采(cǎi)煤機工(gōng)作中部件摩擦、磨損分析及其優化探究

2014-11-27

李鳳海(hǎi)
(黑龍江煤炭職業技術學院(yuàn),黑龍(lóng)江雙鴨山 155124)
  摘 要:采煤機工作中部件摩擦、磨損分析(xī)及其優化的探究是煤礦企業(yè)生產中是一項迫切需(xū)要解決的問題,通過煤對金屬的摩擦磨損、截齒與煤的摩擦(cā)、端盤齒座與煤的摩擦、磨(mó)損、采煤機自身零部件間在(zài)運轉過程中的摩擦、磨損進行(háng)分(fèn)析,並(bìng)進一步提出減少采煤機工作中部件摩擦(cā)、磨損的一些優化措施(shī)。
  關鍵詞:采煤機;摩擦;優(yōu)化
  摩擦是日常生活和科(kē)學技術領域中(zhōng)常見的現象(xiàng),摩擦對生活和生產非(fēi)常重。但摩擦也有他不利的一麵,摩擦造成能量的損耗,同時又造成機械零部件的磨損,進而影響機械的使用(yòng)壽命,造成經濟損失。在研究采(cǎi)煤機摩擦的課題(tí)中,其中(zhōng)以采煤(méi)機和煤(méi)的摩擦Z為重要。因此對(duì)采煤機工作(zuò)中部件摩擦、磨損分析(xī)及其優化的探究是煤礦企業(yè)生產中是一項迫切需(xū)要解決的問題。
  1 常用采煤機簡析
  目前,煤礦企業廣泛應用的采(cǎi)煤機械可分為兩種:滾筒式采煤機和刨煤機。相比於傳統的刨煤機,滾筒式采煤機(jī)的采掘範圍大,對各種煤層適應性強(qiáng),同時能(néng)截(jié)割硬度比較大的煤,並能適應較複雜的頂底板條件,因而得到了廣泛應用,是綜合機械化采煤的主要(yào)設備。在煤(méi)礦洞中采煤機工作的兩個主要工(gōng)序是把煤從(cóng)煤層上截落下來並裝入輸送(sòng)機。在這兩個過程中,采煤機在工作過程中不可避免和煤的接觸,因此煤是采煤機的摩擦磨損的一個非常的重要因素,具(jù)體表現在(zài)以下三方麵:采煤機截齒破碎煤岩和煤岩(yán)的(de)摩擦;采煤機在煤礦中的輸(shū)送機移動(dòng)的摩擦;自身各零部件如(rú)齒輪(lún)、軸承等之間在運轉過程中存在的(de)摩擦現象。這些摩(mó)擦導致了能量損耗,零件失效,機器可靠性降低。因此我們將(jiāng)對截齒與煤岩(yán)、端盤齒座與煤(méi)及采煤機工作過程中(zhōng)自身零部件的三個方麵的摩擦磨(mó)損進行分析,並提出減小摩擦磨損的優化(huà)措施。
  2 對采煤機工(gōng)作中摩擦磨損的分析(xī)
  2.1煤(méi)對(duì)金屬的摩擦磨損。煤對金屬的磨損屬磨粒磨(mó)損。也(yě)就是非金屬硬粒或凸體與零件表麵發生摩擦接觸後使零件表麵材料(liào)損耗的一種現象或過程(chéng)。磨粒磨損是Z常見的磨損現象,也是各種磨損中Z嚴(yán)重的一種磨損形式。
  2.2截齒與(yǔ)煤的摩擦、磨(mó)損(sǔn)。采煤機截齒可分為刀齒(又稱(chēng)徑向齒)和鎬齒(又稱切向齒)兩種。由於截齒與煤是直接接觸,在切割煤岩時要承受剪應力、高壓應力和衝擊(jī)負荷,假如碰到很堅(jiān)硬的煤矸石,截齒還有升溫問題,因此對於截齒在複雜的工作條件(jiàn)下,自身的硬(yìng)度和(hé)材質要求比較高。
  2.3端盤齒座與煤的摩擦、磨損。采煤機與煤的摩擦,除了截齒與煤的摩擦磨損,端盤齒座與(yǔ)煤的接觸摩擦也非(fēi)常重(chóng)要。端盤截齒一般都是分幾條截線按各自角度均勻布置在端盤圓周上(shàng),在正常截割過程中,煤(méi)對端盤齒座磨損(sǔn)並不嚴重。在斜切進刀過(guò)程中,采煤機螺旋滾筒端盤端麵側有部分煤沒有被截(jié)割下來,這部分未(wèi)被截割下來的煤與端盤齒座發生摩擦,導(dǎo)致端盤齒(chǐ)座嚴重磨損而失效。
  2.4采煤機自身零部件間在運轉(zhuǎn)過程中的摩擦。除了采煤機與煤的接觸(chù)摩(mó)擦磨損外,采煤機運轉過程中(zhōng)各部分零部件亦存在摩擦現象。以MG300型采煤機為例,其(qí)由(yóu)電動機及其電控設備、截割部、牽引部、破碎機(jī)構和輔助裝置等五大部分組成。由於地下煤礦的環境(jìng)惡劣,振動衝(chōng)擊力強,粉塵及酸性水汙染腐蝕嚴重,截割部、牽引部等其中的機械傳動係統和液壓傳動係統中的摩擦Z為顯著,這其中包括(kuò)很多零部件(jiàn),如齒輪(lún)、軸承、泵、閥等。
