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矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨随着矿业的不断发展，矿山机械也得到广泛应用，在生产过程中磨损失效问题也逐渐凸显。
矿山机械的失效常常导致生产效率下降和成本增加，因此必须及时分析其磨损失效原因并采取有效的处理方法。
1.材料的选择不合理：在材料选择上面，要根据所需的机械的作用环境、使用工况和材料性能，选择合适的材料才能达到较好的耐磨效果。
选择不当，如选用硬度大但不耐冲击的材料，就会导致机械失效。
2.摩擦磨损：在机械运行的过程中，由于物体之间的相对运动，会产生机械磨擦，导致磨损失效。
运动状态的不同，磨损方式也不同。
3.磨料的作用：在矿山生产中存在大量的磨料，如果机械的表面和磨料直接接触，极易出现磨损失效。
所以在机械的设计中，应考虑到磨料的影响并将其避开。
4.过载：机械在工作过程中，如果超出设计的负荷范围使用，就会造成过载，甚至是损坏，影响机械的寿命。
5.使用环境：环境的酸碱度、氧气含量、气温等的影响，会对机械产生一定的损害。
1.合理设计：合理的设计可以降低磨损的发生。
在设计的时候要避免磨料的影响、尽量减小摩擦和磨损，并要保证设计的机械能在稳定的工作范围内。
2.材料的选择：选择合适的材料也是一种有效的处理方法。
在选择材料时，应根据机械使用的环境、负荷、工作状况等需要选用合适的材料。
3.磨损面的辅助性处理：通过磨损面辅助性处理，控制磨损过程，可以延长机械的使用寿命。
处理方法有波纹处理、表面喷涂等。
4.维护保养：定期的维护保养对于机械的使用寿命非常重要。
在维护保养上，要注意选用适当合理的润滑油，检查机械的磨损情况，及时更换零部件等。
5.制定合理的使用规范：在机械使用前，要了解和掌握机械的使用规范并制定合理的使用规范。
尽可能减少机械的运行状况及行驶路线到达、开始和停止时间的变化等。
避免过载、超速运行以及使用区域不当造成的机械磨损失效。
总之，要提高矿山机械的耐磨性能不仅要选择适当的材料，还需考虑设计、制造、使用和维护等全方面因素。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨矿山机械在长时间的运行过程中，由于各种因素的影响，会出现磨损和失效的情况。
磨损和失效不仅会影响设备的性能和寿命，还会带来生产停顿和维修成本的增加。
本文将探讨矿山机械磨损失效的原因及处理方法。
矿山机械磨损失效的原因主要有以下几点：1. 磨损：长时间的工作会使机械的各个部件发生磨损，主要包括磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。
这些磨损会导致机械部件的尺寸、形状和表面质量的变化，从而影响机械的工作性能。
2. 腐蚀：机械在潮湿环境下工作时容易受到腐蚀的影响，导致金属表面的减薄或结晶失真，从而降低机械的强度和硬度。
3. 疲劳：长时间的振动、冲击和变形会导致机械部件产生疲劳破裂，从而引发机械的失效。
4. 温度变化：机械在高温或低温下工作时，会产生热胀冷缩的效应，导致机械部件的尺寸发生变化，从而加剧机械的磨损和失效。
针对以上原因，可以采取以下处理方法来延长机械的使用寿命和降低磨损失效的风险：1. 定期检修：定期对机械进行维护和检修，及时更换磨损严重的零部件，修复或更换腐蚀严重的金属表面。
2. 使用合适的材料：根据机械的工作环境和使用条件，选择合适的材料来制造机械部件，提高其抗磨损和耐腐蚀性能。
3. 加强润滑：合理选择润滑剂和润滑方式，保证机械部件的良好润滑，降低机械的磨损和摩擦。
4. 控制温度变化：采取合适的散热措施，保持机械的温度稳定，从而减小热胀冷缩的效应。
5. 设计合理的结构：在机械的设计中考虑到材料的强度和硬度，合理布置零部件的连接方式和力学结构，避免疲劳破裂的发生。
矿山机械磨损失效是一个复杂的问题，受到多种因素的共同影响。
通过定期检修、使用合适的材料、加强润滑、控制温度变化和设计合理的结构等方法，可以降低机械的磨损失效风险，延长其使用寿命，提高生产效益。
材料磨损失效分析简述材料磨损失效分析简述摘要：综述了磨损失效的常见类型及该磨损失效的的影响因素，包括材料的磨损失效过程，指出了降低材料磨损失效的措施，为预防工程领域材料的磨损失效提供了方向。
