【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國煤礦能源的開采工作取得很大的進(jìn)步，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了非常堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國90%的煤礦開采都是在地下進(jìn)行的，因此煤礦機(jī)械的磨損非常嚴(yán)重，而由此造成的經(jīng)濟(jì)損失也是非常可觀的。在本文中，筆者結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗，分析了煤礦機(jī)械磨損失效的原因與機(jī)理，且提出了一些策略，減少煤礦機(jī)械的磨損，延長煤礦機(jī)械的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)械；磨損失效；使用壽命

煤炭是我們國家的第一能源，而隨著機(jī)械化程度的提高，煤礦機(jī)械設(shè)備的磨損失效問題越來越突出，因此研究減緩煤礦機(jī)械的磨損失效，即具非常重大的意義，還是一項迫切的任務(wù)。在下文中，筆者分析了煤礦機(jī)械磨損失效的原因，為了充分認(rèn)識和高度重視我國煤礦機(jī)械的磨損失效問題，對煤礦機(jī)械的磨損失效形式和機(jī)理進(jìn)行了現(xiàn)場研究和理論分析，以及煤礦機(jī)械失效造成的重大經(jīng)濟(jì)損失，且提出了相應(yīng)的對策，從而實現(xiàn)煤炭高產(chǎn)高效與安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

1 煤礦機(jī)械設(shè)備磨損原因

目前，我國的煤礦開采一般采用地下作業(yè)和露天作業(yè)兩種方式，而90%的煤礦都是采用地下作業(yè)的方式，所以機(jī)械的磨損一般是指礦井機(jī)械磨損。機(jī)械井下作業(yè)主要具有以下幾個個特點：一是，環(huán)境濕度比較大，空氣中含有的水分比較多，這正是機(jī)械腐蝕嚴(yán)重的主要原因。研究證明，一般的礦井中的空氣濕度都在80%～90%，就相當(dāng)于將煤礦設(shè)備一直浸泡在水中，而大多數(shù)的金屬在水中都會發(fā)生氧化反應(yīng)，對于以金屬材料為主的煤礦機(jī)械的損害是非常嚴(yán)重的；二是，礦井中控制的PH值多在6.5～9.5之間，加上空氣中水分的含量過高，會使煤礦機(jī)械與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠加速煤礦機(jī)械的腐蝕；三是，受到地質(zhì)條件的影響，礦井中往往會有大量的雜散電流，能夠加速煤礦機(jī)械的電化腐蝕。上述三個方面是井下作業(yè)常見的病害，機(jī)械自身的磨損、機(jī)械與礦石之間的磨損，也會對煤礦機(jī)械造成損害；例如通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)葉片和主軸磨損；各類泵的葉輪和導(dǎo)向輪的磨損；各種鋼軌的磨損；以及提升機(jī)井架、輸送機(jī)托架和通風(fēng)管道的腐蝕、磨損等都也不可忽視。

2 機(jī)械原理

煤礦機(jī)械的磨損受到多方面的因素影響，卻主要與煤炭的磨損性有很大關(guān)系。從磨損性來看，煤與其他的材料是相當(dāng)?shù)?，以Ha/Hm=614為轉(zhuǎn)折點（Ha為磨料硬度，Hm為金屬材料的硬度）?？梢?，Ha/Hm對于磨損率是有很大影響的。分析煤的成分可以了解到，煤屬于生物沉積巖類的可燃礦物，它的性能主要取決與原始材料的性能、煤化程度以及物質(zhì)成分等，這就決定了煤礦機(jī)械性能的多樣性。通過長期的挖掘?qū)嵺`經(jīng)驗得知，煤層中有多種物質(zhì)存在，甚至有的煤層中有巖石存在，這對于煤礦機(jī)械的損害非常大，同時也會往往會發(fā)生安全事故。

