（总第３７９期） ２０１ ６年第２８期 中阖高新技书佘业 ｌ Ｅ ， ＾ …ｒ？ｆ ｃ ￡¨Ｔ￡ ｌ‘￡ ＮＯ．２８．２０１ ６ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．３７９） 矿山机械摩擦磨损问题分析及防范建议研究 王萌萌 （中平能化集团机械制造有限公司，河南平顶山４６７０００） 摘要：矿山机械作业的对象是煤矿与矸石，这些物质比较坚硬，会严重磨损矿山机械。矿山机械设备发生故障 会引发生产事故，而要想有效防止矿山机械设备故障的发生，必须分析矿山机械重要部位可能出现的磨损，把 具体磨损原因找出来。文章分析了矿山机械摩擦磨损形式及机理，提出了防范矿山机械摩擦磨损的对策。 关键词：矿山机械作业；机械故障；设备故障；摩擦磨损问题；防范对策 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＤ４０７ 文章编号：１００９－２３７４（２０１６）２８－０１５５－０２ ＤＯＩ：１０．１３５３５／ｊ．ｃｎｋｉ．１１—４４０６／ｎ．２０１６．２８．０７７ 由于矿山机械通常需承受重载荷，并且工作环境相对 比较恶劣，当前摩擦磨损成为了很多矿山机械失效的主要 原因，摩擦磨损已经严重影响到矿山机械的安全生产。矿 这些磨损长期作用于矿山机械，会对矿山机械表面的光滑 度造成极大破坏，使矿山机械零件发生故障，对机械的正 常运行以及矿工的人身安全造成严重影响，因此分析研究 矿山机械的摩擦磨损也显得越来越重要。 山机械工作在高尘高温环境下摩擦会散失很多热量，浪费 能源，影响到矿山机械的整体经济效益。纵观以往的矿山 １矿山机械中摩擦磨损形式及机理 机械磨损情况，我们发现磨粒磨损、疲劳磨损、粘着磨损 １．１磨粒磨损 以及腐蚀或侵蚀磨损是大多数矿山设备的主要磨损形式， 相互接触的两个零件在发生相对运动后由于接触面 装使用证明，是目前最为先进、可靠的定位系统。 ２．２系统架构及设备布置 该系统由系统主机、ＫＪ１０６一Ｆ１型矿用传输（读卡） 分站、ＫＪ１０６一Ｄ型矿用读卡器、ＫＪ１０６一Ｊ型矿用信息传输 接口、ＫＪ１０６一Ｋ型矿用定位标识卡、ＫＪ１０６－ＩＤＭ型标签管理 机、ＭＨＹＶ系列矿用传输线缆以及ＫＪ１０６型系统软件组成。 调度室内安装工控机２台（均安装ＫＪ１０６型人员管理 系统软件，实现双机热备）、液晶显示器２台、ＫＪ１０６－５型 矿用信息传输接口１台［配ＷＸＤ１０１Ｄ／ＲＳ４８５型机房用线路避 雷器（地表端）１个］、ＫＪＩＯ６－ＩＤＭ型标签管理机１台，并与 监测监控系统共用声光报警箱、报表打印机等设备。 主斜井硐口安装ＫＪ１０６一Ｆ１型矿用传输（读卡）分站１ 台［配ＫＪ１０１一Ｌ型矿用线路避雷器（井下端）ｌ台］及沿途 读卡器７台，负责通过主副井口、＋ｌ１０ｍ水仓、＋ｌ５０ｍ 月报表下井查询、区域人员查询、下井人员统计等。 ２．３．２报警功能。该系统可实时自主对异常情况以 声光报警器的方式报警，其中包括人员下井超时报警、 设备故障报警、紧急求救报警、区域超时报警、区域超 员报警、危险区域报警等。 ２．３．３撤离功能。当矿井发生危险时，需要紧急撤 离井下人员，值班员可发送紧急撤离命令及时通知须撤 离人员撤离，向相关人员汇报并请专业矿山安全救护队 进行通风、排险、急救。 ３结论 该系统自２０１４年４月建成并通过验收以来持续稳定为 丁家山矿区服务，监测系统能实时有效地监测井下有毒 有害气体含量并超量报警，监控系统能实时监控全矿区 重要位置的场地安全；人员定位系统能同步读取人员出 岔口、＋１６０ｍ岔口的人员定位；＋４０ｍ岔口安装ＫＪ１０６－Ｆ１ 入井信息，使得地面人员能随时掌握井下人数及位置， 型矿用传输（读卡）分站ｌ台及沿途读卡器７台，负责通 井下人员在遇到险情时能及时报警求助并收到撤离指 过一１０ｍ中段、＋１０ｍ中段、＋４０ｍ岔口往＋１０ｍ及－－３０ｍ方 示，结合通讯联络、压风自救、供水施救、紧急避险系 向、＋５０ｍ中段、９Ｏｍ斜坡道岔口的人员定位；一３０ｍ岔口 统真正实现井下井上的数字化安全互通，为地下矿山安 安装ＫＪ１０６一Ｆ１型矿用传输（读卡）分站１台及沿途读卡器 全生产提供良好的条件。 ５台，负责通过一１０ｍ安全出口、一３０ｍ中段的人员定位； 参考文献 ＋１０ｍ绞车室外安装ＫＪＩＯ６－Ｆ１型矿用传输（读卡）分站ｌ ［１】金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范 台及沿途读卡器４台，负责通过＋１０ｍ绞车室往＋１０ｍ采场 （ＡＱ２０３１－２０１１）ｆｓ］．北京：中国标准出版社，２０１１． 方向、＋１０ｍ水仓、＋５０ｍ安全出口的人员定位。 ｆ２１金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范 与系统有关的所有通信电缆和供电电缆均采用标准矿 （ＡＱ２０３１－２Ｏｌ１）［ｓ】．北京：中国标准出版社，２０１１． 用安标缆，接地引线采用揭西日产ＢＶＲ双色多股软导线。 ‘ ２．３系统功能 ２．３．１查询功能。该系统能实现人员下井查询，包 括个人查询、部门查询、时间段查询、运动轨迹查询等； 作者简介：钱海（１９８９一），男，湖北武汉人，江苏省有 色金属华东地质勘查局地质矿产专业助理工程师，研究方向： 地表矽产 （责任编辑：秦逊玉） 一ｌ５５— 的实际粗糙度与硬度的不同，接触面相互摩擦时，它们 应重视高抗磨性材料与元件的研发。就我国当前的矿山 之间可能会有游离颗粒的滑动，造成零件间发生磨损， 这就是我们通常所说的磨粒磨损。相互接触的矿山机 械，表面硬度的不同，在摩擦接触时，很容易使材质较 软的零件表面划出沟槽，造成矿山机械设备实际工作效 机械抗磨材料使用现状而言，低碳锰钢是很多矿山机械 使用的主要材料，这些材料的最大优势是具有很好的耐 磨性，通常要比普通矿山材料耐磨性高很多，但近年 来，随着各矿井开采年限的增长，各矿井的煤矿资源量 率的降低，磨粒的硬度、形状、大小、分布等均会直接 不断减少，人们开始把开采目标投向开采难度较大的深 影响到矿山机械的磨粒磨损程度，磨粒越硬，矿山机械 煤层，机械设备作业环境不断复杂，现有机械材料的耐 零件表面的磨损会越严重，影响矿山机械正常工作的能 磨性己不能满足矿山机械的实际使用需求，要想充分满 力会越强。 足矿井开采的机械需求，我们必须重视新的高抗磨、抗 １．２疲劳磨损 腐蚀、高综合的机械性能材料的研发。 在长期使用矿山机械的过程中，反复的切应力长期 作用在机械零件上，时时刻刻都在磨损矿山机械设备， 旦超越材料的疲劳极限，这时矿山机械零件很容易由 一２．３科学、合理地使用与维护设备 矿山恶劣的作业环境，加之矿山开采的高危性，决 定了使用的矿山机械质量必须过硬，要有很好的耐用 于疲劳造成严重磨损，疲劳磨损在矿山机械作业时时刻 刻都存在，但这些磨损通常都较小，只有长时间的反复 作用，才能明显磨损矿山机械，对于不同强度的零件材 料，那些材料强度较弱的零件经过磨粒长期切削零件， 很可能在零件表面留下部分麻点或有裂纹出现，甚至发 生折断。 １．３黏着磨损 在使用矿山机械设备时，设备的部分零件会受到重 载荷，接触点的应力较大，一些强度较弱的零件出现塑 性变形，在零件接触面处形成粘连，接触零件会连接在 一起，在零件工作时发生粘着磨损，这种磨损会严重损 坏矿山机械。