發(fā)布時間：2023-03-21 17:09:06
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的煤礦機械論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
綠色設(shè)計是全面、系統(tǒng)地衡量煤礦機械產(chǎn)品的設(shè)計初期、加工階段、應(yīng)用過程等整個生命周期的環(huán)境特性與資源效率的一種新興設(shè)計理論和手段。煤礦機械的綠色設(shè)計系統(tǒng)地考慮到煤礦機械產(chǎn)品的研發(fā)、制造及使用對生態(tài)環(huán)境的影響，在實現(xiàn)煤礦機械產(chǎn)品使用功能的基礎(chǔ)上，最大程度上降低對環(huán)境造成的破壞和影響。綠色設(shè)計與制造同現(xiàn)有設(shè)計與制造模式有很大不同，它是在現(xiàn)有模式基礎(chǔ)上，融合了環(huán)境保護學(xué)、人機工程學(xué)、環(huán)境行為學(xué)和消費心理學(xué)等領(lǐng)域知識的理念和方法，旨在將其滲透到機械產(chǎn)品設(shè)計、制造與應(yīng)用整個生命周期中，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。煤礦機械綠色設(shè)計與制造，是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用以及回收等整個生命周期環(huán)境特性、資源效率的先進設(shè)計理論、方法；新穎之處在于系統(tǒng)考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造及其應(yīng)用活動對環(huán)境產(chǎn)生的影響，最大限度降低機械生命周期內(nèi)對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。煤礦機械的綠色設(shè)計的主要內(nèi)容有設(shè)計建模、材料選擇、可拆卸性、可回收性、成本設(shè)計、數(shù)據(jù)庫和知識庫設(shè)計、安全保護設(shè)計。
2煤礦機械綠色設(shè)計的材料選擇
綠色設(shè)計一直以來所奉行的設(shè)計理念是節(jié)約資源，保護環(huán)境。首先在材料擇取方面，應(yīng)當(dāng)重點選擇環(huán)保性能高、可再生利用并且具有回收價值的產(chǎn)品材料。其次，構(gòu)建環(huán)境負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)庫及專家系統(tǒng)，即全面整合研究當(dāng)前擁有的材料，對其所產(chǎn)生的環(huán)境協(xié)調(diào)性表現(xiàn)給予一定的信息支撐，從而做出與之相對應(yīng)的評價。另外，構(gòu)建研究產(chǎn)品材料生命周期的評價手段。研究材料生命周期評價是指，對原材料產(chǎn)品到成品、成品到廢品過程中的資源、環(huán)保、成本問題進行分析，研究出材料的綠色性評價方法。
3煤礦機械綠色設(shè)計的內(nèi)容
3.1可拆卸性設(shè)計
可拆卸性設(shè)計是使完成產(chǎn)品得以有效回收的一項極為重要的策略，同樣，也只有拆卸才可以真正意義上實現(xiàn)全部的材料的回收再利用。根據(jù)大量實踐得知，是否具備可拆性設(shè)計，是直接決定機械設(shè)備應(yīng)用生命周期長短的重要因素。可拆卸性設(shè)計是在煤礦機械產(chǎn)品的設(shè)計初始階段就必須考慮的問題，只有這樣，才能實現(xiàn)煤礦產(chǎn)品的高效回收。煤礦機械產(chǎn)品相較于其他產(chǎn)品，體積更大，加工工藝更復(fù)雜，所需要的原材料更多，因此在對其進行綠色設(shè)計時，一定要考慮可拆卸設(shè)計。可拆卸設(shè)計主要包括拆卸產(chǎn)品設(shè)計、拆卸工藝設(shè)計和拆卸系統(tǒng)設(shè)計，其設(shè)計原則為:易于拆卸，易于分離，減少拆卸工作量，減少零部件的多樣性以及可預(yù)測產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
3.2可回收性設(shè)計
煤礦機械綠色設(shè)計中的可回收設(shè)計是在產(chǎn)品設(shè)計過程中，最大化權(quán)衡機械產(chǎn)品零部件及產(chǎn)品材料的回收性、回收價值、回收手段以及回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等一系列問題，從而實現(xiàn)產(chǎn)品零部件及產(chǎn)品材料資源的高效再利用，最大化減少對生態(tài)環(huán)境的污染?？苫厥招栽O(shè)計涵蓋的內(nèi)容有：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性與經(jīng)濟性分析?？苫厥招栽O(shè)計在整體綠色設(shè)計的周期工程中扮演著極其重要的角色，科學(xué)合理地實現(xiàn)回收再生利用，能夠使產(chǎn)品本身最大化地發(fā)揮出提高經(jīng)濟效益的作用。
3.3安全保護設(shè)計
由于煤礦機械設(shè)備絕大多數(shù)都在井下工作，因此，機械設(shè)計必須要全面考慮保護設(shè)計。根據(jù)統(tǒng)計顯示，近些年來，我國發(fā)生的大部分礦井事故都是由機械設(shè)備的故障導(dǎo)致的，而且一旦出現(xiàn)事故，就極有可能產(chǎn)生人員傷亡。煤礦機械綠色設(shè)計應(yīng)以“以人為本”為設(shè)計理念，保證機械產(chǎn)品的安全性。
4基于煤礦機械綠色設(shè)計的加工途徑
4.1網(wǎng)絡(luò)化機械加工
通過企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)將處于分散狀態(tài)的加工中心、數(shù)控設(shè)備等串聯(lián)起來，從而使機械加工控制中心有效地對全部加工進程實施全面監(jiān)督控制。與此同時，還可以和煤礦企業(yè)中的工程設(shè)計及管理信息系統(tǒng)等集成，以實施最佳的優(yōu)化決策。
4.2信息化機械加工
綠色機械信息化加工的目的是在不影響加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，完成整體的最優(yōu)化加工。從系統(tǒng)的視角出發(fā)，全方位衡量煤礦企業(yè)與整個社會的綜合成本，綜合研究不同的材料、零部件、設(shè)備等對加工的影響。信息化加工途徑是實施綠色機械加工的重要技術(shù)手段。為了使整體設(shè)計達到最優(yōu)化加工，必然要構(gòu)建加工設(shè)備、切削刀具、切削液等相關(guān)資料的數(shù)據(jù)庫，利用有限元法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等先進技術(shù)對方法進行驗證。
