摩擦磨损在矿山机械中的分析

磨损 2016-12-23 10:22:13
  在进行矿山开采的过程中,矿山机械的使用量是非常多的,其开采的产量以及质量主要是依赖于机械的使用效率。但是在目前大多数的矿山机械使用过程中,都存在着机械摩擦磨损的问题,有时会因机械的磨损而对矿山开采的效率造成一定的影响,严重的话还会影响整个工作的进度。因此,对机械对号定期的养护工作时非常重要的。 
  一、机械设备摩擦磨损 
  在机械实际投入使用的过程中,机械设备会表现出以下三种磨损状态:磨蚀、磨损、断裂,而这些磨损都会导致极为严重的间接损失。根据相关调查数据发现,全球至少有1/3-1/2能源被直接浪费在了磨损的环节,磨损会造成设备的损坏,全球每年会因为这一环节造成上千亿美元的损失。在某些机械设备的使用工况极为复杂的情况下,高速、高温、高压等工况会影响机械设备的部分零件,使得零件磨损报废的机率能够大幅度提高,延长了设备的维护时间,直接影响了正常的生产作业秩序。所以,关键需要对材料的磨损方面进行全面、深入的研究。对于某些起到辅助和起重作用的设备,能够承受较大的冲击力和振动力,使得机械设备中的液压元件能够具备较为严重的磨损状况。对于这些摩擦磨损状况的改善,能够提升系统的使用寿命。 
  二、液压泵的摩擦磨损分析 
  (一)磨粒磨损 
  在机械设备中的部分液压元件之间会出现摩擦的现象,对于某些微小的硬质物可以采用软材料的表面对其进行滑磨,其表面会出现一定的沟纹现象,使得液压泵出现泄露的可能性会增加,会直接影响到液压泵的容积效率,从而,可以将液压的压力和力量降低。根据相关的统计数据,在被污染的油液之中,杂质、尘埃、金属颗粒是主要被涉及到的污染物。各种迹象显示,固体颗粒能够带来较大的危害。分布、硬度、形状、尺寸等问题会影响污染颗粒本身所表现出的性质,能够极大程度的影响到元件表面的磨损状况,泵所受到的磨损与其内部的颗粒污染物的磨损性有着某些方面的联系,在进行初步实验的阶段,煤粉会表现出最低的磨损性,而淬火钢粉会出现较大的磨损性。 
  (二)粘着磨损 
  根据相对应的摩擦理论,当液压泵内部的两个表面处在接盈的情况下时,机械设备的部分环节会承受极大的压力,这样会出现塑性变形的状况,这些表面的粘着性极强,使得表面能够构成一体化,这类状况被称为粘着或冷焊。当一个表面比另一个表面硬时,在硬表面的糙面顶部位置,会形成在软表面上的犁沟。 
  (三)气穴气屑 
  液压泵的油液中并没有出现任何的污染物或颗粒物质,当油液中存在过量的空气时,会使得液压的相关元件遭受到严重的磨损,在此时不能够正常的进行工作。在一般情况下,可以将油液中的空气的存在形式分为以下两种:一、气体直接溶液在油液之中。当存在的液体压力不大时,并没有较为明显的观察到其中的气体,所以,气体的溶解度也会与油液之间存在某一方面的联系;二是如果对液油进行灌装工作时不小心混入了空气。这就需要对液压泵带来的磨损进行控制,主要是因为在对液压泵进行使用的过程中,油液的压力在某些方面发生了变化,当油液的压力不断下降到某一个值时,油液中的气体会不断的被释放出来,这时,机械设备的元件内壁就会形成大量的气泡,不能够正常的运转机械设备,保持工作能够正常进行。 
  三、内燃机的摩擦磨损分析 
  (一)机械内燃磨损 
  当内燃机在煤矿井之下进行作业运行时,此时的机械的运行原理会较为复杂,由于煤层的表面具有较大的粗糙程度,使得大量的磨损粒和磨损屑会在机械进行正常运转的过程中,掉落到机械设备的上面,在对煤矿井进行开挖的过程中,灰尘的浓度较高,当气体进行内燃机的内部的时候,大量的粉尘颗粒会在此时被不断的吸入机械设备中,这会使得内燃气腔体内部所出现极为严重的磨损现象。当内燃机进行正常工作时,其中所存在的粉尘颗粒和颗粒的浓度会不断的增加,使得缸体内部压力能够不断的得到提升,这时颗粒就能够牢牢的附着在缸壁的上面。磨损的磨粒会出现不同的自身形态而存在,例如:数形状、层状等,粉尘、煤屑、金属粉等各种不同的微小碎屑都属于污染物颗粒的存在形式。通过使用铁谱法、光谱法能够鉴别磨粒的各种具体的含量、成分、大小等,使用光谱法能够更为简便的对污染颗粒物的各种不同的成分进行测量,这主要是因为铁谱法需要更加丰富的经验和优秀的样品,这就需要达到较高的条件。 
  (二)粘着磨损 
  粘着磨损的过程主要是出现在机器的跑和阶段,这时的机械表面的粗糙度一般较大,而实际的接触面积只有名义接触面积的0.01%一0.1%左右,在较为强大的压力下,塑凸性会产生塑性变形的状况,磨损率会大约为正常工作的50-100倍,磨去最大峰的高度大概是65%~75%。为了能够避免机械表面出现过度擦伤和疲劳磨损,可以通过一些方式来处理缸体表面,例如:CVD、PCD、渗碳等,这些方式都能够通过对表面硬度的增加,能够增强机械表面的耐磨性;为了能够将磨粒在材料表面的磨出沟槽减少,可以减小发动机的耗油量。 
  四、结语: 
  矿山机械在进行运作的过程中,摩擦磨损会对其使用的效率造成很大的影响。因此在进行实际的操作过程中,一定要做好定期的检查和维护。首先,要对机械设备整体的摩擦磨损进行一定的分析,做好对应的养护工作,以保证机械的正常运作。其次,要加强对液压泵的检查,液压泵主要存在着磨粒磨损、粘着磨损、气穴气屑这三个方面的问题,需要做好定期的养护工作。最后还要注意内燃机的摩擦磨损程度,内燃机中主要存在着磨粒磨损和粘着磨损的问题,应加强重视,并有针对性地进行检查,做好相应的措施,才能够更加全面地对掌握机械的磨损程度,提高矿山机械的使用率。
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