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煤礦機(jī)械磨損及減小方法

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煤礦機(jī)械磨損及減小方法

引言

機(jī)械磨損是所有機(jī)械設(shè)備最為常見的現(xiàn)象,摩擦是引起磨損的主要原因,而摩擦現(xiàn)象在所有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且相接處的物體表面都會(huì)產(chǎn)生。特別是在一些大型煤礦機(jī)械的工作過(guò)程中,這種機(jī)械磨損現(xiàn)象更為突出。一旦這種磨損現(xiàn)象超過(guò)一定的機(jī)械承受限度,機(jī)械零部件之間的有效配合就會(huì)遭到破壞,將嚴(yán)重影響到機(jī)械設(shè)備的工作性能,甚至威脅到相關(guān)工作者的人生安全,影響整個(gè)礦井的安全高效生產(chǎn)。

1機(jī)械磨損的一般規(guī)律及特性

機(jī)械的各個(gè)零部件在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,磨損的強(qiáng)度和速度是不一樣的,但它們的磨損規(guī)律幾乎一樣。經(jīng)實(shí)踐活動(dòng)和觀察發(fā)現(xiàn)可用三個(gè)機(jī)械磨損階段來(lái)總結(jié)和概況所有機(jī)械磨損的整個(gè)過(guò)程。

1.1機(jī)械磨損的初級(jí)階段

機(jī)械磨損的初級(jí)階段也叫機(jī)械的磨合階段。一般發(fā)生在新機(jī)械或一些新裝配的機(jī)械零部件上,它是新設(shè)備或新零件進(jìn)行后期運(yùn)轉(zhuǎn)的必經(jīng)階段,磨損速度快且磨損時(shí)間短是它的主要特性,它可以把各零部件,在加工時(shí)所造成的不平度迅速降低,使整個(gè)機(jī)械設(shè)備內(nèi)部各零部件的實(shí)際接觸面積迅速增加,同時(shí)提高各零部件的耐磨性,為后期機(jī)械設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ),這種機(jī)械設(shè)備磨合階段的磨損對(duì)機(jī)械設(shè)備并沒(méi)有危害。

1.2機(jī)械磨損的中級(jí)階段

機(jī)械磨損的中級(jí)階段也是機(jī)械設(shè)備的正常磨損階段,它是機(jī)械設(shè)備最佳的服役階段,在這個(gè)階段機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)性能將達(dá)到最佳狀態(tài)。磨損速度緩慢、磨損量小、磨損的時(shí)間長(zhǎng)是這一階段機(jī)械磨損的主要特點(diǎn)。

1.3機(jī)械磨損的最后階段

機(jī)械磨損的最后階段是機(jī)械設(shè)備急劇磨損的階段,這一階段是機(jī)械最容易出現(xiàn)故障的階段,由于經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的正常磨損階段,一些機(jī)械零件的精度和強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)不到設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求,長(zhǎng)期積累的磨損很可能引起設(shè)備性能的質(zhì)變,機(jī)械零部件表面的脫粒、脫皮現(xiàn)象加劇,一旦發(fā)生零部件表面的脫粒、脫皮現(xiàn)象機(jī)械表面的潤(rùn)滑油膜很快受到破壞,磨損速度劇增是這個(gè)階段的主要磨損特點(diǎn)。因此在機(jī)械設(shè)備的整個(gè)壽命周期內(nèi),應(yīng)采取相應(yīng)的措施盡快完成初級(jí)階段的磨損,盡量延長(zhǎng)中級(jí)階段的磨損,加強(qiáng)最后急劇磨損階段的維護(hù)和檢修。

2影響磨損的因素及減小磨損的方法

2.1摩擦力對(duì)機(jī)械磨損的影響

影響機(jī)械零件磨損的因素很多,機(jī)理相較復(fù)雜。如機(jī)械零件接觸面上的摩擦力大小,機(jī)械零件的加工制造精度以及表面的熱處理情況、裝配質(zhì)量、操作使用情況等都會(huì)對(duì)機(jī)械零件的磨損產(chǎn)生一定的影響,而在這些因素中摩擦力常常是對(duì)機(jī)械零件影響最大的因素。

