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摘要：由于煤矿井下作业环境恶劣，开采机械易磨损失效，不利于生产的顺利进行。所以，如何有效降低煤矿机械的磨損失效问题将会成为煤矿工程探讨的热点之一。本文简述了煤矿机械磨损失效造成的危害，分析了导致煤矿机械磨损失效的各种可能原因，还针对发现的原因制定了较为详尽的解决对策，希望能够为煤矿机械磨损问题提供一些启发。
关键词：煤矿 机械 磨损失效
中图分类号：X752文献标识码： A
我国是一个能源消耗大国，对煤炭资源的需求量比较大。为了满足居民和企业的需要，提高煤炭的开采量，大型的机械应运而生，如采煤机、掘进机、刮板输送机、胶带输送机、提升机等。随着技术的改进和科技的发展，机械的设计和开采效率都日趋完善，机械的使用给企业创造了大量的效益，但是由于机械磨损而带来的损耗，却不可小窥。我国的煤炭企业因为机械的损耗，每年的资金投入达到80亿元，主要用于机械的维护和更新，而由于机械磨损，导致生产中断的损失更是无法估计。
1磨损失效的原因和形式
1.1工作环境差
我国的煤矿开采主要是以地下开采为主，露天开采占的比重很小。所以大部分煤矿机械的工作环境都是处于矿井之下，环境相对封闭，煤屑、粉尘、矿料粉末充斥其中。这些颗粒粉尘很容易就进入轴承内部，与轴承的滚子和轴承圈相互摩擦，加快轴承的磨损[2]。1）胶带输送机的托辊采用轴承来支撑转动， 在输送煤矿时， 一些硬度较高的粉尘会混入轴承密封腔内， 影响了润滑脂的润滑效果， 并且使轴承内部产生磨粒磨损，甚至是干摩擦，加快了轴承的损耗，影响托辊正常运转。另外，托辊旋转的不畅，还可能导致托辊与胶带之间发生滑动摩擦，加重了托辊和胶带的磨损；2）矿车的车轮也采用轴承旋转支撑，轴承不仅降低轮轴的转动摩擦，还承担着矿车车皮和煤矿的重量。如果混入水和煤炭以及其他颗粒，将导致转动不良，再加上承受的载重，会使轴承加速磨损，
1.2工作强度高
由于工人操作不熟，以及有目标产量的指标，使得机械设备的工作强度大，所处的工作级别高。机械设备在实际工作中经常处在较大负载、冲击、振动的工况下，再加上煤矿中可能含有矸石等硬的成分，更加重了设备的磨损。1）采煤机的截齿，在正常工作时就承受着较大的载荷冲击和矿料摩擦，这个部位的磨损是很难避免的。但是如果工作强度大，过载严重，截齿可能会直接断裂；转速高挖掘频率快，降温不明显时，截齿表面会和煤矿之间产生高达800℃的温度，这都加剧了截齿的磨损失效；2）振动筛的振动轴承承受着冲击载荷和摩擦力的共同作用，冲击与摩擦的耦合作用大大地缩短了振动轴承的使用寿命。国产振动轴承的可靠性本来就低，人为施加的较大的工作强度和偏心块产生的高频率冲击载荷，更加使得振动轴承提前失效。
1.3工作时间长
大多数煤矿企业实行轮班制度，采用工人轮班，设备不停的形式。导致设备带载运行的时间比较长，部分设备基本上日夜连续进行高强度运行，使得机械设备容易产生疲劳磨损，加剧了关键部件的老化磨损速度。如埋刮板输送机的链条和提升机的钢丝绳，都是疲劳失效效果明显的部件，长时间重复运动导致的疲劳磨损，对使用寿命有较大的影响。
2 煤矿机械磨损失效的种类和原因分析
2.1 煤矿机械磨损失效种类
在矿井的生产工作中，容易发生损坏的煤矿机械为采煤机、输送装置、掘进机支护液压系统、提升运输系统等，其中容易发生磨损失效的部件有钢丝绳、传送带、各种齿轮、活塞、联轴节等。一般情况下，这些发生磨损失效的部件有些是由于长时间的相互摩擦而产生，有些则是因为长期处于潮湿环境发生锈蚀，而影响了机械的整体运转，降低了采矿的工作效率。
2.2 煤矿机械磨损失效原因
2.2.1 掘进机和采煤机