关键词：磨损失效；类型；影响因素；过程；预防措施The Review Of Wear Failure Analysis In Materials Abstract:The common types and its influencing factors was summarized. Including the process of wear failure of materials.And the measures of how to reduce wear failure was pointedout.Pointed directions how to preventing wear failure in engineering material field.Key words:wear, failure; classify; influencing factor;process; precautionary measures 引言磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。
世界一次能源的三分之一、机电设备的70%—80%是由于各种形式的磨损而产生故障[1]。
磨损不仅造成大量的材料浪费，而且可能直接导致灾难性后果。
因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命是极为有必要的。
1 常见磨损失效类型及其影响因素1.1粘着磨损当一对磨擦副的两个磨擦表面的显微凸起端部相互接触时，即使法向负载很小，但因为凸起端部实际接触的面积很小，所以接触应力很大。
如果接触应力大到足以使凸起端部的材料发生塑性变形而且接触表面非常干净，彼此又具有很好的适应性，那么在磨擦界面上很可能形粘着点。
机械磨损的主要类型和解决方法许多机械的运行环境大多都很恶劣，受环境的影响机械零件的磨损也加快，零件的失效形式有很多，因磨损、变形、断裂、腐蚀和蠕变引起的零件失效是最主要的原因。
磨损是零件失效的主要形式，据统计有75％的机械零件是由于磨损而失效的。
多数机械设备由于负荷重、冲击大、温度高，工作环境恶劣等因素，机械磨损更为显著。
根据机械磨损产生的原因和磨损过程的本质，磨损又可分为黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。
（1）黏着磨损：微观地看矿山机械零件表面都是凸凹不平的，两表面接触时，实际是局部的点接触。
在相对滑动和一定载荷作用下，接触点发生塑性变形或剪切，使零件表面温度升高，表面膜破裂，严重时表面金属软化或熔化。
此时接触面产生黏着，由于相对运动，旧的戳着点不断被剪断。
新的教着点又形成。
如此循环构成熟着磨损。
（2）磨粒磨损：硬的颗粒或凸起物在摩擦过程中引起材料脱落的现象称磨粒磨损。
据国外统计，在冶金矿山机械工业中，由于磨粒磨损而引起的损失约占成本的40％；在煤炭工业中占成本的30％。
所以由磨粒磨损引起零件失效所占比例是较高的。
（3）表面疲劳磨损：疲劳磨损是机械表面有摩擦存在的情况下，同时存在交变接触应力致使表面产生初生的显微裂纹，并不断发展引起材料微粒脱落的现象。
例如滚动轴承滚动体表面、齿轮齿面分度圆附近、钢轨与轮的接触表面等，常出现小麻点或痘斑状凹坑，这就是典型的表面疲劳磨损所致。
疲劳磨损与零件疲劳破坏的主要区别是前者存在摩擦和磨损，表面发生塑性变形和发热现象，且受液体润滑介质的影响。
而后者主要受交变应力作用引起疲劳破坏。
（4）腐蚀磨损：当两表面在腐蚀环境（气体或液体）中摩擦时，会在机械表面上产生反应生成物，反应生成物与表面结合能力弱，在不断的摩擦中一般都会磨掉，磨掉后露出的金屈又迅速生成新的反应物，如此反复形成腐蚀磨损。
它与一般化学府蚀的根本区别是后者没有摩擦。
为了解决机械磨损的问题，需要减少机械部件之间以及机械部件与其他颗粒物的接触面及摩擦力，减少机械与腐蚀环境的接触。
煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施摘要：由于煤矿井下作业环境恶劣，开采机械易磨损失效，不利于生产的顺利进行。
所以，如何有效降低煤矿机械的磨损失效问题将会成为煤矿工程探讨的热点之一。
本文简述了煤矿机械磨损失效造成的危害，分析了导致煤矿机械磨损失效的各种可能原因，还针对发现的原因制定了较为详尽的解决对策，希望能够为煤矿机械磨损问题提供一些启发。
关键词：煤矿机械磨损失效我国是一个能源消耗大国，对煤炭资源的需求量比较大。
