蘇新元

（銅陵市中等職業(yè)技術(shù)教育中心, 安徽 銅陵 244000）

礦山作業(yè)需要用到多種機(jī)械設(shè)備，在工作過(guò)程中難免會(huì)受到一些沖擊，造成磨損，當(dāng)沖擊力過(guò)大時(shí)，礦山機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法承受，會(huì)形成相應(yīng)的改變，使機(jī)械裝備在疲勞的情況下進(jìn)行作業(yè)。通常這種情況在機(jī)械裝備制造時(shí)是無(wú)法預(yù)料的，長(zhǎng)此以往，礦山機(jī)械裝備將產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象，最終失去作業(yè)能力[1]。礦山作業(yè)中常用到刮板輸送機(jī)，這類(lèi)機(jī)械裝備在工作中常受到拉應(yīng)力，承受較大的重量與沖擊力，礦山作業(yè)面較為復(fù)雜、環(huán)境惡劣，存在許多不可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題，刮板輸送機(jī)在進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，如果裝備中部礦產(chǎn)重量過(guò)大，超出原有承受能力進(jìn)行作業(yè)，會(huì)對(duì)刮板輸送機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，連接處摩擦力變大造成部件磨損，從一定程度上縮短了礦山機(jī)械設(shè)備的使用壽命。研究其疲勞壽命，對(duì)礦山作業(yè)的成本預(yù)算與安全性保證都有著十分重要的作用。

1 探究礦山機(jī)械裝備零部件疲勞壽命

對(duì)礦山機(jī)械裝備零部件疲勞壽命的研究需要從疲勞設(shè)計(jì)入手，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這種設(shè)計(jì)方法受到相關(guān)行業(yè)工作者的廣泛關(guān)注。事實(shí)上，疲勞設(shè)計(jì)在機(jī)械裝備的研究中由來(lái)已久，最早起源于二十年代初期，當(dāng)時(shí)蒸氣機(jī)車(chē)應(yīng)用較為廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)車(chē)的零部件經(jīng)常損壞，引起相關(guān)工作者的重視與研究，通過(guò)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，絕大部分零部件都是因?yàn)槠谧鳂I(yè)最終失效[2]。研究表明，當(dāng)對(duì)零部件單獨(dú)進(jìn)行施加壓力、拉應(yīng)力的情況下，零件并沒(méi)有損壞，形態(tài)也沒(méi)有發(fā)生改變，因此，對(duì)這種疲勞損壞現(xiàn)象的防范工作是很難開(kāi)展的。無(wú)論是蒸氣機(jī)車(chē)還是礦山機(jī)械設(shè)備，一旦失效將造成無(wú)法預(yù)計(jì)的后果，因此必須要引起注意。隨著礦山不斷向機(jī)械化、智能化發(fā)展，機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，零部件制作更加精密，許多礦山的作業(yè)環(huán)境非常惡劣，基于這一現(xiàn)狀，需要機(jī)械裝備具有較高的承受能力與耐磨損能力[3]。避免因疲勞作業(yè)引起的裝備失效，疲勞設(shè)計(jì)中提出的抗疲勞能力就是機(jī)械裝備本身對(duì)外界損壞的抵御能力，疲勞設(shè)計(jì)中最大的難題就是裝備在運(yùn)行中的疲勞損傷破壞與靜止?fàn)顟B(tài)下的靜力破壞存在較大差距，兩者之間不同之處如表1所示。

表1 疲勞損傷破壞與靜力破壞對(duì)比表

機(jī)械裝備在運(yùn)行過(guò)程中，受到的損傷是具有一定壽命的，此種情況下，機(jī)械裝備零部件的抗疲勞損傷能力大大下降，當(dāng)零部件在一定條件下進(jìn)行疲勞作業(yè)時(shí)，材料的脆性也會(huì)隨之增加，但外部形態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，這對(duì)礦山機(jī)械裝備零部件疲勞壽命研究十分不利。機(jī)械裝備的制作過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)微的瑕疵，這些瑕疵在機(jī)械裝備運(yùn)行初期是不會(huì)出現(xiàn)影響的，可是一旦機(jī)械裝備在十分疲勞的情況下進(jìn)行作業(yè)，這種小缺陷就會(huì)被無(wú)限放大，在不斷累計(jì)的過(guò)程中，最終導(dǎo)致裝備失效[4]。為避免此類(lèi)問(wèn)題的頻繁出現(xiàn)，需要對(duì)裝備的疲勞壽命進(jìn)行研究，找到疲勞損傷產(chǎn)生的原因以及處理方法，保證礦山機(jī)械裝備的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械設(shè)備形成損傷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生裂紋或者縫隙，所謂疲勞壽命就是在這種損傷已經(jīng)出現(xiàn)的情況下，探究其損壞發(fā)展速度與方向，得到最好的零部件更換時(shí)機(jī)。這類(lèi)問(wèn)題可規(guī)劃為檢修工作的范疇中，需要一定的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)。由于礦山作業(yè)惡劣的環(huán)境，機(jī)械裝備是很容易產(chǎn)生輕微損壞的，在這些損壞部位出現(xiàn)后，裝備還能持續(xù)工作的時(shí)間，也就是剩余壽命，是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。使機(jī)械裝備零部件發(fā)揮出最大的作用，并對(duì)制造材料進(jìn)行評(píng)價(jià)與選擇，讓機(jī)械裝備更好的服務(wù)于礦山。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

對(duì)機(jī)械裝備的疲勞壽命研究是一項(xiàng)十分重要的工作，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)通常采用數(shù)據(jù)比對(duì)分析的方式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)達(dá)到判斷機(jī)械裝備抗疲勞能力以及穩(wěn)定性。

將研究后的機(jī)械零部件疲勞壽命與傳統(tǒng)零部件疲勞壽命作比較，并記錄數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 機(jī)械零部件疲勞壽命比較

礦山機(jī)械裝備與其零部件的疲勞壽命研究，對(duì)提高裝備穩(wěn)定性有著重要的作用。得知機(jī)械裝備的實(shí)際疲勞壽命對(duì)其檢修工作也起到了很大幫助，并為礦山機(jī)械裝備設(shè)計(jì)工作提供實(shí)踐基礎(chǔ)，使機(jī)械裝備零部件的安裝與設(shè)計(jì)更加合理，滿(mǎn)足礦山的實(shí)際需求。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)很多資源的需求量也越來(lái)越高，許多礦山都需要進(jìn)行全天不間斷作業(yè)，這就對(duì)機(jī)械裝備提出了更高的要求，對(duì)于裝備零部件疲勞壽命的研究成為相關(guān)工作者的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容之一。

機(jī)械裝備的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于礦山企業(yè)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用[5]。機(jī)械裝備中一個(gè)小小的零部件因疲勞損傷造成失效都會(huì)對(duì)裝備的整體運(yùn)行造成影響，輕則導(dǎo)致裝備損壞，重則造成重大的人身傷亡事故，并伴隨巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此相關(guān)檢修人員要對(duì)裝備零件的疲勞壽命進(jìn)行確定，并定期檢查裝備，避免意外事故的發(fā)生。