实际使用矿山机械时，应重视善用与维护矿山机械，如在机械作业前应做好设备的润滑，在机械作业中应及时清理那些影响机械设备正常作业的干扰物，在操作机械前，应事先充分了解矿山机械的操作方法与具体注意事项，应严格按相关规定进行实际操作，最大限度地减少由于人为因素引发的机械不必要磨损，最后矿山机械维护人员应做好机械的定期检修工作，记录好现有的机械磨损情况并及时处理，有效防止机械突发故障，造成失效，影响到矿井的正常生产与矿工的生命安全。

3 结语

总之，矿山机械在实际使用过程中，时刻都在发生着摩擦磨损，不同形式的磨损通常是共同作用或交替作用。加之矿山机械的工作环境通常比较恶劣，常常需承受各种重载荷，这样矿山机械的磨损将会更严重，一旦机械磨损达到一定程度，会严重影响到机械的正常作业，威胁到矿工的生命安全，给国家和人民造成巨大经济损失，为有效降低矿山机械在使用过程中的摩擦磨损，使矿山机械的使用寿命达到最长，我们必须了解矿山机械摩擦磨损形式及机理，分析机械零件材料的综合性能，重视研发一些新型抗磨材料，正确使用与维护设备，只有这样才能提高机械工作效率，有效延长矿山机械使用寿命，才能促进我国煤矿企业的长期健康可持续发展。

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作者简介：王萌萌（1989-），男，河南鲁山人，中平能化集团机械制造有限公司助理工程师，研究方向：矿山机械的设计。

（责任编辑：秦逊玉）