在矿山机械运转时，那些承压较大的零件 在相互接触摩擦时会形成较高温度，若此时接触面的润 滑不足，就会使接触面非常干燥，软化金属表面，加大 零件间摩擦，出现非常严重的粘着磨损。 １．４腐蚀与侵蚀磨损 在使用机械润滑剂时，由于润滑剂中的部分化学物 质会跟金属出现化学反应，产生部分酸性物质，对金属 材料造成腐蚀。由于腐蚀作用，矿山机械零件表面会有 部分金属腐蚀物出现，这些物质会在机械零件上粘连， 在零件出现摩擦磨损时，若这些物质不能牢固粘连，随金 属物质发生剥落现象时常发生，一旦破坏了金属表面的氧 化膜，金属表面会直接在空气中裸露，就会加剧新表面的 腐蚀、磨损度。对于有汽压作用的矿山机械零件，由于液 流对金属零件会造成不断冲击，长期如此反复的打压， 侵蚀磨损极易出现在矿山机械零件金属表面。 ２防范矿山机械摩擦磨损的对策 ２．１ 对设备进行磨损失效分析 要想有效防范与处理矿山机械摩擦磨损，必须细致 地分析与探讨设备磨损失效的成因与结果，由于矿山机 械通常都具有长且复杂的摩擦磨损过程，加之很多原因 都有可能导致矿山机械的磨损失效，因此在分析矿山机 械摩擦磨损实际问题时，应以机械种类、作业时间、工 作状况为基础进行综合考量，详细研究机械磨损表面的 特征，科学、合理地确定出造成磨损失效的原因，应针 对这些原因，有针对性地进行防范与整改措施的制定， 最终使矿山机械的运转可靠性与抗磨性得到大幅提升。 ２．２加大力度研发抗磨材料 除了要从源头上分析与处理机械磨损的原因外，还 １５６一 性。在实际使用矿山机械时，应重视善用与维护矿山机 械，如在机械作业前应做好设备的润滑，在机械作业中 应及时清理那些影响机械设备正常作业的干扰物，在操 作机械前，应事先充分了解矿山机械的操作方法与具体 注意事项，应严格按相关规定进行实际操作，最大限度 地减少由于人为因素引发的机械不必要磨损，最后矿山 机械维护人员应做好机械的定期检修工作，记录好现有 的机械磨损情况并及时处理，有效防止机械突发故障， 造成失效，影响到矿井的正常生产与矿工的生命安全。 ３结语 总之，矿山机械在实际使用过程中，时刻都在发生 着摩擦磨损，不同形式的磨损通常是共同作用或交替作 用。加之矿山机械的工作环境通常比较恶劣，常常需承 受各种重载荷，．这样矿山机械的磨损将会更严重，一旦 机械磨损达到一定程度，会严重影响到机械的正常作 业，威胁到矿工的生命安全，给国家和人民造成巨大经 济损失，为有效降低矿山机械在使用过程中的摩擦磨 损，使矿山机械的使用寿命达到最长，我们必须了解矿 山机械摩擦磨损形式及机理，分析机械零件材料的综合 性能，重视研发一些新型抗磨材料，正确使用与维护设 备，只有这样才能提高机械工作效率，有效延长矿山机 械使用寿命，才能促进我国煤矿企业的长期健康可持续 发展。 参考文献 ［１ 杨建乐，牛如意．采煤机螺旋滚筒端盘齿座磨损原因 ］分析及对策研究Ⅱ１．矿山机械，１９９７，（５）． 【２］ 蒋建忠，赵永武．摩擦磨损试验机计算机辅助测试系 统的设计与实现Ｕ】．江南大学学报（自然科学版）， ２００５，（２）． 【３】谢泳．煤矿机械磨损失效分析方法与抗磨措施研究 Ⅱ１．润滑与密封，２００６，（９）． 【４】杨晓京．固体颗粒杂质影响活塞环——缸套润滑，磨 损的理论及试验装备研究ｆＤ】．浙江大学，２００８． ［５】丁强．基于模型的机械设备磨损剩余寿命预侧方法的 研究『Ｄ１．河北农业大学，２００１． 作者简介：王萌萌（１９８９－），男，河南鲁山人，中平能 化集团机械制造有限公司助理工程师，研究方向：矿山机械的 设计。 （责任编辑：秦逊玉）