5結(jié)語
自從20世紀(jì)80年代以來，我們國家煤礦企業(yè)的開采量一直都是保持比較好的勢頭。至于運輸井下厚煤方面，那些大型的煤礦企業(yè)用的方法都是膠帶運輸。在膠帶運輸?shù)倪^程中，對于工況監(jiān)控系統(tǒng)的研制總的來說取得的成果是可喜可賀的，并且對于它的應(yīng)用已經(jīng)進入了一個快速的發(fā)展階段?，F(xiàn)今，不管是計算機技術(shù)還是PLC技術(shù)，在實際生活中得到越來越多的應(yīng)用，以前那些比較單一的保護現(xiàn)在也變得系統(tǒng)化、綜合化。這里要提到的就是DCS結(jié)構(gòu)，它實現(xiàn)了地面監(jiān)控的目標(biāo)。電氣自動化技術(shù)目前來看，它發(fā)展得很不錯，變頻器的技術(shù)變得越來越成熟，這樣也就使得調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展得越來越好。一部分比較先進的國家，在采煤方面有很大的突破，它們對于提升機電控方面的研究比較深入，現(xiàn)在他們開始把PLC作為中心控制器，這樣一來就實現(xiàn)了提升工藝控制，同路行程控制跟安全回路監(jiān)控的全微機監(jiān)控，從而改善了提升機安全運行方面的問題。現(xiàn)今社會，高科技文化發(fā)展的越來越好，對于煤礦機械設(shè)備而言，信息化設(shè)計它占據(jù)著重要的地位，總的來說，它是一個非常必要的環(huán)節(jié)[2]?，F(xiàn)在，我們國家的煤礦事業(yè)并不發(fā)達，比那些先進國家的相差很多，所以，我們國家一定要制定切實可行的政策，并且還要給予足夠的技術(shù)扶持，這樣一來才可以發(fā)展壯大我們國家的信息化建設(shè)事業(yè)。目前，我們國家的煤礦工業(yè)發(fā)展非常迅速，國家對煤礦開采的安全性以及煤礦機械設(shè)備的信息化建設(shè)提出了更高的要求，除此之外，煤礦企業(yè)本身為了得到更好的發(fā)展，不得不進行信息技術(shù)改革，這樣一來就使得信息化設(shè)計在煤礦設(shè)備中占據(jù)的地位越來越高。
2.煤礦安全，監(jiān)控控制系統(tǒng)
我們國家的很多煤礦企業(yè)，已經(jīng)開始使用安全監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)測裝置非常的多，涵蓋遙測儀、斷電儀、紅外線自動噴霧等裝置，這些對于我們國家的煤礦生產(chǎn)的安全要求來說是完全足夠的，但是遺憾的是，我們國家的相配的傳感器種類非常的少，同時使用的壽命不是很長，除此之外，它的工作穩(wěn)定性相對而言也比較差，這樣一來就使得維護的工作量變得很大，以上的問題使得監(jiān)控系統(tǒng)的工作缺乏安全性以及可靠性，在實際操作中沒有得到充分的利用[3]。對煤礦機械設(shè)備進行信息化設(shè)計對于提高工作效率是非常有幫助的，主要就是信息化設(shè)計可以改變落后的生產(chǎn)方式，同時改變了煤礦的作業(yè)模式。因此，研究信息化設(shè)計在煤礦機械設(shè)備中的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的意義。
3.結(jié)論
現(xiàn)如今，我國雖然在煤礦機械制造技術(shù)上的發(fā)展十分顯著，然而設(shè)備外觀上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，幾乎都存在著標(biāo)牌粘貼位置和方向不標(biāo)準(zhǔn)、涂漆不均、手柄方向有所偏差等。工裝設(shè)計的主要任務(wù)是完善工藝標(biāo)準(zhǔn)中的一種工具或設(shè)備，使其可以對工件的相關(guān)操作發(fā)揮出應(yīng)有的作用?？茖W(xué)的設(shè)計能改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高零件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，降低工作人員勞動強度，最重要的是可以減少生產(chǎn)成本，增加企業(yè)生產(chǎn)效益。尤其工作人員整天圍繞操作機器，疲勞程度可想而知，在操作設(shè)備過程中出現(xiàn)思想混亂，是引發(fā)事故的直接因素。有的煤礦機械制造引進的是國外先進設(shè)備，其比例和尺寸和中國人體尺度都存在偏差，過矮或過低都會使操作人員抬腿或彎腰。而工裝設(shè)計的作用就在于以定位和夾持的方式控制機械加工中的工件，使其成為符合工藝要求的工具和設(shè)備，其設(shè)計需遵循以下原則：1）使用專用工具：生產(chǎn)線中的所用工裝設(shè)備要符合工人具體條件和產(chǎn)品要求，這是提高生產(chǎn)效率的因素之一。2）用夾具固定產(chǎn)品及工具：此設(shè)計原則目的主要是為了釋放操作設(shè)備人員雙手，采用固定用臺鉗或夾持具固定產(chǎn)品及工具，大幅度提高工作效率。3）將兩種工裝合并成一種：此原則是為了減少轉(zhuǎn)拉的工時消耗和工具的更換麻煩，比如學(xué)習(xí)工具中的鉛筆和橡皮就合并為了一體。4）機械操作動作流程化：一般機械操作的相對集中性質(zhì)可以在免于人員監(jiān)控的前提下實現(xiàn)自動化，能自動完成自檢等工作，使產(chǎn)品在安全和有效中進行。由于目前工裝設(shè)計的分類是依據(jù)產(chǎn)品類型，因而就沒有詳細(xì)界定工裝的具體性質(zhì)和特征，導(dǎo)致在工裝設(shè)計中不能及時找到該類型的工裝原始設(shè)計圖。此外，工裝設(shè)計人員在完成設(shè)計任務(wù)時以單獨的方式進行，缺乏對現(xiàn)有工裝資料的了解。據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計，有3／4以上的零件在不同產(chǎn)品中都較相似，再加上工裝服務(wù)于產(chǎn)品，幾乎每套工具的組成都需要定位、導(dǎo)向、夾緊及基體等部分，相似或相同的零部件出現(xiàn)工裝的幾率非常大。
2煤礦機械制造中工裝設(shè)計發(fā)展
