論煤礦機械設備的磨損及降損問題

    應用技術

    作者：任延舉　溫寧　趙洪波

    [摘 要]我國煤礦機械設計、製造、使用和維護過程中由於受傳統習慣的影響，對摩擦學知識缺乏深入的了解，不能將當今國內外先進的抗磨技術和抗磨材料及時應用到煤礦機械的設計和製造上，造成我國煤礦機械易磨損零件的使用壽命遠低於國外先進水平，本文通過分析煤礦機械磨損的種類和形式，找出磨損的規律以及影響磨損的因素，從而歸納出減小磨損的途徑。在工作中盡量減小機械磨損，提高機械壽命。

    [關鍵詞]煤礦機械磨損；種類；形式；規律；因素；途徑

    中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0393-01

    1 引言

    煤礦機械的工作對象為煤炭，加之工作條件非常惡劣，在工作中會受到嚴重的磨損。由於煤礦機械的磨損失效，每年給礦井帶來巨大的損失。

    作相對運動的零件，由於相接觸的表麵都存在著摩擦現象，致使零件不斷磨損。煤礦機械大多屬重型機械，磨損問題尤為突出。當磨損超過一定限度時，零件間的合理配合就遇到破壞，導致機械工作性能的降低或變壞，從而造成機械的各種故障。因此，分析煤礦機械磨損的種類和形式，找出磨損的規律以及影響磨損的因素，從而找到減小磨損的途徑非常必要。

    2 煤礦機械的磨損特性

    天然煤炭屬於生物沉積岩類的可燃礦物，它的物理及機械性能，取決於積聚時原始材料的性能、物質成分、煤化程度以及礦物雜質的含量和特性。這就決定了煤炭機械性能的多樣性。對煤層機械性能的研究表明，煤炭並不是完整的質量均勻的各向同性體，煤層有節理、層理以及解理造成的岩隙，還有各種夾雜物。

    對磨損來說，硬度是重要的因素，煤的硬度是比較低的，根據普拉托諾夫（Л）資料，煤的基本組成鏡質煤硬度在HV24—214。僅用煤的硬度來確定煤的磨料磨損特性是不夠的，因為煤常含有不同硬度的雜質且大部分硬度較高。煤中的雜質主要有粘土、方解石、石英和鐵礦（黃鐵礦、菱鐵礦及褐鐵礦）。煤中的石英和黃鐵礦對磨損的影響起主要作用，石英的硬度在HV 900—1000，黃鐵礦在HV1000，有的研究指出，煤的磨損性能與石英和黃鐵礦含量成正比。

    3 影響磨損的因素和減小磨損的途徑

    3.1 工作條件

    由於零部件磨損主要是由摩擦力引起，而摩擦力大小直接受潤滑好壞的影響，所以給機器提供適宜的工作條件，能提高機器的使用壽命，保證機器正常運行。建立液體摩擦，摩擦係數可以降低10倍以至更多倍，所以在摩擦表麵建立液體摩擦是減少摩擦損失的重要措施。

    建立液體摩擦的必要條件：

    （1）合適的配合間隙；

    （2）潤滑油供應充足，並有一定的壓力和流入速度；

    （3）軸頸必須具有足夠高的轉速；

    （4）軸頸與軸承的加工精度和配合表麵的加工光潔度應適當；

    （5）注油孔和油槽應設計在軸承的承載區以外。

    但實踐證明，由於機器經常不斷地停車、起動以及載荷的變化，保證不了液體摩擦條件的始終穩定，使液體摩擦條件受到破壞，引起不可避免的磨損。

    3.2 加工製造精度低、熱處理、修理裝配質量差，維護操作不良

    （1）表麵加工質量

    宏觀幾何形狀精度指加工後實際形狀與理論形狀的偏差，即形位公差精度，如橢圓、不圓度、不平行度等。宏觀幾何形狀的誤差指零件表麵載荷分布不均勻，集中於局部地方，容易造成局部摩擦，表麵光潔度對於相同載荷一般說來光潔度愈高，磨損越小，但超過合理點後，磨損量又會逐漸上升。這是因為過高的光潔度會使接觸麵增大，分子間引力增強，產生膠合磨損的可能性增大，磨損最小點在8—10。

    （2）零件的配合間隙

    零件裝配間隙對零件磨損影響很大，一般間隙不能過大，也不應過小，當間隙過小，不易形成液體摩擦，容易產生膠合磨損；當間隙過大，同樣不易形成液體摩擦。因此，配合間隙大到一定程度，即應進行修複，以恢複其原有的配合間隙。