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延长矿山设备使用寿命的因素分析

矿山设备在使用过程中如何 延长使用寿命、提高设备的可利用性以及延长设备 大修时间的问题,主要是从与矿山设备大修 有关的因素来分析,如材料 、零件表面加工 、零件材料的疲劳和配合性质等。

矿山设备

1、材料

材料 与热处理的方法影响零件的使用寿命。选择零件材料时应根据零件承受的载荷性质和数值、运动速度、温度、润滑条件、腐蚀性以及制作工艺等方面综合考虑。由经验可知,一切磨损的发生和衍变均由材料的塑性变形开始。材料的耐磨性与材料的抵抗塑性变形能力与材料的硬度有关,如碳钢的耐磨性随硬度和含碳量的增加而提高。

高硬度零件必须在要求的表面光洁度下才能具有较高的耐磨性,表面光洁度低时,摩擦过程中凸起处被首先磨掉从而形成硬质磨料加剧磨损。

承受冲击负荷的零件除具有高硬度外,还必须具有较好的韧性。因硬度高的材料脆性大,所以承受冲击载荷的零件不应选择高碳钢,而应选择低碳钢或合金钢,并进行表面处理(渗碳后淬火和回火)。

铸铁中的石墨具有润滑的作用,铸铁的耐磨性较高,同时石墨本身的空隙也易于润滑油的渗透。在铸铁中加入镍、铬、锰、钼、硼及其他合金元素并进行相应的热处理,可提高其强度和耐磨性。铬能提高硬度,镍能提供硬度和促进石墨化,硼可使铸铁组织中产生一种高硬度碳化物,其硬度随含硼量的增加而提高,如发动机的活塞环和缸套。

2、零件表面机械加工

零件表面机械加工 是指机件的光洁度、几何形状公差和表面机械加工痕迹等,其中表面光洁度对零件的耐磨性影响 。在新机磨合期,零件表面粗糙的凸出点相互咬合,实际接触面积要小于计算值,致使接触点的压力和温度较高,造成凸出点快速磨损,配合间隙过大。

表面光洁度也影响静配合和过渡配合零件使用的耐久性。粗糙的表面在装配时,不平度的高峰产生剪切变形,使实际过盈量小于设计值,使用中零件之间易松动,降低设备的使用寿命。

在部件使用条件较差的环境(如浮选机刮板等),腐蚀性介质易从表面不平的凹陷处渗透,使零件锈蚀咬死。粗糙表面由于存在不平度,破坏了润滑油膜的连续性,使润滑条件变坏。然而从机件润滑原理考虑,过于光滑的零件表面在工作中容易挤出润滑油,使润滑油膜变薄,破坏润滑,因而零件表面应保持适当光洁度。

3、配合性质的影响

机械设备的使用寿命与制造和修理过程中的配合性质有关。以衬板的磨损为例,在修理装配时已留有初始的装配间隙。在新机磨合阶段,由于磨合间隙逐渐增大至磨合使用间隙,初始间隙和磨合使用间隙越小,衬板配合副的使用寿命越长,到达维修极限间隙的时间越长。磨合期的磨损主要与表面光洁度有关(也与磨合规范和方法有关),而较小的初始间隙只能通过精度加工才能达到,但提高了零件的修理和制造成本;因此,在保证配合间隙足够小的范围内,在装配检验时均采用选配法,而在制造和修理加工时放宽了公差范围,以选择精确的配合间隙。

在现场实际的装配中并不是间隙越小越有利。如果装配间隙小于 允许值,反而不利于润滑。如巴氏合金轴瓦,当装配间隙小于0.035时,发动机易抱轴烧瓦。轴瓦间隙过小,轴与瓦之间不能形成油膜作支撑散热;若装配修理间隙过大,有适当压力的润滑油会从过大的间隙中卸掉,整个润滑系很难建立起 润滑压力,加速整个机械的磨损。在维修和装配设备时,应按照维修 规范进行操作,任意减小或扩大使用间隙(或过盈)都将给机械设备造成不良的运转条件,加剧磨损,降低配合部件的使用寿命。

综上所述,矿山企业广泛认可和使用机械设备预知维修和主动维护管理理念,研究矿山机械设备的磨损原因、磨损规律和早期预防措施,不仅大幅延长设备的使用寿命,而且保障了安全生产。我们总结了影响矿山机械使用奉命的一些因素,供借鉴参考。

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