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煤矿机电设备故障预防与维修

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  在煤矿生产过程中,由于条件的复杂性、特殊性,对矿用机电设备的安全运行提出了更高、更严格的要求。近年来,我国矿井的生产特别是大中型矿井的生产基本实现了机械化、自动化,这其中,机电设备发挥着重要作用。但是,机械设备在使用过程中,由于材料、工艺、使用、操作保养、环境条件等的影响,其零部件磨损程度大,损坏严重,设备的技术状态严重劣化,功能和精度降低,频繁出现各种各样的故障,影响了煤矿的正常生产。下面简单介绍几种煤矿机电故障的类型及维修方式,以便更好的预防机电设备故障的发生。
  一、机械故障的表现及引起的客观因素
  机械故障是指机械因存在缺陷而不能保证其应有的功能。其常见的外部表现有:(1)不能工作(2)性能降低
  引起机械故障的客观因素大体有:①先天性的因素②使用方面的因素③操作保养的因素④检修方面的因素⑤意外的因素(如顶板冒顶引起的损坏等)⑥暂时还无法完全改变的自然规律(如正常的磨损、老化等)。
  二、引起机械故障原因
  设备出现故障,首先要进行故障分析,判别故障的性质、查找故障原因,更重要的是针对故障情况提出有效的改进措施,以预防故障重复发生。通过故障分析,找到造成故障的真正原因,以便在使用、保养与维修等方面采取措施,预防故障的发生,提高机械产品的使用寿命。 零部件的失效是机械出现故障的主要原因,了解零部件的缺陷及其产生规律对分析故障十分重要。
  1. 磨损
  物体表面在相对运动中产生物质损失的现象称为磨损。引起磨损的根本原因是摩擦。
  磨损分为粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损四种主要形式。⑴粘着磨损和磨粒磨损都是滑动摩擦过程中的磨损。影响这两种磨损的因素有:载荷、加工质量和安装质量、表面硬度、润滑状态、摩擦面的温度、相对运动速度、摩擦副材料的匹配。⑵表面疲劳磨损。影响它的因素有:载荷以循环及表面加工质量、安装质量,润滑,材料硬度。⑶腐蚀磨损。对其有影响的常见情况有两种:一种是润滑油酸值过高或添加剂引起的腐蚀;另一种是忽视了对相对运动不大或不经常产生相对运动的部位的润滑,以致这些表面与大气接触而氧化,引起腐蚀磨损。
  实际的磨损是不同机理磨损合成的结果。
  2.变形
  这里的变形指塑性变形,有整体变形、表面局部变形、表面的塑性流动。工作中零件最常见的整体变形是弯曲,包括受弯矩的作用和由于轴向压力引起的弯曲;其次是扭转,大都出现在较长的轴和花键轴中。表面在工作中出现局部变形的主要原因是受到冲击载荷的作用,其中绝大多数又是变形部位存在不应有的间隙或间隙过大,以致在启动、反向运转时形成冲击所致。
  3.断裂
  断裂是零件在使用中的一种最危险的而且也许是无法挽救的失效形式。
  ⑴脆性断裂。脆性断裂大都是由于冲击性的过载而突然发生的,断裂前几乎不产生明显的塑性变形。除冲击是由磨损后间隙过大所引起的以外,一般都没有先兆,无法预测。若零件表面有应力集中区或内部有冶金缺陷时,断口往往通过这些薄弱部位。
  ⑵疲劳断裂。疲劳断裂是指零件在经历反复多次的交变应力或能量负荷循环作用后才发生的断裂现象。
  4.腐蚀
  一般机械中零件的腐蚀原因是:金属表面与大气接触,吸附了潮湿空气中的水分或与水接触而被腐蚀,由不良的润滑引起的腐蚀;矿井中的酸性水也能对金属产生腐蚀。
  5.材料老化
  塑料和有机材料的物理性能、机械性能、化学性能等随时间的增长而日趋下降的现象称为老化。许多材料的老化速度都随所处温度的升高而增快。当材料老化到有关性能低于允许的限度时,所构成的零件就失效,应予更换。