1)而機(jī)械表面潤(rùn)滑的好壞會(huì)直接影響到機(jī)械接觸面上摩擦力的大小,所以通過(guò)對(duì)機(jī)械表面的良好潤(rùn)滑來(lái)延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命,提高機(jī)械的工作效率。由于液體摩擦的機(jī)械磨損量比較小,所以可通過(guò)在兩個(gè)接觸的機(jī)械面之間建立液體油膜的方式來(lái)解決直接摩擦導(dǎo)致的嚴(yán)重機(jī)械磨損問(wèn)題。這種油膜具有很好的耐壓性,它可以將重物很好的托起,使重物懸浮在油膜之上,兩個(gè)接觸相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的機(jī)械零件可以很好的被這種油膜分割開,使兩零件之間的摩擦系數(shù)降到最低,從而大大的減小機(jī)械磨損。這種液體摩擦的建立也需要一定的條件,首先兩個(gè)摩擦接觸面的配合間隙要合適,其次要有充足的潤(rùn)滑油供應(yīng),并且油的壓力和流入速度要能跟上,最后對(duì)軸與軸承加工精度和光潔度也要適當(dāng),并且加油孔要設(shè)計(jì)在軸承的受力區(qū)以外。實(shí)踐證明這種液體摩擦確實(shí)能有效降低機(jī)械設(shè)備的磨損度,但在實(shí)際的煤礦機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)中,啟動(dòng)和停止機(jī)械設(shè)備是常有的事,且機(jī)械設(shè)備在工作的過(guò)程中負(fù)荷也不穩(wěn)定,時(shí)常使這種液體摩擦受到破壞,引起機(jī)械磨損。

2)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際加工形狀和理論加工形狀都存在一定的偏差,在實(shí)際加工的過(guò)程中零件的形狀或者表面的光潔度等,很難做到非常均勻,這可能會(huì)導(dǎo)致在后期使用零件的過(guò)程中零件表面的載荷很難分布均勻,容易在某些部位集中,造成局部摩擦嚴(yán)重的現(xiàn)象,一般來(lái)說(shuō)零件表面的平整度和光潔度越高,磨損會(huì)越小,但如果加工的過(guò)于平整和光滑的話,又會(huì)逐漸增大磨損。這主要是由于光潔度過(guò)高,會(huì)使得兩個(gè)接觸面的實(shí)際接觸增大,增強(qiáng)分子間的相互吸引,會(huì)產(chǎn)生膠合磨損。所以在對(duì)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際加工過(guò)程中,要注意精度和光潔度的控制要適中。3)零件裝配間隙在一定程度上也會(huì)嚴(yán)重影響到零件的磨損量。零件在裝配的時(shí)候間隙不能過(guò)大或過(guò)小。如果裝配間隙過(guò)小膠合磨損的現(xiàn)象很容易在兩零件間產(chǎn)生,很難在兩零件間形成液體摩擦,如果裝配間隙過(guò)大,液體摩擦同樣也很難形成,因此在裝配機(jī)械零件時(shí)配合間隙一定要適中。

2.2材料選取的不當(dāng)或材料本身有缺陷

零件材料的屈服極限以及硬度、含碳量等都會(huì)在一定程度上影響到零件的磨損量,一般情況下,在載荷不變的情況下,屈服極限越高,膠合磨損量在滑動(dòng)摩擦下越小,摩擦疲勞過(guò)程時(shí)間在滾動(dòng)摩擦下會(huì)越長(zhǎng)。隨著硬度的增大和含碳量的增多,在相同條件下工作的碳鋼零件耐磨性會(huì)增強(qiáng)。

2.3潤(rùn)滑油的選取不當(dāng)

在保證機(jī)械零件安全運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下,選用潤(rùn)滑油時(shí),應(yīng)選用低黏度潤(rùn)滑油這樣可以把機(jī)械能量的消耗降到最低。兩個(gè)零部件的工作條件是高速輕負(fù)荷時(shí),應(yīng)選用低黏度的潤(rùn)滑油,當(dāng)兩個(gè)零部件的工作條件是低速重載荷時(shí),應(yīng)選用黏度較高的潤(rùn)滑油。機(jī)械零件在冬季選用潤(rùn)滑油時(shí),應(yīng)選用低黏度,低凝固點(diǎn)的潤(rùn)滑油。而在夏季選用潤(rùn)滑油時(shí),應(yīng)選用黏度較高的潤(rùn)滑油。受沖擊負(fù)荷大且往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁的機(jī)械零件,應(yīng)優(yōu)先考慮選用黏度較高的潤(rùn)滑油。此外,在高溫,重摩擦、和加工較粗糙的摩擦表面在選用潤(rùn)滑油時(shí),也應(yīng)首先考慮選用黏度比較高的潤(rùn)滑油。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析摩擦的種類和規(guī)律,找出影響摩擦的因素,并根據(jù)這些因素總結(jié)出一些減小機(jī)械零件摩擦的方法,在今后的社會(huì)實(shí)踐中綜合應(yīng)用,來(lái)延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的工作時(shí)間,提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和工作效率。

作者:馬軍 單位:山西省大同煤礦集團(tuán)公司云岡礦