采煤机和掘进机在日常采煤过程中，由于截齿和滚筒需要直接与岩层进行接触，长此以往容易对两者进行磨损消耗，从而降低煤矿开采的效率，影响日常煤矿开采工作顺利进行。
2.2.2 输送装置
输送带是输送装置中的核心部件，在生产过程中极易产生损耗。输送带常常要与托辊、大煤块、矸石进行摩擦，很容易造成摩擦损耗。不仅如此，输送装置在运转过程中，有时会出现输送带跑偏现象，也极易产生局部磨损情况，不利于延长输送带的使用寿命，造成不必要的成本增加。
2.2.3 提升机磨损
提升机磨损中最典型的是钢丝绳的磨损失效。钢丝绳在与滚筒和天轮等发生摩擦的时候，容易导致局部受损或断面面积受损，使强度大大下降，当其达到极限的时候将会承受不住重量而发生断裂。在摩擦式的提升机中，由于部分钢丝绳受到的张力不相同，容易引起提升机出现往复窜动现象，使钢丝绳的使用寿命大大降低。
3 防治煤矿机械磨损失效的方法对策
3.1 合理调整部件的结构设计
在采矿机械中，有许多磨损失效是由于结构设计不合理造成的。设计者在设计过程中，应该合理调整易磨损部件的形状、大小等问题，尽量避免因不必要的摩擦引起的部件损耗。除此之外，还应该考虑到磨损部件的接触状态，通过改变力流方向等方法降低部件磨损。就拿高铬铸铁耐磨衬板为例，当其减重孔设计成方形时较为容易发生开裂情况，不利于延长部件使用寿命。将减重孔调整为椭圆形后，开裂问题得到了有效解决，部件损耗程度也得到了缓解。
3.2 选择抗磨耐磨材质
要想最大程度上延长部件的使用寿命，就要从源头出发，以部件的材质为切入点，尽量使用一些硬度较大、韧性较强的材质生产出具有一定抗磨耐磨性的机械部件。在选材时要注意结合该部件的实际工况，充分考虑到材料的实用性、可得性和经济性，以选择出最佳性能材料。在选材环节，国内外都已经积累了较为丰富的经验，掌握了较为完备的强化方法，针对部件中的不同部位选择不一样的材质拼装组合，以生产出最适合实际工况的、高强耐磨的机械部件，有效提升煤矿生产的工作效率，实现高效高产的采煤目标。
3.3 采用先进的生产工艺
提升煤矿机械易损部件使用寿命还可以通过先进的生产工艺来实现。造成易损部件早期失效的原因有很多，生产工艺不达标就是其中关键的一点。部件在生产过程中要经历冶炼、锻造、冷加工等多种工艺，步骤多而繁琐，每一个环节都有可能影响到成品的性能。采用先进的生产工艺能够最大程度提高机械部件的耐磨性能，有效降低易损部件的损耗程度。
3.4 加强设备的日常维护管理工作
煤矿井下作业的工作环境较为恶劣，空气中常常会充斥着粉尘水汽等物质，且常年阴暗潮湿，对于煤矿机械的养护极为不利。要想有效延长机械的使用寿命，就必须要在日常工作中加大维护保养力度，严禁一切不规范的操作流程。除此之外，还要定期对机械设备进行检测，及时更换损耗过重的机械部件，早发现早解决，彻底清除安全隐患，确保井下作业的安全性。在操作机械设备时要讲究适度原则，尽量避免超速、超载现象的发生，能有效防止因过度使用造成的机械损耗，提升各个机械设备的使用效率。
4 结束语
综上所述，煤矿机械磨损失效部件若不及时发现并更换，极易引发严重的安全生产事故，不仅会造成人员伤亡，还会给国家和企业造成巨大的经济损失。所以，企业在煤矿生产过程中应该合理调整易磨损部件的结构设计，在选材上尽量选择抗磨耐磨的材质，采用先进的生产工艺锻造出最抗磨的机械部件，有效延长机械的使用寿命，使企业降低生产成本，达到经济效益最大化。还要加强机械设备的日常维护管理工作，从生产过程中的点滴做起，使设备充分发挥它们应有的效用，大大提升采矿的生产效率。
参考文献：
[1]李杰远，陈伟庚，丁砚涛.浅析煤矿机电设备的维护与保养[J].科技创新与应用，2013（32）.
[2]马尚祯.煤矿机械设备磨损及降损方法研究[J].科技资讯，2012（27）.
[3]陈力捷.煤矿机械磨损失效分析和抗磨措施[J].煤炭技术，2011（06）.