3 減少礦山機(jī)械磨損有效策略

3.1 采用合理的生產(chǎn)工藝，提高煤礦機(jī)械的耐磨性

假如煤礦機(jī)械設(shè)備中采用的零部件在生產(chǎn)的過程中就沒有達(dá)到設(shè)計的要求，那么在煤礦開采的作業(yè)過程中就很容易因磨損而失效。生產(chǎn)工藝往往是指冶煉、鑄造等工藝活動。冶煉中成分控制、夾雜物和氣體含量的比例把握，都會在一定程度上對機(jī)械設(shè)備的性能，如強(qiáng)度、韌性，產(chǎn)生較大的影響。鑄造質(zhì)量的優(yōu)劣也會影響著設(shè)備部件的耐磨性能，在同種工況下，細(xì)晶的抗磨性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于粗晶。表面抗磨工藝是改善煤礦機(jī)械設(shè)備抗磨性的重要手段，其處理方法多種多樣，如表面淬火、表面堆焊、噴涂、復(fù)合鍍、擠壓等。如在刮板輸送機(jī)表面采用大面積的噴涂或通過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 給予科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)，提高安全性

煤礦機(jī)械設(shè)備作業(yè)的環(huán)境非常差，空氣中的水分含量過高，使機(jī)械軸承的潤滑不良，最終使機(jī)械設(shè)備的磨損、腐蝕程度比較嚴(yán)重?？梢?，對于煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)是必不可少的。目前，在大型煤礦機(jī)械廠附近，甚至?xí)霈F(xiàn)煤礦機(jī)械配件一條街的現(xiàn)象，對于煤礦機(jī)械的使用有很多的影響。煤礦機(jī)械配件的市場非常混亂，且配件的質(zhì)量參差不齊，因此，我們只有按照相關(guān)規(guī)定加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的管理，才能夠有效地防治安全事故的發(fā)生，同時盡可能的改變機(jī)械設(shè)備作業(yè)的環(huán)境條件，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，改善維修的質(zhì)量，確保機(jī)械設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。雖然現(xiàn)在有很多高科技的方法出現(xiàn)，能夠從本質(zhì)上解決煤礦機(jī)械磨損失效的問題，但是將這些高科技方法運(yùn)用到實際的操作過程中還是存在很大的困難。因此，在日常的工作中加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，不僅能夠減少經(jīng)濟(jì)開支，還非常實用。

3.3 準(zhǔn)確把握機(jī)械設(shè)備的磨損規(guī)律，降低磨損率

機(jī)械設(shè)備的磨損是受到多方面因素的影響，但是只要留心觀察總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，煤礦機(jī)械的磨損是有一定的規(guī)律可以遵循的。機(jī)件的磨損情況我們可以分為三個階段：第一階段，“跑合”階段。這一階段主要是指零件表面在加工后存在不平度，而運(yùn)用的過程中就會產(chǎn)生非常高的接觸應(yīng)力，促使機(jī)械的磨損速度加快。然而，隨著機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時間的延長，定會增大摩擦表面的實際接觸面，使不平度凸峰不斷被磨損，減慢磨損速度。第二階段，“穩(wěn)定”階段。當(dāng)機(jī)械設(shè)備經(jīng)過“跑合”階段后，加工時其摩擦表面會有所硬化，當(dāng)進(jìn)行正常運(yùn)行時，摩擦表面會處于液體摩擦狀態(tài)，僅在啟動和停止過程中會出現(xiàn)邊界摩擦的現(xiàn)象，但磨損速度保持不變。第三階段，“急劇”階段。經(jīng)過前兩個階段，其摩擦條件出現(xiàn)了較大改變，間隙逐漸增大，潤滑油膜受到很大破壞，從而加劇了磨損速度，導(dǎo)致機(jī)械效率大大降低，且伴隨著噪聲和振動出現(xiàn)，最終導(dǎo)致了意外事故。因此，使用煤礦機(jī)械設(shè)備時必須把握好磨損規(guī)律，這樣才能有效地降低磨損率，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

綜上所述，煤礦機(jī)械設(shè)備總是在非常惡劣的環(huán)境下作業(yè)，并且它的磨損腐蝕處處都有，由此所造成的經(jīng)濟(jì)損失非常重大，因此政府與相關(guān)部分應(yīng)該給予高度重視。實踐證明，煤礦機(jī)械設(shè)備在煤礦開采的過程中起到了重大的作用，換言之，要想促進(jìn)煤礦能源行業(yè)的發(fā)展，就必須要提高設(shè)備的耐磨性，使用的過程中能夠給予科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，把握磨損的過濾，從而延長煤礦機(jī)械的使用壽命，減少由于購買機(jī)械產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)壓力，促使國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：丁艷]