煤礦生產(chǎn)過程中，企業(yè)的生產(chǎn)、供電及通風(fēng)與機械的工作效率、能耗情況及自動化水平息息相關(guān)。所以，研發(fā)出一套高效低能且自動化水平較高的刨煤設(shè)備對后續(xù)采煤工作起著積極的促進作用。薄煤層在我國的煤層總儲量中占五分之一，作業(yè)空間嚴(yán)重不足，環(huán)境惡劣，使薄煤層的開采工作受到嚴(yán)重影響。剖煤機具備淺截深的特點，不僅能改善上述環(huán)境和空間問題，還能實現(xiàn)多次循環(huán)，有助于提高薄煤層的開采效率。在進行工裝設(shè)計中，應(yīng)首先分析其客觀條件，利用電子計算機制定大概設(shè)計方向，因為在煤礦機械的組成中電子控制系統(tǒng)占據(jù)著重要的比重，機械、液壓技術(shù)難以達到其性能要求。然而一些機械的各種性能可能因電子控制的應(yīng)用有所改善，目前，機械產(chǎn)品的生產(chǎn)都是以小批量進行的，導(dǎo)致工裝利用程度較低，一些工裝設(shè)計部件會重復(fù)進行。在科技化和信息化突飛猛進的時代，應(yīng)及時了解零件加工時所具備的位置、基準(zhǔn)、精度等指標(biāo)，保證零件加工和制作的準(zhǔn)確性。依照零件的定位方式、加工面參數(shù)及指標(biāo)等建立相對全面的系統(tǒng)，以系統(tǒng)為基準(zhǔn)建立信息庫，對提高工裝設(shè)計水平起著積極的促進作用。
3煤礦機械制造中工裝設(shè)計的完善
工裝設(shè)計中需分析目前發(fā)展，利用現(xiàn)代的計算機促進發(fā)展，也是煤礦機械制造發(fā)展的必然前提，將電子控制系統(tǒng)運用至煤礦機械中的比例越來越重，如果依舊依靠當(dāng)前機械和液壓技術(shù)已經(jīng)不能跟上經(jīng)濟時展的腳步，也無法提高煤礦機械的性能。煤礦機械的必要選擇之一就是電子控制技術(shù)，除了引入煤礦機械中，也會給煤礦機械帶來不同的技術(shù)變化。一般煤礦機械產(chǎn)品大部分以單件小批量生產(chǎn)，致使其服務(wù)于工裝的利用率較低，工裝中的元部件可能會因上述方式導(dǎo)致重復(fù)設(shè)計。
3．1加強材料管理工作工裝設(shè)計中不可獲缺的就是材料，一般在設(shè)計全新的工裝時需要設(shè)計人員根據(jù)實際所需制定設(shè)計方案，把設(shè)計工裝或?qū)Σ考臉?gòu)思都轉(zhuǎn)化為分離代碼，之后按照代碼檢索所屬工裝或零部件的設(shè)計圖紙和資料，將一些可以直接運用的零部件圖和工裝選擇出來，以初始設(shè)計圖為基準(zhǔn)，只有不能利用現(xiàn)存設(shè)計圖時，才需要重新設(shè)計新的零部件或工裝。
3．2成組技術(shù)滿足多種零件加工要求成組技術(shù)是將形狀相似或相近的零件劃分成組，然后根據(jù)這一組的共同特性來安排生產(chǎn)．因此只要零件的形狀相同或相似，在需要設(shè)計工裝時，均可按成組理論進行設(shè)計。如液壓支架立柱千斤頂?shù)慕娱L桿鉆胎的設(shè)計。液壓支架的重要零件則是液壓支架立柱千斤頂?shù)慕娱L桿。對液壓支架生產(chǎn)廠家而言，是一種較為常用，批量適中的零件，不僅尺寸較大，生產(chǎn)批量也較大，若采用傳統(tǒng)組合夾具，不僅會存在使組合夾具過于龐大，不利于生產(chǎn)的連續(xù)進行的缺陷，還會長期占用大量的組合夾具的元件。對此可運用成組技術(shù)的理論和其相關(guān)技術(shù)將鉆胎設(shè)計為成組鉆胎，實現(xiàn)效率和經(jīng)濟雙贏。液壓支架上所用的接長桿直徑有Φ144和Φ179兩種，采用V形鐵定位可以較好地解決長桿上的對中問題。可以將鉆套板設(shè)計成浮動結(jié)構(gòu)，沿著接長桿的軸線方向拖動鉆套板，就可以完成鉆孔工作。為提高工作效率，減少工件裝夾的輔助工作時間。該鉆胎設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)，可以一次完成工件的吊裝。如果采用個鉆套板一次調(diào)整完成，就不用來回拖動鉆套板，這樣就更加便捷。該鉆胎實用性強，能解決液壓支架生產(chǎn)中所遇到的所有接長桿的鉆孔問題。最后，還可在一定基礎(chǔ)上建立各種設(shè)計信息資料庫，是完善工裝設(shè)計的關(guān)鍵因素，其中信息資料庫中的編碼系統(tǒng)融合了所要加工零件的加工面、加工機床種類、形狀及定位方式等步驟，最終形成獨立性較強的工裝圖紙資料信息庫。建立資料信息庫系統(tǒng)的目的是方便設(shè)計人員查找資料，使工裝的設(shè)計更加方便快捷。該系統(tǒng)涉及許多檢索子系統(tǒng)，如標(biāo)準(zhǔn)件圖紙及資料檢索，元部件圖紙及資料檢索，工裝設(shè)計計算及工裝現(xiàn)狀和管理、工裝圖紙和資料檢索等子系統(tǒng)。煤礦機械制造工作人員為了便于對上述子系統(tǒng)熟悉運用，特制作出資料檢索子系統(tǒng)和工裝圖紙詳細(xì)流程圖。
4結(jié)語
1．1設(shè)備檢修不及時煤礦企業(yè)要不斷地更新設(shè)備，采用先進的技術(shù)，但是如果不按照生產(chǎn)規(guī)范進行操作，往往會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。這些都要求工作人員要及時檢修設(shè)備，對沒有按規(guī)范操作的工作人員要給予必須地懲罰措施，維護企業(yè)的安全生產(chǎn)。但是，我國很多企業(yè)檢修工人普遍素質(zhì)不高，沒有及時準(zhǔn)確的檢修，日常保養(yǎng)也不能按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。導(dǎo)致很多設(shè)備的使用期限縮短，給煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來一定的風(fēng)險。調(diào)查顯示，在我國大多數(shù)的煤礦機械事故都是檢修不及時或操作失誤導(dǎo)致的。
1．2一些工作人員思想麻痹在煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)中，機械故障是主要原因，但歸根結(jié)底還是工作人員思想麻痹導(dǎo)致的。一些人為因素是導(dǎo)致煤礦機械事故產(chǎn)和的直接原因分析。因為有些企業(yè)對工人的安全生產(chǎn)要求不夠高，導(dǎo)致很多工人安全意識不強，也沒有自我保護意識，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。另外，企業(yè)在安全生產(chǎn)培訓(xùn)方面做得不夠好，很多機械操作人員不能熟練的應(yīng)用設(shè)備或根本不能按操作規(guī)范來進行操作。這樣一方面會導(dǎo)致煤礦機械故障的發(fā)生，另一方面給企業(yè)的安全生產(chǎn)帶一定的隱患。
2．防范煤礦機械事故的措施
