煤矿机械磨损失效研究.docVIP

煤矿机械磨损失效研究 摘 　要:为了充分认识和高度重视我国煤矿机械的磨损失效问题,对煤矿机械的磨损失效形式和机理进行了现场研究和理论分析,对因磨损而造成的经济损失进行了统计计算.研究表明:煤矿机械的磨损失效形式主要是磨损和断裂;磨损机理主要是磨粒磨损和腐蚀磨损;全国煤矿系统因磨损而造成的经济损失每年大约在400亿元以上.此外,还对如何有效地减少煤矿机械磨损和延长其使用寿命提出了具体建议. 关键词:煤矿机械;磨损失效;减磨 中图分类号: TD4　　　文献标识码: A 煤炭是我国的第一能源,我国煤炭90%以上的生产作业是在地下进行的,与一般工、农业生产机械相比,煤矿生产中的机械设备具有如下特点:①工作环境恶劣.设备时刻处于粉尘、水汽以及有害气体的包围之中;②工况条件苛刻.大多数机械设备是在高速、重载、振动、冲击、摩擦和介质腐蚀等的工况条件下工作;③运行时间长.绝大部分机械设备不分昼夜,长年累月连续作业;④润滑条件差.由于环境恶劣,工况苛刻,加上停机时间短,这就使得机械零部件得不到良好的润滑和维护.因此,煤矿机械的磨损失效现象极其严重,由此而引发的设备故障和安全事故时有发生,造成的经济损失和危害难以估量. 随着我国煤矿机械化程度的日益提高,机械设备的磨损失效问题越来越突出,因此研究减缓煤矿机械的磨损失效对煤矿高产、高效和安全生产具有十分重要的意义,也是一项非常迫切的任务.为了深入了解和掌握煤矿机械的磨损失效情况,笔者调研了苏 (徐州矿务集团、大屯煤电集团公司 )、鲁 (兖州矿务集团 ) 皖 (淮北矿务集团 ) 等地区的主要煤矿,对煤矿机械的使用情况进行现场分析研究.本文主要介绍典型机械设备的磨损失效形式、磨损原因和由磨损造成的经济损失等.希望以此引起煤矿生产单位、上级主管部门和科研单位对煤矿机械磨损失效问题的重视. 1　磨损失效形式及机理 11　采煤机和掘进机磨损 截齿磨损 　截齿是采煤机中直接在煤层中割煤的零部件,它安装于滚筒上,随着滚筒的旋转,与煤层直接摩擦,因此,摩擦磨损是截齿的主要失效形式.当煤层中存在矸石等硬的矿料时,截齿将会急剧磨损,同时还产生很高的摩擦温度 (高达600～800℃),因而加快了截齿磨损.截齿在截割煤岩时承受着高的压应力、剪应力和冲击负荷,如果岩石硬度很高 (可达HV900～1 100) ,会造成截齿过载而直接断裂.在煤炭生产中,截齿的消耗量是惊人的.由淮北矿务集团配件科提供的数据显示,仅安徽淮北矿务集团1 a的截齿使用量就达70～80万把,折合人民币1 600多万元 (按2004年价格计算,下同 ).通过对几个煤矿的研究统计,磨损失效占截齿失效的80%～95% ,而断裂失效仅占5%左右. 滚筒磨损 　随着截齿将煤块从煤壁上切割下来,煤块自然地落在两条螺旋叶片之间,沿着旋转着的螺旋滚筒轴向移动到输送机上.因此煤块对滚筒的磨损非常严重,特别是螺旋叶片表现得最为突出,从最初的25mm磨损到只有几个毫米.此外,滚筒的端盘齿座磨损也极其严重,在使用现场发现,采煤机滚筒的换刀孔 (截齿座 ),一般情况下7～8个月 (采煤100万t左右 ) 就会出现变大现象,主要是由于截齿在截割煤层过程中,受振动冲击的作用,使截齿和齿座之间产生摩擦磨损所致.当截齿和齿座内壁出现缝隙时,煤粒和岩石粉尘进入其中,形成三体磨粒磨损,从而加剧了齿座的磨损.齿座磨损严重导致截齿固定不牢.采煤机除了截齿和滚筒在工作过程中易磨损外,减速箱中的齿轮也是主要的易磨损零件. 掘进机和采煤机的工作原理类似,其磨损失效情况与采煤机大致相同.对于因磨损造成采煤机、掘进机修理和更换材料的费用惊人,仅徐州矿务集团旗山煤矿 (160万t/ a)每年投入的资金就达90万元 (不包括截齿 ).现场统计数字表明,全国每年采煤机、掘进机因磨损失效而投入的资金高达27亿元. 12　刮板输送机磨损 刮板输送机是靠链条拖动刮板在中部槽内滑动而输送物料的,摩擦磨损和腐蚀磨损是刮板输送机的主要失效形式,它是煤矿生产中因磨损导致破坏最为严重的设备之一.磨损较为突出的是中部槽、链轮、链条、刮板、轴承及减速箱中的齿轮. 中部槽磨损 　在工作过程中,刮板输送机两边链由机头电机牵引与刮板一起带着物料在中部槽内移动.中部槽的磨损主要是物料 (煤及矸石 )、刮板和链对中板及槽帮的磨损,以及采煤机沿中部槽移动时造成的槽帮上翼磨损.按设计要求,两相邻中部槽水平偏转角和垂直平面的弯曲倾角不应超过3°,而实际上由于地面不平等原因,往往铺设角度超过以上规定,这样便使链条在运行过程中与槽帮和中板的接触压力增大,加速了中板和槽帮的磨损,同时又增加了机电事故的发生.根据现场数据统计,我国每年报废的中部槽多达50～60万节.消耗钢材610～712万t,价值2140～2188亿元.这是按照国产钢材价格估算的. 20