  1)機械傳動係統中的摩擦、磨(mó)損(sǔn)。采煤機(jī)零部件的機械傳動(dòng)係統中的摩擦、磨損主要是指齒輪(lún)傳動、滾動軸承的工作表麵(miàn)損傷(shāng)、聯接的(de)微動磨損三個方麵的摩擦、磨(mó)損。采煤機齒輪傳(chuán)動屬於低速重載齒輪傳動的範(fàn)疇,齒麵潤滑油較薄,磨損嚴重,截割部減速箱的齒輪傳(chuán)動尤為嚴重;滾動軸承中的磨粒磨損往往是由於潤滑劑不清潔或密封不良引起(qǐ)的。
  2)液壓係統中的摩擦、磨損。采煤機液壓係統中的摩擦(cā)、磨(mó)損是液(yè)壓元(yuán)件的效率下(xià)降,性能劣化,Z終導(dǎo)致完全失效的主要原(yuán)因。根據國內(nèi)外的統計資料,液壓和潤滑係(xì)統中70%以上的故障(zhàng)是由於汙染造成的。在研究中(zhōng),我們發現液壓係統的摩擦、磨(mó)損機(jī)理有粘著磨損、表麵疲勞磨損(簡稱疲勞磨損)、磨粒磨損、衝蝕磨損、腐蝕磨損。
  3 對(duì)采煤機工作中減少摩擦(cā)磨損的優化探(tàn)究
  采(cǎi)煤機在工作(zuò)過程中,機器的零部件在工作中要相互摩(mó)擦、磨損,加之其工作環境惡劣、潮濕,空間受到限製,受到粉塵和其他的汙染等各種因素影響,導致磨損更加嚴重(chóng),加快零件失效。本文提出了以下幾種減(jiǎn)少采(cǎi)煤機工作過程摩擦磨損的優化措施:
  3.1提(tí)高截齒可靠性的主要措施。在國內外科研與生產實踐中己經總結出許多卓有成效的提高(gāo)截齒可靠性的措(cuò)施和經驗。主要有以下幾種:提高截齒、滾筒的製造質量,在製造(zào)廠一要加強質檢工作,嚴把(bǎ)質量關。在(zài)煤礦要施行截齒(chǐ)和滾筒的驗收製度(dù),不合格產品(pǐn)要退貨;掌握煤層的賦存狀態和物(wù)理機械性質,然後據此正確選擇截齒和設計滾筒的技術參(cān)數;加強(qiáng)對有關摩(mó)擦、磨損機理研究(jiū),促進(jìn)加深對截割過(guò)程中截齒與(yǔ)煤接觸的認識,為更好(hǎo)的解決有關問題提供理論依(yī)據;對提高采煤機操作人員(yuán)的文化(huà)素質和技術水平予以足夠(gòu)重視,對他們進行技術培訓,實行持證上崗,按技術規範操作采煤機,避免操作失誤(wù)。
  3.2減少端盤齒座磨損的措施。為減少(shǎo)端盤齒座的磨損,總結一些經(jīng)驗以及采取的措施有:端盤上采用大角(jiǎo)度齒,避免(miǎn)齒座(zuò)與煤壁直接接觸;在端盤煤壁側貼焊耐磨(mó)板(bǎn),盡量避免(miǎn)齒座外露;采用錐形端盤(pán),並增大錐度從而(ér)增(zēng)加存(cún)煤空間;在端盤上增加掃邊齒,這樣不僅可以(yǐ)增加滾筒端麵(miàn)的截割能力,而且可以減少端盤的聚煤(méi)厚度。掃邊齒Z好呈90°,均勻布置(zhì)在端(duān)盤端麵上;端盤齒座靠煤壁側外形由直角形改為圓弧形或增大圓(yuán)弧,從而增加煤壁距齒座外緣的距(jù)離(lí),減少齒座的磨(mó)損。
  3.3減少零部件摩擦和磨損的措施(shī)。采煤機在工作過(guò)程中(zhōng),機械(xiè)和液壓係統中的磨損對采煤機的正常運行危害很大,為了減(jiǎn)少和降低摩擦、磨損,總結一些經驗和措施主要有:推廣應用合理潤滑技術,加強潤滑管理;積極發展應用工況監測技術及基(jī)礎研究;加強機器設備(bèi)的使用、維修保養和管理;合理改進零件結構(gòu)設計和(hé)選擇材料(liào),積極發展表麵抗磨技術(shù)。
  4 總結
  通過對采煤(méi)機在工作過程中,其零部件(jiàn)摩擦磨損宏觀方麵的分析,需考(kǎo)慮采煤機(jī)設計(jì)、製造、使用、維護(hù)等多方(fāng)麵,采取相應的措施,以減少機器零件設(shè)備的摩擦、磨損(sǔn),這是一項複雜而重要的工作,必須達(dá)到多方麵協調一致,取得Z優效果,才能保證設備的正常(cháng)運行,使達到良好的生產效益、經濟效益和(hé)社(shè)會效益。
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來源:《矽(guī)穀》2011年2期
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