2．1及時更新設(shè)備煤礦企業(yè)要成立專門的部門，成立專業(yè)的設(shè)備引入和檢修團隊，對企業(yè)的設(shè)備更新，障礙分析提供專業(yè)的指導(dǎo)。另外，企業(yè)要劃撥一定的資金用于新設(shè)備的購置，在新設(shè)備的購置方面要適應(yīng)于企業(yè)的實際情況，有針對性的提高引入設(shè)備的效率。在設(shè)備引入之后，要組織工人對設(shè)備研究與學(xué)習(xí)，爭取早日熟練地掌握應(yīng)用新設(shè)備的方法，為企業(yè)的安全生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。另外，要規(guī)范企業(yè)的安全生產(chǎn)規(guī)范，必須按安全生產(chǎn)規(guī)范處理問題，不能圖省事，忽略全生產(chǎn)規(guī)范，對不按生產(chǎn)規(guī)范生產(chǎn)的工作人員要加大懲罰力度。
2．2加強安全工作培訓(xùn)企業(yè)對煤礦安全生產(chǎn)的工作人員要求要高，要建立上崗證制度，沒有上崗資格的人員一律不準(zhǔn)上崗。要建立起內(nèi)部競爭機制，經(jīng)常性地開展教育工作和安全生產(chǎn)培訓(xùn)，定期對相關(guān)員工進行安全知識的考核，對不合格的員工要取消上崗資格進行再培訓(xùn)。另外，企業(yè)還要制度一系列的管理制度，強化對員工的安全管理力度，讓每名工作人員都要拉緊安全生產(chǎn)這根弦，在任何時候都不能忘記安全生產(chǎn)。煤礦機械操作主要是人，一定要讓工作人員從思想上對安全問題高度重視，杜絕僥幸心理?？梢越?jīng)常性地開展思想教育，找安全管理部門做事故教學(xué)法，找到相關(guān)人員做現(xiàn)身報告，強化說服教育的效果，從思想上打牢安全生產(chǎn)的防線。
2．3加強制度管理煤礦行業(yè)技術(shù)要求比較強，每個崗位上都有自己的安全生產(chǎn)規(guī)范，都有著一定的技術(shù)要求。這要求企業(yè)要加強制度管理，對不能夠勝任的工作人員要加強培訓(xùn)或給予清退，對臨時工作人員要更要加強教育，要經(jīng)常性的進行技術(shù)考核，對考核不合格的堅決進行清退，避免在用工緊張時放松用工制度。在正常的工作過程中，要保證每個工作人員各司其職，持證上崗，不得隨意調(diào)班。在人員調(diào)動上要遵守用工規(guī)范，不能隨意調(diào)動，杜絕不良用工情況的發(fā)生，從要本上避免安全生產(chǎn)中的違章現(xiàn)象。
2．4加強煤礦機械設(shè)備的創(chuàng)新及改造為了實現(xiàn)我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，為了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，保障人民群眾生命財產(chǎn)的安全，必須加強煤礦機械設(shè)備的技術(shù)和創(chuàng)新，實現(xiàn)煤礦設(shè)備智能化和現(xiàn)代化，保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。首先，要實現(xiàn)煤礦機械設(shè)備功能的綜合化。也就是一臺設(shè)備要有多種用途，有利于減少企業(yè)的投入，增加工作人員的工作效率。其次，要實現(xiàn)煤礦設(shè)備的智能化?，F(xiàn)階段，各個行業(yè)都實現(xiàn)了智能化，煤礦機械也要適應(yīng)時展的趨勢，盡快實現(xiàn)煤礦設(shè)備的智能化，提高工人的工作效率，提高設(shè)備的可靠性，為企業(yè)的安全生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。再次，要實現(xiàn)煤礦設(shè)備的靈活化。要加強煤礦設(shè)備的適應(yīng)性，要適應(yīng)于不同地質(zhì)條件的生產(chǎn)活動，這樣可以提高企業(yè)的生產(chǎn)能力，減少事故發(fā)生的概率。
3.結(jié)語
1．1規(guī)律
每個零部件在機械運轉(zhuǎn)中的速度及磨損程度都不同，但基本規(guī)律卻存在著共性。通過觀察變化的軸承和軸均勻磨損時配合間隙的情況，發(fā)現(xiàn)磨損有這三個階段：第一，初級階段，該階段磨損速度雖快，但時間跨度不長，基本上不會危害到煤礦機械，也是所有設(shè)備運轉(zhuǎn)的必經(jīng)階段，稱之為磨合或跑合。通常是在新制零部件表面工作起始時，屬于新裝配及修理好的零部件與軸承的初磨階段。該階段之所以磨損速度快，多是由于安裝不到位，技術(shù)人員操作不熟練，或是零部件加工時產(chǎn)生的不平度、插傷磨平等原因造成。逐漸減小和不斷增加的表面不平度與實際接觸面，以及峰頂塑形變形引發(fā)的冷作硬化作用，促使表面耐磨性能提高，導(dǎo)致機械磨損由最大值逐漸降低。第二，正常磨損期，該階段機械運作屬于最佳狀態(tài)，磨損速度穩(wěn)定緩慢，磨損時間較長但磨損量不大。第三，急劇磨損期，該階段磨損速度極快，易發(fā)生精度和強度被消耗的情況，設(shè)備發(fā)生事故率也難以預(yù)測。因積累了長期磨損，摩擦性能發(fā)生質(zhì)變，導(dǎo)致沖擊載荷動力超出允許范圍，從而聯(lián)合表面微小裂縫產(chǎn)生大的脫皮脫粒，促使油膜發(fā)生破損，加快了磨損速度，在短時間的磨損內(nèi)達最大數(shù)值。應(yīng)在維修維護機械過程中，采用合理有效的措施，以便初級磨損階段快速完成，正常磨損階段能有效延長，從而避免急劇磨損。
1．2機理
煤礦機械磨損的原因多種多樣，但較為關(guān)鍵的還是與礦石的磨損。據(jù)相關(guān)研究資料顯示，煤與其他材料的耐磨性無差異，以轉(zhuǎn)折點Ha／Hm＝614（Ha、Hm分別代表金屬材料和磨料的硬度）來說，磨損率是緊密關(guān)聯(lián)著Ha／Hm的，通常軟磨料磨損現(xiàn)象也是煤與金屬材料接觸才出現(xiàn)的，比如脊隆和犁溝碾平斷裂。通過對煤炭成分的分析研究發(fā)現(xiàn)，煤炭屬于生物沉積巖類，形成的原始材料性能及煤化程度等直接決定著它的性能，此外，在開采煤炭時煤層存在的多種樣式礦物質(zhì)，也會嚴(yán)重?fù)p害開采中的煤礦機械。
2減小磨損的方法分析
2．1優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)
