矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨
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作者: 郎杰夫
摘 要 随着科学技术的飞速发展，我国煤矿能源的开采工作取得很大的进步，为国民经济的发展提供了非常坚实的物质基础。我国90%的煤矿开采都是在地下进行的，因此煤矿机械的磨损非常严重，而由此造成的经济损失也是非常可观的。在本文中，笔者结合自己多年的工作经验，分析了煤矿机械磨损失效的原因与机理，且提出了一些策略，减少煤矿机械的磨损，延长煤矿机械的使用寿命。
关键词 煤矿机械；磨损失效；使用寿命
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）108-0149-02
煤炭是我们国家的第一能源，而随着机械化程度的提高，煤矿机械设备的磨损失效问题越来越突出，因此研究减缓煤矿机械的磨损失效，即具非常重大的意义，还是一项迫切的任务。在下文中，笔者分析了煤矿机械磨损失效的原因，以及煤矿机械失效造成的重大经济损失，且提出了相应的对策，从而实现煤炭高产高效与安全生产的目标。
1原因
目前，我国的煤矿开采一般采用地下作业和露天作业两种方式，而90%的煤矿都是采用地下作业的方式，所以机械的磨损一般是指矿井机械磨损。机械井下作业主要具有以下几个个特点：一是环境湿度比较大，空气中含有的水分比较多，这正是机械腐蚀严重的主要原因。研究证明，一般的矿井中的空气湿度都在80%～90%，就相当于将煤矿设备一直浸泡在水中，而大多数的金属在水中都会发生氧化反应，对于以金属材料为主的煤矿机械的损害是非常严重的；二是矿井中控制的PH值多在6.5～9.5之间，加上空气中水分的含量过高，会使煤矿机械与化学物质发生化学反应，能够加速煤矿机械的腐蚀；三是受到地质条件的影响，矿井中往往会有大量的杂散电流，能够加速煤矿机械的电化腐蚀。上述三个方面是井下作业常见的病害，机械自身的磨损、机械与矿石之间的磨损，也会对煤矿机械造成损害，且也不可忽视。
2机理
煤矿机械的磨损受到多方面的因素影响，却主要与煤炭的磨损性有很大关系。从磨损性来看，煤与其他的材料是相当的，以Ha/Hm=614为转折点（Ha为磨料硬度，Hm为金属材料的硬度）。可见， Ha/Hm对于磨损率是有很大影响的。分析煤的成分可以了解到，煤属于生物沉积岩类的可燃矿物，它的性能主要取决与原始材料的性能、煤化程度以及物质成分等，这就决定了煤矿机械性能的多样性。通过长期的挖掘实践经验得知，煤层中有多种物质存在，甚至有的煤层中有岩石存在，这对于煤矿机械的损害非常大，同时也会往往会发生安全事故。
3策略
3.1采用合理的生产工艺，提高煤矿机械的耐磨性
假如煤矿机械设备中采用的零部件在生产的过程中就没有达到设计的要求，那么在煤矿开采的作业过程中就很容易因磨损而失效。生产工艺往往是指冶炼、铸造等工艺活动。冶炼中成分控制、夹杂物和气体含量的比例把握，都会在一定程度上对机械设备的性能，如强度、韧性，产生较大的影响。铸造质量的优劣也会影响着设备部件的耐磨性能，在同种工况下，细晶的抗磨性远远强于粗晶。表面抗磨工艺是改善煤矿机械设备抗磨性的重要手段，其处理方法多种多样，如表面淬火、表面堆焊、喷涂、复合镀、挤压等。如在刮板输送机表面采用大面积的喷涂或通过表面堆焊方法耐磨合金，能使其耐磨性得到有效地提高。
3.2给予科学的维护保养，提高安全性
煤矿机械设备作业的环境非常差，空气中的水分含量过高，使机械轴承的润滑不良，最终使机械设备的磨损、腐蚀程度比较严重。可见，对于煤矿机械设备进行科学的维护保养是必不可少的。目前，在大型煤矿机械厂附近，甚至会出现煤矿机械配件一条街的现象，对于煤矿机械的使用有很多的影响。煤矿机械配件的市场非常混乱，且配件的质量参差不齐，因此，我们只有按照相关规定加强机械设备的管理，才能够有效地防治安全事故的发生，同时尽可能的改变机械设备作业的环境条件，延长机械设备的使用寿命，改善维修的质量，确保机械设备能够正常的运行。虽然现在有很多高科技的方法出现，能够从本质上解决煤矿机械磨损失效的问题，但是将这些高科技方法运用到实际的操作过程中还是存在很大的困难。因此，在日常的工作中加强机械设备的维护保养，不仅能够减少经济开支，还非常实用。
3.3准确把握机械设备的磨损规律，降低磨损率
机械设备的磨损是受到多方面因素的影响，但是只要留心观察总结可以发现，煤矿机械的磨损是有一定的规律可以遵循的。机件的磨损情况我们可以分为三个阶段：第一阶段，“跑合”阶段。这一阶段主要是指零件表面在加工后存在不平度，而运用的过程中就会产生非常高的接触应力，促使机械的磨损速度加快。然而，随着机械设备运转时间的延长，定会增大摩擦表面的实际接触面，使不平度凸峰不断被磨损，减慢磨损速度。第二阶段，“稳定”阶段。当机械设备经过“跑合”阶段后，加工时其摩擦表面会有所硬化，当进行正常运行时，摩擦表面会处于液体摩擦状态，仅在启动和停止过程中会出现边界摩擦的现象，但磨损速度保持不变。第三阶段，“急剧”阶段。经过前两个阶段，其摩擦条件出现了较大改变，间隙逐渐增大，润滑油膜受到很大破坏，从而加剧了磨损速度，导致机械效率大大降低，且伴随着噪声和振动出现，最终导致了意外事故。因此，使用煤矿机械设备时必须把握好磨损规律，这样才能有效地降低磨损率，确保设备的正常运行。
4结论
综上所述，煤矿机械设备的作业环境非常恶劣，且它的磨损腐蚀处处都有，由此造成的经济损失非常重大，因此政府与相关部分应该给予高度重视。实践证明，煤矿机械设备在煤矿开采的过程中起到了重大的作用，换言之，要想促进煤矿能源行业的发展，就必须要提高设备的耐磨性，使用的过程中能够给予科学的养护，把握磨损的过滤，从而延长煤矿机械的使用寿命，减少由于购买机械产生的经济压力，促使国民经济的发展。
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