[4]孙中巨，程洪飞.浅谈煤矿机械磨损及减小煤矿机械磨损的方法[J].山东煤炭科技，2013（02）.
[5]韩战伟.浅析煤矿机械磨损失效及防治[J].科技传播，2011（05）.
关键词：煤矿 机械 磨损失效
中图分类号：X752文献标识码： A
我国是一个能源消耗大国，对煤炭资源的需求量比较大。为了满足居民和企业的需要，提高煤炭的开采量，大型的机械应运而生，如采煤机、掘进机、刮板输送机、胶带输送机、提升机等。随着技术的改进和科技的发展，机械的设计和开采效率都日趋完善，机械的使用给企业创造了大量的效益，但是由于机械磨损而带来的损耗，却不可小窥。我国的煤炭企业因为机械的损耗，每年的资金投入达到80亿元，主要用于机械的维护和更新，而由于机械磨损，导致生产中断的损失更是无法估计。
1磨损失效的原因和形式
1.1工作环境差
我国的煤矿开采主要是以地下开采为主，露天开采占的比重很小。所以大部分煤矿机械的工作环境都是处于矿井之下，环境相对封闭，煤屑、粉尘、矿料粉末充斥其中。这些颗粒粉尘很容易就进入轴承内部，与轴承的滚子和轴承圈相互摩擦，加快轴承的磨损[2]。1）胶带输送机的托辊采用轴承来支撑转动， 在输送煤矿时， 一些硬度较高的粉尘会混入轴承密封腔内， 影响了润滑脂的润滑效果， 并且使轴承内部产生磨粒磨损，甚至是干摩擦，加快了轴承的损耗，影响托辊正常运转。另外，托辊旋转的不畅，还可能导致托辊与胶带之间发生滑动摩擦，加重了托辊和胶带的磨损；2）矿车的车轮也采用轴承旋转支撑，轴承不仅降低轮轴的转动摩擦，还承担着矿车车皮和煤矿的重量。如果混入水和煤炭以及其他颗粒，将导致转动不良，再加上承受的载重，会使轴承加速磨损，
1.2工作强度高
由于工人操作不熟，以及有目标产量的指标，使得机械设备的工作强度大，所处的工作级别高。机械设备在实际工作中经常处在较大负载、冲击、振动的工况下，再加上煤矿中可能含有矸石等硬的成分，更加重了设备的磨损。1）采煤机的截齿，在正常工作时就承受着较大的载荷冲击和矿料摩擦，这个部位的磨损是很难避免的。但是如果工作强度大，过载严重，截齿可能会直接断裂；转速高挖掘频率快，降温不明显时，截齿表面会和煤矿之间产生高达800℃的温度，这都加剧了截齿的磨损失效；2）振动筛的振动轴承承受着冲击载荷和摩擦力的共同作用，冲击与摩擦的耦合作用大大地缩短了振动轴承的使用寿命。国产振动轴承的可靠性本来就低，人为施加的较大的工作强度和偏心块产生的高频率冲击载荷，更加使得振动轴承提前失效。
1.3工作时间长
大多数煤矿企业实行轮班制度，采用工人轮班，设备不停的形式。导致设备带载运行的时间比较长，部分设备基本上日夜连续进行高强度运行，使得机械设备容易产生疲劳磨损，加剧了关键部件的老化磨损速度。如埋刮板输送机的链条和提升机的钢丝绳，都是疲劳失效效果明显的部件，长时间重复运动导致的疲劳磨损，对使用寿命有较大的影响。
2 煤矿机械磨损失效的种类和原因分析
2.1 煤矿机械磨损失效种类
在矿井的生产工作中，容易发生损坏的煤矿机械为采煤机、输送装置、掘进机支护液压系统、提升运输系统等，其中容易发生磨损失效的部件有钢丝绳、传送带、各种齿轮、活塞、联轴节等。一般情况下，这些发生磨损失效的部件有些是由于长时间的相互摩擦而产生，有些则是因为长期处于潮湿环境发生锈蚀，而影响了机械的整体运转，降低了采矿的工作效率。
2.2 煤矿机械磨损失效原因
2.2.1 掘进机和采煤机
采煤机和掘进机在日常采煤过程中，由于截齿和滚筒需要直接与岩层进行接触，长此以往容易对两者进行磨损消耗，从而降低煤矿开采的效率，影响日常煤矿开采工作顺利进行。
2.2.2 输送装置