我國煤礦企業(yè)普遍存在煤礦機械磨損現(xiàn)象，不少煤礦機械都出現(xiàn)磨損失效的問題，這多是因為設(shè)計結(jié)構(gòu)不夠完善合理所致，因此要改善這一問題當(dāng)從設(shè)計階段開始優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員進行機械設(shè)計之前，要加強研究煤礦機械結(jié)構(gòu)及摩擦理論，精細(xì)地分析機械零部件磨損規(guī)律及原因，選擇合理的工藝方法，并結(jié)合煤礦現(xiàn)場生產(chǎn)的實際，著重考慮磨損零件間的接觸狀態(tài)，進而設(shè)計出合理的機械結(jié)構(gòu)，在合理設(shè)計結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還要嚴(yán)格規(guī)定零件生產(chǎn)尺寸以及零件間的配合方法等，從而避免過度磨損造成的部件損耗，實現(xiàn)機械使用壽命大幅度的提高。
2．2重視材料選擇
煤礦機械磨損與選用的材料也有關(guān)系，若是材料選擇的不合理，將會導(dǎo)致磨損的加劇，從而降低生產(chǎn)效率，并且材料的選擇還會影響到煤礦機械使用的壽命，因此，在材料選擇上一定要堅持實用性強、易得性和經(jīng)濟實惠的原則，針對各煤礦實際生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，選用適合使用的材料，尤其是要充分考慮鋼鐵材料及非金屬玻璃、橡膠、塑料等材料的實際情況，再結(jié)合實際進行強化利用。分析我國煤礦企業(yè)機械材料選用情況，耐磨性材料的選擇經(jīng)驗已經(jīng)極為豐富，不少煤礦企業(yè)都能根據(jù)各種工況選擇相應(yīng)牌號、成分的金屬或非金屬材料，比如很多企業(yè)選用的煤礦機械耐磨零件都是低碳錳鋼，因為低碳錳鋼比一般鋼材耐磨性能好；又比如不少企業(yè)還會選用硬質(zhì)合金作為截齒刀頭的材料，如35CMnSi的刀體等。同時，不少企業(yè)也有對材料進行強化的獨特方法，而隨著科技信息時代的來臨，這些零部件材料種類只有多樣化發(fā)展，才能使煤礦機械零部件抗磨性提高。所以，加強研發(fā)抗磨材料，對現(xiàn)有材料進行不斷的改進完善，是提高煤礦機械零部件抗磨性的最佳途徑。
2．3定時維護維修
煤礦礦井作業(yè)環(huán)境惡劣，煤礦機械在生產(chǎn)作業(yè)時常發(fā)生不良、磨損腐蝕等現(xiàn)象，而提高煤礦機械使用壽命的最佳手段便是定期維護維修工作，因此要規(guī)范化操作流程，避免過快超載的情況發(fā)生。雖然定期維護能確保煤礦機械正常作業(yè)，但管理維修煤礦機械工作十分漫長枯燥，不少企業(yè)為節(jié)省成本運營會忽略該部分工作，為保證煤礦機械正常作業(yè)就必須在使用過程中加強維修維護工作，同時定期進行機械維護維修還能起到較好的防御作用，這是當(dāng)前煤礦企業(yè)應(yīng)首要執(zhí)行的任務(wù)。最后，相關(guān)的廠家維修責(zé)任制度也必須盡快建立起來，從而保證機械質(zhì)量和維修翻新質(zhì)量的有效提高。
2．4合理選擇生產(chǎn)工藝
具有較高耐磨性、抗磨性的煤礦機械，除了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)質(zhì)的材料選擇，定期的維護維修，還需要科學(xué)的生產(chǎn)工藝才能確保機械的可靠性。通常，影響煤礦機械磨損的關(guān)鍵因素便是機械零部件生產(chǎn)工藝，所以嚴(yán)格把關(guān)機械生產(chǎn)技術(shù)極其重要。冶煉、鑄造、冷加工熱處理等是機械生產(chǎn)的完整工藝流程，尤其是熱處理和冷加工質(zhì)量對材料質(zhì)量有著直接的影響，冶煉成分控制則對材料強度韌性等產(chǎn)生影響，由此可見每一道工序都與機械質(zhì)量緊密聯(lián)系著，所以，要選取合理科學(xué)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，才能最大限度提高機械質(zhì)量。此外，在現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)的條件下，還可以對國外先進技術(shù)加以引進，從而促使我國生產(chǎn)工藝技術(shù)的蓬勃發(fā)展，促進煤礦機械的質(zhì)量能得到堅硬的技術(shù)保障。
3結(jié)語
近幾年，我國煤礦機械研究和開發(fā)技術(shù)日益提高，并取得了一定的成果，但是由于較國外研究起步晚，造成研究和開發(fā)過程中急于求成，不可避免的導(dǎo)致我國對于煤礦機械的研究和開發(fā)技術(shù)缺乏精細(xì)化、系統(tǒng)化。伴隨著煤礦大型化、集約化發(fā)展趨勢，其對煤礦機械提出了更高要求，造成我國自行研制的煤礦機械存在的問題凸顯出來，主要表現(xiàn)為[2]：首先，較國外煤礦機械，我國煤礦機械存在著設(shè)備體積笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)繁瑣等缺點。煤礦機械設(shè)備體積過大，不但不利于機械設(shè)備搬運，而且嚴(yán)重影響了設(shè)備使用過程中的管理和維護保養(yǎng)工作。尤其是在更換煤礦機械過程中，過于笨重的機械設(shè)備和復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)既增加了設(shè)備故障因素，又加重了企業(yè)運行負(fù)擔(dān)。其次，長期以來我國煤礦機械處于粗放式發(fā)展模式，偏重于煤礦機械設(shè)備和煤礦開采總量方面，而忽略了煤礦機械現(xiàn)代化、智能化以及數(shù)字化的發(fā)展。造成當(dāng)前我國絕大多數(shù)煤礦機械仍以機械控制或動力控制為主，而在煤礦機械設(shè)備現(xiàn)代化、數(shù)字化和智能化控制水平落后于世界發(fā)達國家。這不但有利于煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高，而且嚴(yán)重制約了煤礦機械自身的發(fā)展。第三，我國煤礦資源豐富，但是同時其地理位置復(fù)雜多變，煤礦機械缺乏必要的適應(yīng)性特點，造成在部分煤礦無法有效的應(yīng)用煤礦機械，從而使得我國煤礦開采機械化水平偏低。煤礦機械質(zhì)量相對偏低，造成其使用壽命相對較短，更新?lián)Q代頻率偏大，增加了煤礦企業(yè)生產(chǎn)成本。
2推進煤礦機械發(fā)展建議
