摘要:随着科学技术的不断发展,新型的矿井提升机逐渐开始使用滚动轴承,但是现在还是有一些的矿井提升机使用的是滑动轴承。虽然滑动轴承使用的时间更长,并且有更高的传动精度,但是其配置难度比较大,在维护工作当中对条件的要求较高。在本文当中对矿井提升机滑动轴承的润滑原理进行分析,将滑动轴承的检修和配置的重点内容确定了出来,并且把滑动轴承检测工作当中使用的最多的方法和手段进行了简单的描述。
关键词：煤矿提升设备；磨损分析；抗磨措施
1引言
在煤矿提升机的各个部件当中,滑动轴承是最关键的一个部件，对滑动轴承在摩擦、磨损以及润滑方面的特点进行分析,能够保证提升机的安全运转能力,把故障出现的概率降低,并将开机率提高,降低检修方面的成本投入,从而实现提高煤矿大型运转设备当中的管理水平的目标。
2磨损失效的原因和形式
2.1作业环境差
我国的煤矿开采主要是以地下开采为主，露天开采占的比重很小。所以大部分煤矿机械的工作环境都是处于矿井之下，环境相对封闭，煤屑、粉尘、矿料粉末充斥其中。这些颗粒粉尘很容易就进入轴承内部，与轴承的滚子和轴承圈相互摩擦，加快轴承的磨损。（1）胶带输送机的托辊采用轴承来支撑转动,在输送煤矿时,一些硬度较高的粉尘会混入轴承密封腔内,影响了润滑脂的润滑效果,并且使轴承内部产生磨粒磨损，甚至是干摩擦，加快了轴承的损耗，影响托辊正常运转。另外，托辊旋转的不畅，还可能导致托辊与胶带之间发生滑动摩擦，加重了托辊和胶带的磨损；（2）矿车的车轮也采用轴承旋转支撑，轴承不仅降低轮轴的转动摩擦，还承担着矿车车皮和煤矿的重量。如果混入水和煤炭以及其他颗粒，将导致转动不良，再加上承受的载重，会使轴承加速磨损。
2.2作业强度高
由于工人操作不熟，以及有目标产量的指标，使得机械设备的工作强度大，所处的工作级别高。机械设备在实际工作中经常处在较大负载、冲击、振动的工况下，再加上煤矿中可能含有矸石等硬的成分，更加重了设备的磨损。（1）采煤机的截齿，在正常工作时就承受着较大的载荷冲击和矿料摩擦，这个部位的磨损是很难避免的。但是如果工作强度大，过载严重，截齿可能会直接断裂；转速高挖掘频率快，降温不明显时，截齿表面会和煤矿之间产生高达800℃的温度，这都加剧了截齿的磨损失效；（2）振动筛的振动轴承承受着冲击载荷和摩擦力的共同作用，冲击与摩擦的耦合作用大大地缩短了振动轴承的使用寿命。国产振动轴承的可靠性本来就低，人为施加的较大的工作强度和偏心块产生的高频率冲击载荷，更加使得振动轴承提前失效。
2.3作业时间长
大多数煤矿企业实行轮班制度，采用工人轮班，设备不停的形式。导致设备带载运行的时间比较长，部分设备基本上日夜连续进行高强度运行，使得机械设备容易产生疲劳磨损，加剧了关键部件的老化磨损速度。如埋刮板输送机的链条和提升机的钢丝绳，都是疲劳失效效果明显的部件，长时间重复运动导致的疲劳磨损，对使用寿命有较大的影响。
2.4维护难度大
维护要求难以满足设备的实际需要。煤矿机械所处的环境情况恶劣，工况要求苛刻，润滑和维护的要求比普通机械高。但是由于设备停机次数少、时间短，更增加了维护的难度，进一步加重了机械的磨损失效。如当截齿和齿座内壁出现缝隙时,没有及时发现和修补，导致煤屑和矿石粉尘混入其中,形成三体磨粒磨损,本来齿座就受损了，维护的不及时导致磨损加剧，最终影响截齿固定的牢固程度。
3煤矿提升机滑动轴承的磨损失效分析
3.1齿轮
3.1.1裂纹和断齿
齿轮裂纹分为制造裂纹和使用裂纹。前者应降低在生产过程中产生的制造内应力，减少齿轮产生制造裂纹的机率。对于使用裂纹，主要发生于应力集中部位，临时处理方法是：将裂纹处打磨光滑，使其周边圆滑过渡，防止裂纹扩展。断齿一个或多个齿的整体或局部的断裂。可分为过载折断、塑变折断、疲劳折断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过载折断预防措施主要有：制造时控制材料及热处理质量，控制机械加工及装配质量，安装时保证接触精度，使用时防止硬物挤入啮合区，在传动系统中设置安全装置，在电控系统中设置过载保护元件。塑变折断是由于应力集中严重超过材料强度或者是运转过热引起齿轮材料强度的降低，造成轮齿塑变，最后折断。疲劳折断的主要原因是轮齿在过高交变应力的重复作用下，因疲劳裂纹不断扩展，使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力，造成过载最终折断。
3.1.2齿面疲劳和损耗
