首页 > 文章中心 > 正文

煤矿机械磨损失效分析方法

煤矿机械磨损失效分析方法

一煤矿机械磨损的分类与主要原因

1机械磨损的分类

根据相关的统计资料,在煤矿生产过程中,液压支架、输送机和采煤机的事故率超过了30%。其中,由于机械磨损而导致机械失效的事故率达到了80%。在煤矿生产过程中,机械设备的磨损失效状况,分为五个种类:

(1)采煤机、掘进机损坏,失效部件为截齿和滚筒,失效的方式为磨损、摩擦;

(2)输送装置,失效的主要部件为输送带,失效方式为磨损;

(3)提升运输系统,失效的部件为钢丝绳,失效方式为锈蚀、磨损两种;

(4)动力传递件,失效的部件为齿轮,失效方式为磨损;

(5)液压元件磨损失效,失效方式是磨损,摩擦;

(6)刮板输送机磨损,失效的主要部位为刮板槽,失效方式为磨损;

(7)其他部件,包括连杆、曲轴、阀杆、活塞和链条、阀座等。

2机械磨损的原因

(1)采煤机与井下掘进机的磨损

主要包括滚筒与截齿的磨损,在采掘过程中,因为与煤岩层直接摩擦,所以磨损是主要的失效形式。

(2)输送装置失效

由于当前的煤矿生产现代化程度比较高,在煤矿开采中,输送装置发挥着至关重要的作用,主要是输送带发挥着重要的作用。而输送带磨损的原因,包括以下几个方面:①输送带由于跑偏而出现了局部磨损;②接触式清扫器与输送带产生相对运动导致磨损;③输送带与托辊之间出现了相对运动,导致发生摩擦;④漏斗放煤及长物料,出现了冲击摩擦。这些均是输送装置失效的原因,在检修过程中需要特别注意,加以避免。

(3)钢丝绳失效的原因

在煤矿生产中,钢丝绳是提升运输系统的有机组成部分,钢丝绳出现磨损,主要包括两个方面的原因:①钢丝绳自身的原因,包括钢丝绳的材质问题、制造工艺问题,配套天轮尺寸不符合、弹性疲劳造成钢丝绳的强度降低;②外部因素,矿井水为酸性或碱性,对钢丝绳产生了腐蚀作用;因为管理维护不当等人为原因,导致钢丝绳出现磨损、锈蚀等。这两方面的原因是钢丝绳寿命缩短的主要原因。

(4)齿轮磨损失效的原因

在煤矿机械中,齿轮作为动力递件,在机械中发挥着重要的作用。齿轮磨损失效,主要的原因包括以下几个方面:齿轮传递功率较大、冲击负荷过大、齿面接触应力比较高,作业环境中的粉尘危害等。

(5)液压元件磨损失效的原因

在液压元件中,对煤矿机械产生影响的主要是液压泵与液压马达。由于液压系统中的过滤器失效比较多,所以导致大量的颗粒污染物进入到生产系统中,导致液压元件在相对运动的过程中,表面出现摩擦、磨损而发生泄漏,使得元件性能下降无法正常工作。

(6)刮板输送机磨损的原因

在链条拖动刮板系统中,输送的物料主要是在槽内滑动,输送物料的磨损和腐蚀是其主要的失效形式,也是煤矿机械中最容易出现的煤矿机械设备。而出现磨损较多的部件,包括中部槽、轴承、链条、减速箱中的齿轮和链轮等。

二煤矿机械的抗磨措施

1采用合理的生产工艺

在煤炭机械生产过程中,如零部件无法达到设计要求,则在开采过程中,机械容易由于磨损而失效。这里的生产工艺是指冶炼、铸造等工艺。在冶炼过程中,应严格控制成分、气体量和夹杂物等,比如韧性、强度等,避免对设备部件的磨损性能产生影响。同时,铸造工艺也会对部件磨损性能产生影响。因此,这就需要采用合理的生产工艺,比如表面淬火、堆焊及挤压等。在刮板输送机上,应用堆焊方法,提高磨损性能。

2加强机械设备的维护保养煤矿机械

在恶劣的环境下作业,由于空气中的水分含量较高,常见机械设备的磨损和腐蚀。因此,这就需要加强对机械设备的维护保养。目前煤矿机械配件市场混乱,配件质量参差不齐,所以这就要求根据相关的规定,强化设备的管理,有效降低事故率,改善设备的使用寿命。

3掌握机械的磨损规律

机械设备的磨损原因是多方面的,但是经过系统的分析,也能探索出一定的规律性。机件的磨损可分为三个阶段:

(1)“跑合”阶段,是指零件表面不平度,导致磨损的速度加快;

(2)“稳定”阶段,经上一阶段,机械的摩擦面变得较为光滑且有一定的硬化,所以在运行时,摩擦面为液体摩擦状态,磨损减缓;

(3)“急剧”阶段,经过前两个阶段,摩擦条件有了很大的改变,润滑油也遭到较大的破坏,所以机械的性能大幅降低。因此,掌握了这一规律,就能降低设备的故障运行。

4对易磨损部件进行工艺处理

煤矿机械,特别是综采综掘设备,存在高强度、高磨损的工作特性,必须对设备的易损部件进行专业的工业处理,包括对采煤机滚筒、截齿、掘进机炮头、截齿实施合金钢堆焊,刮板机、转载机槽实施耐磨材料板焊接,破碎机下底板安装抗打增厚钢板,掘进机履带进行耐磨加厚处理、钢丝绳、液管、支架立柱进行包套等等。对易磨损部件进行工艺处理可以有效地加强设备使用寿命,降低设备损耗。例如同煤集团某矿使用刮板机耐磨板焊接技术,延长中部槽使用寿命3个月以上,并使中部槽使用寿命增加1~2个周期,维修再制造成本只是购置新品的20~70%左右,按每日过煤量35000t来计算,使用此耐磨层后可延长刮板输送机和转载机过煤量300多万吨,从根本上解决了刮板机槽的维修再利用问题。

三结语

煤矿机械的作业环境比较恶劣,容易发生磨损,发生磨损后就会造成一定的经济损失。所以,煤矿企业必须高度重视煤矿机械的磨损失效分析及抗磨措施。在本文中,笔者结合自身的工作实际,从煤矿机械磨损的部位、失效的原因和抗磨措施等几个方面,对该问题进行了分析与总结,希望有助于提高煤矿机械的抗磨性能。

作者:宋昊婷 单位:大同煤矿集团有限责任公司机电管理处