煤礦機械在煤礦開采中的有效應(yīng)用，不但能有效的提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率，而且對于煤礦開采安全穩(wěn)定性有積極的促進作用。因此，推進煤礦機械發(fā)展勢在必行，可采取以下幾方面措施[3]：首先，在國家層面上，應(yīng)該重視對煤礦機械的發(fā)展，不但在煤礦機械生產(chǎn)制造企業(yè)給予政策和資金方面的扶持，而且針對煤礦機械發(fā)展中關(guān)鍵技術(shù)難點應(yīng)通過納入國家重點攻關(guān)項目的形式給予幫助和解決。其次，在社會層面上，強化與煤礦機械相關(guān)各單位間溝通聯(lián)系，在借鑒國外先進煤礦機械研究技術(shù)的同時，結(jié)合我國實際現(xiàn)狀，加大對煤礦機械基礎(chǔ)理論方面的探索和研究，從而為煤礦機械的全面發(fā)展奠定堅實的理論基礎(chǔ)。第三，在企業(yè)自身層面上，應(yīng)改變陳舊傳統(tǒng)的管理和發(fā)展理念，將煤礦機械粗放型發(fā)展模式逐漸向著信息化、智能化以及自動化方向發(fā)展。這就要求企業(yè)自身不但在煤礦機械技術(shù)研發(fā)方面敢于創(chuàng)新，而且在企業(yè)整體管理方面解放思想，走出一條具有獨具特色的現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展道路，從而實現(xiàn)煤礦機械制造生產(chǎn)企業(yè)社會和經(jīng)濟效益共同發(fā)展。
3我國煤礦機械未來發(fā)展趨勢
煤炭資源行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)，對保持我國經(jīng)濟持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展具有重要作用。當(dāng)前，我國正處于經(jīng)濟體制改革的關(guān)鍵時期，這就要求以煤炭資源為代表能源行業(yè)發(fā)展也應(yīng)作出相應(yīng)調(diào)整，煤礦機械的發(fā)展對煤炭開采和利用具有重要影響，為適應(yīng)未來社會、經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展要求，其應(yīng)向著更加智能化、一體化以及安全穩(wěn)定性方向發(fā)展，具體表現(xiàn)為[4]：（1）隨著科技水平不斷進步，計算機技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦機械設(shè)備智能化發(fā)展勢在必行。智能化技術(shù)不但可以有效的改善煤礦機械設(shè)備粗放型發(fā)展格局，而且對于煤礦機械運行過程中精確性和安全穩(wěn)定性具有重要的保障作用。（2）傳統(tǒng)煤礦開采和運輸系統(tǒng)具有相對的獨立性特點，造成了企業(yè)資源的浪費。隨著國家提出優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)政策的實施，煤礦企業(yè)應(yīng)通過改善煤礦機械能力，將煤礦開采和運輸向著一體化方向發(fā)展，提高煤礦企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)水平，增強企業(yè)市場競爭力。（3）機械運行關(guān)鍵指標(biāo)就是機械的穩(wěn)定性，特別是對于大型煤礦機械設(shè)備。煤礦機械設(shè)備能否安全穩(wěn)定運行關(guān)系著煤礦企業(yè)開采煤礦的順利進行。在實際煤炭開采過程中，煤炭機械設(shè)備不可避免的出現(xiàn)諸多問題，通過引進預(yù)防性維護技術(shù)可有效的實現(xiàn)對煤礦機械設(shè)備運行的實時監(jiān)控，并針對出現(xiàn)的故障問題進行及時維修，從而確保煤礦機械設(shè)備運行的安全穩(wěn)定性。
4小結(jié)
ScadACS技術(shù)基與ScadACS技術(shù)的ScadACS監(jiān)控系統(tǒng)是ACS開發(fā)，目的是提供給不同的監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域一個快速而彈性的開發(fā)平臺，能迅速而穩(wěn)定的建立客戶需求的監(jiān)控系統(tǒng)，并且兼顧到維護性、擴充性、與市面上流行產(chǎn)品的整合性。ScadACS的優(yōu)勢在于提供一個易于擴充和建置的軟硬件架構(gòu)，且在軟件開發(fā)過程中提供盡可能自動化的環(huán)境，使開發(fā)人員以最少的Coding就能建好目標(biāo)系統(tǒng)[6]。ScadACS因為采用了市面上占有率極高的MicrosoftWindows操作系統(tǒng)與市面上認(rèn)同的接口標(biāo)準(zhǔn)ActiveX/DCOM/OPC等技術(shù)，所以和外界的應(yīng)用軟件能有極高之整合性，此外還保有因不同系統(tǒng)的特殊需求，而需另外建置的軟件子系統(tǒng)，可與各共通子系統(tǒng)的銜接。系統(tǒng)功能多用途模塊結(jié)構(gòu)重放評估模塊：在操作過程中記錄操作信息和事件，真實重現(xiàn)已經(jīng)被執(zhí)行的仿真過程，有利于操作規(guī)程實時更新?？刂葡到y(tǒng)連接模塊：提供連接過程控制系統(tǒng)以連接本系統(tǒng)的功能，使得培訓(xùn)可以在真實的現(xiàn)場操作界面上進行。也可以用來檢驗過程控制系統(tǒng)的控制邏輯。高精度及快速仿真模型的建立基于嚴(yán)格的煤炭工業(yè)機理，計算在嚴(yán)格的壓力流量約束下進行，工廠級別的大型過程亦可被仿真。此外，可選擇實時或加速的仿真過程。開放的界面提供建立在OLE和COM技術(shù)基礎(chǔ)上的OPC接口功能，使得本系統(tǒng)可以在外面數(shù)據(jù)連接上，和其他的OPC兼容系統(tǒng)連接交換，而得到有效的應(yīng)用。
基于ScadACS自動監(jiān)控技術(shù)的煤炭工業(yè)乙烯裝置故障監(jiān)控與處理
以基于乙烯操作手冊分離崗位操作規(guī)程的分離崗位事故處理預(yù)案，分析了系統(tǒng)監(jiān)控與處理過程。乙烯裝置的常見運動故障。然后以DA301塔壓差過大為例，首先改變DA301塔的進料流量，回流流量和塔釜熱載體流量，可以增加塔的壓差。另外，增大回流量、增大熱載體流量也是增加DA301塔壓的方法，在操作時可以任意選擇應(yīng)用，也可以幾種方法結(jié)合應(yīng)用。在該系統(tǒng)中，塔壓出現(xiàn)過高或過低異?，F(xiàn)象時，系統(tǒng)會彈出操作指導(dǎo)。操作員可以按照操作指導(dǎo)的提示進行操作，直至接觸操作異常，達到操作指導(dǎo)要求的正常操作狀態(tài)。在具體顯示中，應(yīng)用SimACS開發(fā)工具，設(shè)定異?，F(xiàn)象改變點的數(shù)值，通過Bridge將數(shù)據(jù)傳輸給OraegaLand，OmegaLand作為底層模型，通過運算，引起系統(tǒng)變化，然后再將數(shù)據(jù)傳給Bridge，通過Bridge傳給DCS界面，這樣，由講師通過觸發(fā)SimACS操作界面上產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象，異?，F(xiàn)象可以在DCS界面顯示。引起異?，F(xiàn)象是通過改變控制器的設(shè)定點、控制方式和控制閥門的開度來實現(xiàn)的具體引起異?，F(xiàn)象的明顯程度，可自行設(shè)定。
