李凤海

（黑龙江煤炭职业技术学院）

　　摘　要：采煤机工作中部件摩擦、磨损分析及其优化的探究是煤矿企业生产中是一项迫切需要解决的问题，通过煤对金属的摩擦磨损、截齿与煤的摩擦、端盘齿座与煤的摩擦、磨损、采煤机自身零部件间在运转过程中的摩擦、磨损进行分析，并进一步提出减少采煤机工作中部件摩擦、磨损的一些优化措施。
　　关键词：采煤机；摩擦；优化

　　摩擦是日常生活和科学技术领域中常见的现象，摩擦对生活和生产非常重。但摩擦也有他不利的一面，摩擦造成能量的损耗，同时又造成机械零部件的磨损，进而影响机械的使用寿命，造成经济损失。在研究采煤机摩擦的课题中，其中以采煤机和煤的摩擦Z为重要。因此对采煤机工作中部件摩擦、磨损分析及其优化的探究是煤矿企业生产中是一项迫切需要解决的问题。
　　1　常用采煤机简析
　　目前，煤矿企业广泛应用的采煤机械可分为两种：滚筒式采煤机和刨煤机。相比于传统的刨煤机，滚筒式采煤机的采掘范围大，对各种煤层适应性强，同时能截割硬度比较大的煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛应用，是综合机械化采煤的主要设备。在煤矿洞中采煤机工作的两个主要工序是把煤从煤层上截落下来并装入输送机。在这两个过程中，采煤机在工作过程中不可避免和煤的接触，因此煤是采煤机的摩擦磨损的一个非常的重要因素，具体表现在以下三方面：采煤机截齿破碎煤岩和煤岩的摩擦；采煤机在煤矿中的输送机移动的摩擦；自身各零部件如齿轮、轴承等之间在运转过程中存在的摩擦现象。这些摩擦导致了能量损耗，零件失效，机器可靠性降低。因此我们将对截齿与煤岩、端盘齿座与煤及采煤机工作过程中自身零部件的三个方面的摩擦磨损进行分析，并提出减小摩擦磨损的优化措施。
　　2　对采煤机工作中摩擦磨损的分析
　　2.1煤对金属的摩擦磨损。煤对金属的磨损属磨粒磨损。也就是非金属硬粒或凸体与零件表面发生摩擦接触后使零件表面材料损耗的一种现象或过程。磨粒磨损是Z常见的磨损现象，也是各种磨损中Z严重的一种磨损形式。
　　2.2截齿与煤的摩擦、磨损。采煤机截齿可分为刀齿（又称径向齿）和镐齿（又称切向齿）两种。由于截齿与煤是直接接触，在切割煤岩时要承受剪应力、高压应力和冲击负荷，假如碰到很坚硬的煤矸石，截齿还有升温问题，因此对于截齿在复杂的工作条件下，自身的硬度和材质要求比较高。
　　2.3端盘齿座与煤的摩擦、磨损。采煤机与煤的摩擦，除了截齿与煤的摩擦磨损，端盘齿座与煤的接触摩擦也非常重要。端盘截齿一般都是分几条截线按各自角度均匀布置在端盘圆周上，在正常截割过程中，煤对端盘齿座磨损并不严重。在斜切进刀过程中，采煤机螺旋滚筒端盘端面侧有部分煤没有被截割下来，这部分未被截割下来的煤与端盘齿座发生摩擦，导致端盘齿座严重磨损而失效。
　　2.4采煤机自身零部件间在运转过程中的摩擦。除了采煤机与煤的接触摩擦磨损外，采煤机运转过程中各部分零部件亦存在摩擦现象。以MG300型采煤机为例，其由电动机及其电控设备、截割部、牵引部、破碎机构和辅助装置等五大部分组成。由于地下煤矿的环境恶劣，振动冲击力强，粉尘及酸性水污染腐蚀严重，截割部、牵引部等其中的机械传动系统和液压传动系统中的摩擦Z为显著，这其中包括很多零部件，如齿轮、轴承、泵、阀等。
　　1）机械传动系统中的摩擦、磨损。采煤机零部件的机械传动系统中的摩擦、磨损主要是指齿轮传动、滚动轴承的工作表面损伤、联接的微动磨损三个方面的摩擦、磨损。采煤机齿轮传动属于低速重载齿轮传动的范畴，齿面润滑油较薄，磨损严重，截割部减速箱的齿轮传动尤为严重；滚动轴承中的磨粒磨损往往是由于润滑剂不清洁或密封不良引起的。
　　2）液压系统中的摩擦、磨损。采煤机液压系统中的摩擦、磨损是液压元件的效率下降，性能劣化，Z终导致完全失效的主要原因。根据国内外的统计资料，液压和润滑系统中70％以上的故障是由于污染造成的。在研究中，我们发现液压系统的摩擦、磨损机理有粘着磨损、表面疲劳磨损（简称疲劳磨损）、磨粒磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损。
　　3　对采煤机工作中减少摩擦磨损的优化探究
　　采煤机在工作过程中，机器的零部件在工作中要相互摩擦、磨损，加之其工作环境恶劣、潮湿，空间受到限制，受到粉尘和其他的污染等各种因素影响，导致磨损更加严重，加快零件失效。本文提出了以下几种减少采煤机工作过程摩擦磨损的优化措施：
　　3.1提高截齿可靠性的主要措施。在国内外科研与生产实践中己经总结出许多卓有成效的提高截齿可靠性的措施和经验。主要有以下几种：提高截齿、滚筒的制造质量，在制造厂一要加强质检工作，严把质量关。在煤矿要施行截齿和滚筒的验收制度，不合格产品要退货；掌握煤层的赋存状态和物理机械性质，然后据此正确选择截齿和设计滚筒的技术参数；加强对有关摩擦、磨损机理研究，促进加深对截割过程中截齿与煤接触的认识，为更好的解决有关问题提供理论依据；对提高采煤机操作人员的文化素质和技术水平予以足够重视，对他们进行技术培训，实行持证上岗，按技术规范操作采煤机，避免操作失误。
　　3.2减少端盘齿座磨损的措施。为减少端盘齿座的磨损，总结一些经验以及采取的措施有：端盘上采用大角度齿，避免齿座与煤壁直接接触；在端盘煤壁侧贴焊耐磨板，尽量避免齿座外露；采用锥形端盘，并增大锥度从而增加存煤空间；在端盘上增加扫边齿，这样不仅可以增加滚筒端面的截割能力，而且可以减少端盘的聚煤厚度。扫边齿Z好呈90°，均匀布置在端盘端面上；端盘齿座靠煤壁侧外形由直角形改为圆弧形或增大圆弧，从而增加煤壁距齿座外缘的距离，减少齿座的磨损。
　　3.3减少零部件摩擦和磨损的措施。采煤机在工作过程中，机械和液压系统中的磨损对采煤机的正常运行危害很大，为了减少和降低摩擦、磨损，总结一些经验和措施主要有：推广应用合理润滑技术，加强润滑管理；积极发展应用工况监测技术及基础研究；加强机器设备的使用、维修保养和管理；合理改进零件结构设计和选择材料，积极发展表面抗磨技术。
　　4　总结
　　通过对采煤机在工作过程中，其零部件摩擦磨损宏观方面的分析，需考虑采煤机设计、制造、使用、维护等多方面，采取相应的措施，以减少机器零件设备的摩擦、磨损，这是一项复杂而重要的工作，必须达到多方面协调一致，取得Z优效果，才能保证设备的正常运行，使达到良好的生产效益、经济效益和社会效益。
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来源：《硅谷》