  三、煤矿机电设备故障的预防与维修
  1.预防故障的发生,确保设备的正常运行。
  首先加强职工技术培训,提高职工技术素质。要求各类设备操作人员持证上岗,按章操作,严禁无证上岗。使用设备切忌超负荷运转。工作环境要清洁卫生,温度、湿度合适,有适当场地和空间。对设备认真落实包机责任制。其次,加强设备的日常维修保养,确保设备的正常运转。机电设备日常维护人员要有强烈的责任心,发现问题,及时处理解决,消除机电设备的故障隐患。同时,必须对设备按要求进行维护保养。实行日常与定期维护保养相结合,掌握设备的运行状况和磨损程度,针对发现的问题及时采取措施,以延长设备的使用寿命。
  2. 设备维护的要点与设备维修
  ⑴据统计,机械零件中有75%是由于磨损而失效的。减轻磨损的根本措施是在两个摩擦面之间加入润滑剂以降低摩擦力。润滑的主要作用有:减小摩擦、减轻磨损,冷却作用,冲洗作用,卸载作用,缓和冲击、减小噪声,密封作用,保护作用。保持润滑系统的清洁是保证有效润滑的前提。
  对润滑的要求按工作条件的不同而有所不同。在一般条件下对润滑的要求是:应保持完全的流体润滑,而且油分子在常温下附着在摩擦面上形成边界膜,降低摩擦系数,即要求润滑油应有必须的流体润滑性能,可通过选择油的粘度并提高其油性来保证。在恶劣的工作条件下对润滑的要求是:尽可能保持边界润滑,不出现润滑失效的现象,即要求最根本的是润滑油应有必需的边界润滑性能。可通过在油中加入适宜的添加剂提高极压极来保证。
  ⑵设备维修与检修
  检修的作用首先是排除故障;消除那些本来不应存在的缺陷;同时,在可能条件下还应当消除引起故障及缺陷的原因,使不再出现或延长其出现的进程。检修是保持或回复设备应有的功能,提高其可靠性,使它具有在较长时间内处于最佳工作状态的条件。
  ⑶故障检修与预防检修
  故障检修是在机械设备已经产生故障之后,为修复而进行的带有补偿性质的检修。这种检修需要大量的材料、配件和劳动量,检修的内容和难度相应加大,是一种不提倡的检修方式。
  对于绝大多数设备必须在缺陷和潜在故障尚未发展成功能故障之前就进行检修,称为“预防检修”。检修只有作为一种预防措施,才有积极的意义。预防检修一定要有计划性,既要考虑到设备经历的时间又要考虑到设备实际的运转时间,以确定检修的必要性与可靠性,减少工时与材料的浪费,确保检修后设备的性能。
  3.正确处理生产与检修的关系
  设备检修按不同检修内容和工作量,分为日常检修、一般检修和大修理。日常检修是针对定期维修的内容或日常点检发现的问题进行的,主要是通过检查、调整、紧固机件等技术手段,恢复设备使用性能,基本对生产不产生影响。一般检修和大修理需要对设备进行部分或全部解体,对生产会造成一定的影响。因此煤炭企业设备要根据生产工艺特点和生产过程的要求,采取不同的检修方式。采掘、运输和其他移动设备应保持一定的备用数量,实行轮换检修。有备用的大型设备,按计划周期轮换开动,停下来的设备应及时修复备用。矿井主、副井提升系统,斜井及主要上、下山运输线、井口装备等平时不能检修的设备,应在矿井停产检修日进行检修。根据不同设备的生产工艺特点和生产过程中的要求,采取不同的检修方式,实行轮流停产检修,尽量保证生产均衡
  对一些不能适应生产发展需要的设备,要通过采用新技术、新材料、新工艺及时改进,达到改善、提高和扩大原有设备的功能的目的;或购置新设备来淘汰旧设备以实现设备更新,提高设备整体的性能和效率
  总之,我们要改变传统单一简单的设备维修管理模式,将先进的维修思想和技术应用到设备维护保养中,将设备的故障率及设备维修成本降至最低,以提高设备的使用寿命,使设备的可用性和可靠性增至最高。
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