基于ScadACS自動監(jiān)控技術(shù)的煤炭工業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用管理
建立統(tǒng)一的監(jiān)控管理體系隨著我國煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，新建和改造的一大批煤炭工業(yè)基地，技術(shù)水平比較高，多數(shù)采用國內(nèi)先進的工業(yè)機械綜合自動化系統(tǒng)。但由于工業(yè)機械綜合自動化系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用得較晚，也一直沒有一個統(tǒng)一的監(jiān)控、驗收標(biāo)準(zhǔn)以明確監(jiān)控工作內(nèi)容、監(jiān)控方法、監(jiān)控程序，監(jiān)控人員通常只能參照對常規(guī)系統(tǒng)的運行要求來監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng)，不能有效保證監(jiān)控工作的質(zhì)量，也不能為工業(yè)機械的安全、穩(wěn)定運行提供保障[7]。建議煤炭行業(yè)要編寫《工業(yè)機械綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控導(dǎo)則》和《工業(yè)機械綜合自動化系統(tǒng)驗收導(dǎo)則》，開發(fā)統(tǒng)一的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，促進工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一化。監(jiān)控前的準(zhǔn)備工作監(jiān)控前的準(zhǔn)備工作一般應(yīng)首先對整個企業(yè)的自動化系統(tǒng)設(shè)備進行全面的了解。包括自動化系統(tǒng)自裝置的安裝方式、控制保護屏、公用屏、電度表屏和主要功能。了解一次主接線，各間隔實際位置及運行狀態(tài)；進行二次設(shè)備外觀檢查，主要有裝置外觀是否損壞、屏內(nèi)元件是否完好、接線有無折斷、脫落等；檢查各屏電源接法是否準(zhǔn)確無誤，無誤后對裝置逐一上電，注意觀察裝置反應(yīng)是否正確，然后根據(jù)軟件組態(tài)查看，設(shè)置裝置地址；連好各設(shè)備之間通訊線，監(jiān)控至所有裝置通訊正常，在后臺機可觀察裝置上送數(shù)據(jù)。其次是工作完成后必須認(rèn)真填寫有關(guān)監(jiān)控報告[8]。報告及記錄既是分析、判斷自動化裝置性能好壞、決定裝置能否投運的重要依據(jù)，也是裝置重要的原始資料。監(jiān)控階段的工作（1）開展執(zhí)行工業(yè)機械《工業(yè)監(jiān)控在工業(yè)機械應(yīng)用》制度，其制度運用能在工業(yè)機械設(shè)備巡視、監(jiān)控、操作趨于立體化，保證監(jiān)控質(zhì)量。（2）積極加強對安全規(guī)程、調(diào)度方面的支持力度。在新建工業(yè)機械設(shè)計上提前考慮《工業(yè)監(jiān)控在工業(yè)機械應(yīng)用》制度的執(zhí)行情況。（3）管理上再次細(xì)化分工，推出“大監(jiān)控”、“大檢修”一攬子宏圖。如此減員增效才能有大的發(fā)展。（4）采用工作票遠(yuǎn)方許可應(yīng)用。這樣可使雙方在探頭看清工作票，遠(yuǎn)方許可安全措施檢修人員開工[9]。
1液壓支架立柱應(yīng)用存在的問題及對策
煤礦井下環(huán)境中往往存在大量的腐蝕介質(zhì)，如CO2、SO2、H2S等，所用機械工程材料（板材）主要以低合金鋼為主，結(jié)構(gòu)件大多采用16Mn低合金鋼板。液壓支架作為綜合機械化采煤工作面重要設(shè)備之一，在工作面開采過程中，需要長期承受載荷和不斷運動，并且礦井環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)件有很強的腐蝕性，這些對支架材料的強度、耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性能等均有較高的要求，圖1是立柱的腐蝕失效形貌。與國外同類產(chǎn)品相比，國產(chǎn)支架所用工程材料由于合金含量低（不添加Cr、Ni、V等合金元素）、表面不處理，因此抗磨、耐蝕性能較差，為延長使用壽命只有通過增加材料厚度來實現(xiàn)，某一型號的液壓支架質(zhì)量比國外同類產(chǎn)品質(zhì)量增加了1/3。提高國產(chǎn)支架立柱及其結(jié)構(gòu)件工程材料的應(yīng)用水平的措施包括以下幾方面：（1）材料設(shè)計著重于選擇具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高強度低合金鋼為主，不僅保證機械工程材料具有較高的強度等力學(xué)性能，而且具有較好的耐腐蝕性能；（2）對機械工程材料表面進行必要的表面噴涂處理，使其表面具有較好的耐磨、耐腐蝕氧化層（如合金化合物、陶瓷等），提高材料的使用壽命；（3）通過提高材料力學(xué)性能和使用性能，減低國產(chǎn)支架及其結(jié)構(gòu)件質(zhì)量，減少煤炭生產(chǎn)設(shè)備材料成本和生產(chǎn)成本。
2刮板輸送機中部槽和刮板應(yīng)用存在的問題及對策
在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機的中部槽是刮板輸送機的機身部件，在工作過程中，刮板輸送機刮板鏈由機頭電機牽引與刮板一起帶著貨載在中部槽中移動，長期以來中部槽部件制作都選擇普通碳鋼或低合金鋼材料，在使用過程中存在以下問題：①重量大，安裝和搬運費時費力；②為了降低生產(chǎn)成本和減輕部件重量，中部槽一般是由8~16mm的鋼板制成，在受到較大的沖擊時易變形，修復(fù)困難；③長期受硬質(zhì)煤塊摩擦磨損，磨損嚴(yán)重；④受工作環(huán)境溫度、空氣濕度影響，以及存在的CO2、SO2、H2S等腐蝕介質(zhì)，產(chǎn)生腐蝕失效。針對刮板輸送機機身部位，需要結(jié)合其惡劣的工況條件，選擇耐磨性能優(yōu)越、易彎曲、拉伸性能好、抗撕裂、耐沖擊、易施工和摩擦阻力小的耐磨材料。