采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)磨損機(jī)理及應(yīng)對措施

采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)磨損機(jī)理及應(yīng)對措施1磨損失效形式及機(jī)理1、1采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)磨損（1） 截齒磨損截齒是采煤機(jī)中直接在煤層中割煤的零部件，它安裝于滾筒上，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，與煤層直接摩擦，因此，摩擦磨損是截齒的主要失效形式。當(dāng)煤層中存在砰石等硬的礦料時(shí)，截齒將會急劇磨損，同時(shí)還產(chǎn)生很高的摩擦溫度（高達(dá)600?800°C），因而加快了截齒磨損。截齒在截割煤巖時(shí)承受著高的壓應(yīng)力、剪應(yīng)力和沖擊負(fù)荷，如果巖石硬度很高（可達(dá)HV900?1100），會造成截齒過載而直接斷裂。在煤炭生產(chǎn)中，截齒的消耗量是驚人的。由淮北礦務(wù)集團(tuán)配件科提供的數(shù)據(jù)顯示，僅安徽淮北礦務(wù)集團(tuán)1a的截齒使用量就達(dá)70?80萬把，折合人民幣1600多萬元（按2004年價(jià)格計(jì)算，下同）。通過對幾個(gè)煤礦的研究統(tǒng)計(jì)，磨損失效占截齒失效的80%?95%，而斷裂失效僅占5%左右。（2） 滾筒磨損 隨著截齒將煤塊從煤壁上切割下來，煤塊自然地落在兩條螺旋葉片之間，沿著旋轉(zhuǎn)著的螺旋滾筒軸向移動到輸送機(jī)上。因此煤塊對滾筒的磨損非常嚴(yán)重，特別是螺旋葉片表現(xiàn)得最為突出，從最初的25mm磨損到只有幾個(gè)毫米。此外，滾筒的端盤齒座磨損也極其嚴(yán)重，在使用現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，采煤機(jī)滾筒的換刀孔（截齒座），一般情況下7?8個(gè)月（采煤100萬t左右）就會出現(xiàn)變大現(xiàn)象，主要是由于截齒在截割煤層過程中，受振動沖擊的作用，使截齒和齒座之間產(chǎn)生摩擦磨損所致。當(dāng)截齒和齒座內(nèi)壁出現(xiàn)縫隙時(shí)，煤粒和巖石粉塵進(jìn)入其中，形成三體磨粒磨損，從而加劇了齒座的磨損。齒座磨損嚴(yán)重導(dǎo)致截齒固定不牢。采煤機(jī)除了截齒和滾筒在工作過程中易磨損外，減速箱中的齒輪也是主要的易磨損零件。掘進(jìn)機(jī)和采煤機(jī)的工作原理類似，其磨損失效情況與采煤機(jī)大致相同。對于因磨損造成采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)修理和更換材料的費(fèi)用驚人，僅徐州礦務(wù)集團(tuán)旗山煤礦（160萬t/a）每年投入的資金就達(dá)90萬元（不包括截齒）?，F(xiàn)場統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，全國每年采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)因磨損失效而投入的資金高達(dá)27億元。2減磨延壽的對策鑒于煤礦機(jī)械磨損失效的嚴(yán)重性及其造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，必須采取積極有效的措施來減少和防治煤礦機(jī)械的磨損，從而延長其使用壽命，實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)的高產(chǎn)高效。為此提出如下建議：重視摩擦學(xué)理論與設(shè)計(jì)的應(yīng)用機(jī)械部件的摩擦、磨損及潤滑是摩擦學(xué)研究的課題，摩擦學(xué)理論與摩擦學(xué)設(shè)計(jì)在煤礦機(jī)械中具有重要的作用。針對煤礦機(jī)械磨損失效形式，開展磨損機(jī)理研究，進(jìn)行摩擦學(xué)設(shè)計(jì)，對提高設(shè)備的使用壽命具有重要的意義。