齿面疲劳是在过高的接触剪切应力作用下，在轮齿表面、次表面或表层下产生疲劳裂纹并进一步扩展而形成的一种齿面损伤。其特征是齿面金属的移失，并在齿面形成一些凹坑。临时处理方法是：将点蚀坑边缘打磨圆滑，并且更换极压润滑油。通过对软齿面齿轮进行跑合，扩大接触面，降低齿面粗糙度；对硬齿面轮齿进行修形，选择高性能极压润滑油等措施都可以减少点蚀现象的发生。齿面损耗可分为滑动磨损、腐蚀、过热、侵蚀和电蚀五大类。其中滑动磨损最为常见。如有齿面损耗现象，应更换优质极压润滑油，保证润滑油的清洁度要求，如果齿面损耗过快，则应厂商尽快联系处理。
3.1.3齿轮胶合、永久变形等
胶合是相啮合齿面在一定的压力下润滑油膜破裂，金属发生直接接触而融化粘连，随着齿面的相对运动，金属从齿面上撕落的一种齿面损伤。临时处理方法为：将胶合损伤处磨削光滑，并更换极压润滑油。当齿轮工作应力超过轮齿材料的屈服极限时，材料产生塑性变形，形成齿面或齿体的永久变形，发生永久变形一般应直接更换备件。为防止齿轮故障的发生，应采用硬齿面齿轮提高齿轮强度与承载能力。硬齿面齿轮设计要结合现场使用情况，以及实际制造水平，确定合理的使用系数，保证齿轮强度设计安全可靠。齿轮用钢，要求钢材具有强度高、韧性好、综合力学性能优良、加工性能好的特点。热处理是材料获得预期性能的关键，优良的材料只有通过适宜的热处理工艺过程才能获得相应的优良组织状态和性能。在计算齿轮强度时，正确计算设备的每天工作时间、正确确定工况系数、减少富余量，可以优化齿轮设计。
3.2轴承
运转中无法直接观察轴承，只能通过对噪声、振动、温度、润滑剂等状况的监测，来分析轴承的异常，这对检修人员的个人经验提出了很高的要求。为了判断拆下的轴承能否继续使用，应重新检查尺寸精度、旋转精度、内部游隙，并且检查各零件的表面是否有损伤。通过分析轴承损伤的原因，及时采取响应的对策，改善轴承的使用条件，并且补充轴承的备件。滑动轴承在提升机减速器中应用广泛，流体动压轴承由于两摩擦副间存在油膜，故具有摩擦力小、磨损少、寿命长、运转平稳和对冲击、振动不敏感等优点。但在提升机减速器中，用滚动轴承代替滑动轴承，可以降低维护费用，节约维修时间，降低事故率。
3.3润滑油
提升机减速器一般为闭式减速器，齿轮、轴承都在清洁的环境中工作。并且由于齿轮、轴承的工作都需要润滑，减速器中存在大量润滑油。按照密封接合面间有无相对运动，可分为静密封和动密封。润滑油从静密封中泄漏的主要原因是箱体的剖分面加工质量不好、不平度误差大或有变形、静密封元件质量不过关。其处理方法一般为：将静密封元件清理干净，再对静密封部位重新进行密封。润滑油从动密封中泄漏的主要原因是因为密封设计质量或装配质量不过关、密封元件质量不好。其处理方法一般为：更换密封元件；修改润滑油回路，使回油畅通；加大通气孔，减少减速器内的压力。减速器的静密封可以靠精细加工的表面的相互压紧来实现，在不能完全压紧处通过增加弹性填充物来实现。在矿井提升机减速器的实际应用中通常在盖、箱体、法兰之间采用密封胶，保证静密封的可靠性。减速器的动密封可以通过接触式密封结构或非接触式密封结构来实现。实际应用中，轴头密封结构通常采用迷宫密封结构、甩油环密封结构、油封密封结构和填料密封结构等。
3.4箱体
箱体的强度、刚度和寿命直接影响提升机的工作能力。通常情况下，只要满足刚度条件，通常都能保证所需要的强度。只有在箱体承受较大的冲击载荷或可能出现意外载荷作用时，才必须计算强度。在某些特殊情况下，必须运用有限元分析方法对箱体进行结构分析，以提高箱体设计的可靠性，并且可以节约材料，降低生产成本。安装前由于运输起吊引起的箱体变形，在安装时要进行矫正。
结语：煤矿提升设备的构件受到摩擦、化学锈蚀等影响，会造成其相应的运转成效缺失。由于我国的设备维护、维修技术不高，使得提升设备的淘汰率升高，矿产企业的成本增加。因此，应该打破旧思维的牵制，积极引进先进技术并进行创新，提高提升设备的抗磨性。
参考文献：
[1]王建平.煤矿机械磨损失效探讨[J].中小企业管理与科技，2014（2）201-202.
[2]刘广平.工程机械磨损失效分析和抗磨措施[J].农业技术与装备，2010（04）.
论文作者:杨良云
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/18
标签：轴承论文; 磨损论文; 齿轮论文; 煤矿论文; 裂纹论文; 轮齿论文; 箱体论文; 《建筑科技》2017年9期论文;