根據(jù)上述問題，國內(nèi)部分煤炭生產(chǎn)企業(yè)使用了山東科技大學(xué)研制的采用超高分子量聚乙烯作為襯里的鋼塑復(fù)合方法，提高大型刮板輸送機的耐磨性，其主要原理是通過利用高彈性超高分子塑性材料吸收能量，減小磨損和降低摩擦系數(shù)，在使用初期產(chǎn)生了一定效果，但由于物料輸送時與高分子塑性材料摩擦過程中產(chǎn)生摩擦熱，致使高分子塑性材料逐漸老化發(fā)生快速磨損。中部槽和刮板等工程材料的使用失效實際上是材料的摩擦磨損失效為主，材料的腐蝕及其與磨損的交互作用加速了材料的失效。提高中部槽和刮板等工程材料的應(yīng)用水平主要以提高材料的耐摩擦磨損性能為主。提高該類工程材料應(yīng)用水平的主要措施：（1）中部槽、中板材料設(shè)計為8～10mm的碳鋼材料+（8～10）mm的高鉻合金耐磨耐蝕材料，在保證部件使用強度前提下，可以采用復(fù)合鑲鑄的材料制作方法提高材料的耐磨性，也可以將厚度8～10mm的高鉻合金制作成具有互換性的通用型耐磨耐蝕板件，這對于提高100萬t以上的過煤量的刮板輸送機中部槽的材料使用壽命，通過適當(dāng)增加中板的高鉻合金層厚度更有意義；（2）在刮板表面堆焊一層耐磨陶瓷涂層（Ni基WC陶瓷，厚度8～10mm）是解決其耐磨難題的較好的工藝方法，但要求堆焊層鋪展均勻、通過退火消除堆焊層應(yīng)力，防止耐磨堆焊層脫落。
3支架用推拉頭（聯(lián)接頭）材料應(yīng)用存在的問題及對策
煤礦機械用推拉頭是聯(lián)接液壓支架和刮板輸送機重要的鏈接聯(lián)頭，作用是聯(lián)接液壓支架和刮板輸送機，即刮板輸送機向前推進，支架同時向前步進，推拉頭的使用性能要求是抗推拉、擠壓、扭轉(zhuǎn)強度高。進口支架隨機配匹的推拉頭（如DBT型號）具有較好的使用性能，但國產(chǎn)推拉頭使用壽命短（有的30d內(nèi)斷裂，有的使用壽命不到1a），其失效形式主要是斷裂、裂紋、組織粗大，心部有氣孔、縮孔等缺陷等，如圖2、圖3所示。國產(chǎn)推拉頭的頻繁失效導(dǎo)致其更換量大、操作困難，給井下工作人員帶來極大不便，特別是該零件存在的安全隱患給井下工作人員和生產(chǎn)單位帶來人身安全和煤礦生產(chǎn)不安全的嚴(yán)重后果難以估量。圖2材料組織粗大，整體截面斷裂圖3鏈接部位斷裂推拉頭的化學(xué)成分設(shè)計、成形工藝、熱處理等技術(shù)要求對推拉頭的材料應(yīng)用壽命的長短至關(guān)重要，隨著強度的提高，特別是當(dāng)抗拉強度超過600MPa時，傳統(tǒng)合金材料受力后的延遲斷裂變得突出，這是推拉頭材料高強度化時遇到的一個主要問題和難題。根據(jù)上述用于采煤設(shè)備聯(lián)接用的合金鋼的推拉頭部件的失效分析，通過對材料的化學(xué)成分進行重新設(shè)計優(yōu)化、探索部件的成形工藝、熱處理工藝，開展系列的材料組織、性能研究和優(yōu)化，并進行新型推拉頭試制產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)場工業(yè)試驗，可最終到達批量生產(chǎn)合格產(chǎn)品的要求。提高推拉頭部件工程材料的應(yīng)用水平的措施為：采用先鑄錠成型，并確保材料內(nèi)部無氣孔、縮孔等缺陷，后鍛造成型等工藝，確保材料組織細(xì)化，致密性高，從而制備具有一定含量的Cr、Mo、V等成分的高強度合金鋼材料，并通過研究推拉頭新型材料的系列淬火工藝、回火工藝，優(yōu)化微觀組織，確保材料的力學(xué)性能。目前由西安交通大學(xué)聯(lián)合神華神東技術(shù)研究院研制的新型Cr-Mo-V高強度合金鋼推拉頭材料已經(jīng)在神東煤礦開始工業(yè)運行試驗，其使用壽命可望達到或超過進口產(chǎn)品材料。
4溜槽、落煤沖擊板等材料應(yīng)用存在的問題及對策
（1）溜槽、落煤沖擊板材料的磨損、腐蝕失效煤炭生產(chǎn)中的原煤中含煤干石10％～12％，煤干石中含高硬度的26％SiO2、10％Al2O3、15％Fe2O3、35％CaO（上述硬顆?？偭亢嫌嬙?6％左右），是造成輸送設(shè)備材料損耗的主要磨損源。流動的含煤介質(zhì)主要是煤泥，對輸送設(shè)備（管道、落煤管、溜槽、導(dǎo)料槽裙板等）的沖擊磨損、磨粒磨損、摩擦磨損及腐蝕嚴(yán)重。由于高硬度的、耐磨性能好的合金材料都為高合金白口鑄鐵，焊接性能差，所以現(xiàn)在煤炭生產(chǎn)中選用的耐磨材料基本上都是低合金碳鋼材料，首先保證了安裝、檢修方便（焊接性能好），但硬度低，耐磨性差。保德等9個洗煤廠所有靠近地面的煤介質(zhì)輸送溜槽斜擋板由于沖擊磨損嚴(yán)重，每隔90d就要焊補或增加一層耐磨板（16～25mm），所有溜槽斜擋板每年都要更換一次，耐磨材料的消耗量巨大，生產(chǎn)設(shè)備管理工作和工人檢修、更換的勞動強度巨大，是當(dāng)前影響和削弱神東煤炭生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本高的主要原因之一。要保證噪聲、灰份污染問題解決的效果和可持續(xù)型，首先要解決所有相關(guān)設(shè)備用材料的抗磨損問題，其后才能通過防噪音處理解決噪音污染問題，也減少了運行設(shè)備中煤粉、灰份跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。（2）抗沖擊磨損腐蝕材料設(shè)計與應(yīng)用西安交通大學(xué)針對上述沖擊、磨損工況，進行了多次調(diào)研、分析和試驗，設(shè)計、研制了一種既抗沖擊、又耐磨損的高鉻合金鑄鐵/橡膠/碳鋼三維網(wǎng)格型雙金屬復(fù)合材料。該抗沖擊磨損腐蝕復(fù)合材料由3層及3種材料組成，底層為鋼鐵材料，中間層為高分子橡膠材料，上層為耐磨、耐腐蝕性能良好的高鉻合金鑄鐵材料。底層鋼鐵材料作為組裝和支撐高鉻合金層和橡膠中間層的基底，方便安裝焊接；中間層高分子橡膠墊硫化粘接于鋼鐵和高鉻合金鑄鐵材料之間，可以緩沖物料沖擊、降低噪音；上層高鉻合金鑄鐵材料設(shè)計成100mm×100mm網(wǎng)格型，而且整體拼接成橫截面為中間高兩邊低的弧形，防止了高沖擊致使高硬度耐磨合金碎裂問題，提高耐磨合金的抗沖擊性能，并充分發(fā)揮了高鉻合金耐磨鑄鐵的高耐磨性能（硬度HRC62～65），同時高鉻合金鑄鐵基體組織為奧氏體，也具有較好的抗沖擊性能。通過在2006年～2007年期間調(diào)研、試制，新型復(fù)合材料已經(jīng)在神華神東公司保德洗煤廠安裝并使用，并且經(jīng)90d的磨損量測試，其使用后使用壽命比原16Mn耐磨鋼材料提高9倍多（見表1），維修次數(shù)減少1/10，噪音由原95dB降至85dB。溜槽等部件材料同樣可以設(shè)計為8～10mm的碳鋼材料+（8～10）mm的高鉻合金耐磨耐蝕材料，在保證部件使用強度前提下，可以將厚度8～10mm的高鉻合金制作成具有互換性的通用型耐磨耐蝕板件，不僅提高了工程材料的耐磨、耐蝕性能，而且有利于耐磨板的更換，避免了整體結(jié)構(gòu)件的更換。
5結(jié)語