發(fā)揮表面工程技術(shù)的作用摩擦、磨損是發(fā)生在相互作用零件的表面，因此，可以通過增強(qiáng)零部件的表面性能，以提高設(shè)備的抗磨性和耐腐蝕性。如對刮板輸送機(jī)中部槽、挖掘機(jī)鏟斗等采用堆焊技術(shù)，對井架、井筒和托輥機(jī)架等采用熱噴涂防腐技術(shù)，對刮板、截齒和圓環(huán)鏈等運(yùn)用激光重熔技術(shù)等，均可有效地延長設(shè)備的使用壽命。因此，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮表面工程技術(shù)的作用，盡可能多地利用抗磨耐腐涂層等表面保護(hù)手段來解決煤礦機(jī)械零部件的磨損、腐蝕問題。加速抗磨材料的研發(fā)我國煤礦機(jī)械曾經(jīng)長期使用低碳錳鋼(16Mn，20Mn等)制造耐磨件，這種鋼的熱加工性能較好，比普通碳鋼的抗磨性能有所提高。隨著對材料耐磨性和強(qiáng)度等要求的日益提高，便開始使用加入多元合金化元素(如Mn，Cr，Mo，Ti，B等)的鋼材，從而使煤礦機(jī)械零部件的抗磨性、抗腐蝕性和綜合機(jī)械性能有了進(jìn)一步的提高。目前在引進(jìn)國外的綜采設(shè)備上已采用抗磨鑄鋼件，如采煤機(jī)上采用鑄鋼齒軌，刮板輸送機(jī)采用調(diào)質(zhì)鑄鋼槽幫等，大大提高了這些部件的抗磨性能。因此，必須使用和加速研發(fā)具有足夠抗磨能力的金屬材料。同時(shí)，應(yīng)注意研究和推廣工程塑料、橡膠、聚胺脂等非金屬材料，以及金屬復(fù)合耐磨材料。如在在截齒上堆焊的碳化鎢耐磨焊材，有效的提高的截齒的耐磨性能。目前常用堆焊耐磨材料主要是馬氏體和高銘堆焊合金，對于馬氏體堆焊合金(D317，D327，DG7等)耐磨性主要決定于堆焊層中Fe-Cr-Mo-C固溶所形成的馬氏體來抵抗磨損。高銘Fe-Cr-C合金系(D688，D638等)，依靠堆焊層中形成的Cr7C3作為耐磨硬質(zhì)相抵抗磨損，與馬氏體合金相比由于具有碳化物，因此耐磨性有了提高。市場上出現(xiàn)的北京固本新研發(fā)的“碳化鈮”耐磨焊以其良好的硬度和塑形為我國耐磨材料又添新彩。加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)管理煤礦機(jī)械工作環(huán)境惡劣，工況條件苛刻，潤滑不良，磨損、腐蝕的嚴(yán)重程度顯而易見。因此，必須加強(qiáng)設(shè)備使用過程中的維護(hù)和管理，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，避免工況條件的惡化，如超速、超載等現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，應(yīng)該努力改善設(shè)備的使用條件，定期維護(hù)，及時(shí)維修，提高維修質(zhì)量，確保所有生產(chǎn)設(shè)備在良好的狀態(tài)下運(yùn)行。加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)和管理，將能極大地減少設(shè)備磨損，提高設(shè)備的工作壽命。雖然磨損機(jī)理研究、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、耐磨材料研發(fā)等能從根本上解決煤礦機(jī)械的磨損失效問題，但是它們屬于高科技，需要長時(shí)間、高投入，并且與其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及社會進(jìn)步密切相關(guān)，不能一蹴而就。相比之下，設(shè)備的維護(hù)管理工作對煤礦機(jī)械設(shè)備的減磨延壽具有現(xiàn)實(shí)、經(jīng)濟(jì)、簡單和不可估量的作用。3結(jié)語煤礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣，機(jī)械設(shè)備工況苛刻，磨損腐蝕無處不在，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失大得驚人，政府和相關(guān)部門應(yīng)該給予高度重視。如何有效地解決