输送带是输送装置中的核心部件，在生产过程中极易产生损耗。输送带常常要与托辊、大煤块、矸石进行摩擦，很容易造成摩擦损耗。不仅如此，输送装置在运转过程中，有时会出现输送带跑偏现象，也极易产生局部磨损情况，不利于延长输送带的使用寿命，造成不必要的成本增加。
2.2.3 提升机磨损
提升机磨损中最典型的是钢丝绳的磨损失效。钢丝绳在与滚筒和天轮等发生摩擦的时候，容易导致局部受损或断面面积受损，使强度大大下降，当其达到极限的时候将会承受不住重量而发生断裂。在摩擦式的提升机中，由于部分钢丝绳受到的张力不相同，容易引起提升机出现往复窜动现象，使钢丝绳的使用寿命大大降低。
3 防治煤矿机械磨损失效的方法对策
3.1 合理调整部件的结构设计
在采矿机械中，有许多磨损失效是由于结构设计不合理造成的。设计者在设计过程中，应该合理调整易磨损部件的形状、大小等问题，尽量避免因不必要的摩擦引起的部件损耗。除此之外，还应该考虑到磨损部件的接触状态，通过改变力流方向等方法降低部件磨损。就拿高铬铸铁耐磨衬板为例，当其减重孔设计成方形时较为容易发生开裂情况，不利于延长部件使用寿命。将减重孔调整为椭圆形后，开裂问题得到了有效解决，部件损耗程度也得到了缓解。
3.2 选择抗磨耐磨材质
要想最大程度上延长部件的使用寿命，就要从源头出发，以部件的材质为切入点，尽量使用一些硬度较大、韧性较强的材质生产出具有一定抗磨耐磨性的机械部件。在选材时要注意结合该部件的实际工况，充分考虑到材料的实用性、可得性和经济性，以选择出最佳性能材料。在选材环节，国内外都已经积累了较为丰富的经验，掌握了较为完备的强化方法，针对部件中的不同部位选择不一样的材质拼装组合，以生产出最适合实际工况的、高强耐磨的机械部件，有效提升煤矿生产的工作效率，实现高效高产的采煤目标。
3.3 采用先进的生产工艺
提升煤矿机械易损部件使用寿命还可以通过先进的生产工艺来实现。造成易损部件早期失效的原因有很多，生产工艺不达标就是其中关键的一点。部件在生产过程中要经历冶炼、锻造、冷加工等多种工艺，步骤多而繁琐，每一个环节都有可能影响到成品的性能。采用先进的生产工艺能够最大程度提高机械部件的耐磨性能，有效降低易损部件的损耗程度。
3.4 加强设备的日常维护管理工作
煤矿井下作业的工作环境较为恶劣，空气中常常会充斥着粉尘水汽等物质，且常年阴暗潮湿，对于煤矿机械的养护极为不利。要想有效延长机械的使用寿命，就必须要在日常工作中加大维护保养力度，严禁一切不规范的操作流程。除此之外，还要定期对机械设备进行检测，及时更换损耗过重的机械部件，早发现早解决，彻底清除安全隐患，确保井下作业的安全性。在操作机械设备时要讲究适度原则，尽量避免超速、超载现象的发生，能有效防止因过度使用造成的机械损耗，提升各个机械设备的使用效率。
4 结束语
综上所述，煤矿机械磨损失效部件若不及时发现并更换，极易引发严重的安全生产事故，不仅会造成人员伤亡，还会给国家和企业造成巨大的经济损失。所以，企业在煤矿生产过程中应该合理调整易磨损部件的结构设计，在选材上尽量选择抗磨耐磨的材质，采用先进的生产工艺锻造出最抗磨的机械部件，有效延长机械的使用寿命，使企业降低生产成本，达到经济效益最大化。还要加强机械设备的日常维护管理工作，从生产过程中的点滴做起，使设备充分发挥它们应有的效用，大大提升采矿的生产效率。
参考文献：
[1]李杰远，陈伟庚，丁砚涛.浅析煤矿机电设备的维护与保养[J].科技创新与应用，2013（32）.
[2]马尚祯.煤矿机械设备磨损及降损方法研究[J].科技资讯，2012（27）.
[3]陈力捷.煤矿机械磨损失效分析和抗磨措施[J].煤炭技术，2011（06）.
[4]孙中巨，程洪飞.浅谈煤矿机械磨损及减小煤矿机械磨损的方法[J].山东煤炭科技，2013（02）.
[5]韩战伟.浅析煤矿机械磨损失效及防治[J].科技传播，2011（05）.