为了满足居民和企业的需要，提高煤炭的开采量，大型的机械应运而生，如采煤机、掘进机、刮板输送机、胶带输送机、提升机等。
随着技术的改进和科技的发展，机械的设计和开采效率都日趋完善，机械的使用给企业创造了大量的效益，但是由于机械磨损而带来的损耗，却不可小窥。
我国的煤炭企业因为机械的损耗，每年的资金投入达到80亿元，主要用于机械的维护和更新，而由于机械磨损，导致生产中断的损失更是无法估计。
1磨损失效的原因和形式1.1工作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[2]。
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，1.2工作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。
浅谈煤矿机械设备的磨损失效及处理方法摘要：煤矿机械设备是煤矿生产过程中不可或缺的组成部分，其性能的优劣直接影响到设备的使用寿命，关系到煤矿企业经济效益的高低，因此控制机械设备的质量是增强煤炭安全、降低成本的有效措施。
本文对此分析了煤矿机械设备磨损失效的常见类型，并提出了相应的处理方法。
关键词：煤矿机械设备, 磨损失效, 处理方法Abstract: the mechanical equipment of coal mine coal mine production process is an indispensable part of the performance quality directly affect the service life of equipment, relates to the coal mine enterprise economic benefits, or so control the quality of the mechanical equipment is to enhance safety of coal, lower the cost of effective measures. In this paper, this analysis of the failure of coal mine machinery equipment wear common type, and puts forward the corresponding processing method.Keywords: coal mine machinery equipment, wear failure, the treatment method一煤矿机械设备磨损失效的常见类型（1）刮板输送机磨损失效刮板输送机磨损失效主要表现在腐蚀磨损与摩擦磨损两种形式上。
刮板输送机主要是通过链条来拖动刮板，在中部槽内滑动而输送物料的，磨损最为突出的部分主要集中在中部槽、链条、刮板等内部的齿轮上。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨矿山机械作为矿山生产中的重要设备，长期以来一直是矿山生产的基础设施之一。
随着矿山深度和规模的不断扩大，机械设备的使用寿命也变得越来越重要。
但是，在长期的运行过程中，机械设备的各种磨损失效问题也逐渐凸显出来。
研究机械设备磨损失效原因及处理方法，对于延长机械设备寿命，提高设备运行效率具有重要的现实意义。
一、磨损失效原因1、材料质量问题机械设备常用的金属材料主要有铁、钢、铝、铜等，这些材料的质量和性能是磨损失效的重要因素。
如果材料质量不好、加工粗糙，则容易在磨损过程中产生裂纹和断裂，降低机械设备的寿命，并且在使用过程中会出现磨料颗粒粘在机械表面的情况，从而影响磨损的结果。
2、工作条件不良机械设备在使用过程中需要承受的工作条件不同，如高温、高压、高速、腐蚀等工作环境，这些条件都会导致机械设备的磨损失效。
3、磨料颗粒的硬度和尺寸在磨损过程中，磨料颗粒的硬度和尺寸是影响磨损结果的重要因素。
如果磨料颗粒的硬度过于强大，就会造成机械设备表面的严重损伤。
而小尺寸的磨料颗粒则会引起机械零件表面的磨擦，并且不同尺寸的磨料颗粒混合使用可能会对机械设备造成更严重的磨损损害。
4、机械设备结构设计问题机械设备结构是机械设备磨损失效的另一个因素。
如果机械设备结构设计不合理，就会加剧机械设备的磨损情况，缩短机械设备的使用寿命。
例如，各零部件之间的安装不够紧密，会导致机械零件的松动和振动；而复杂的机械结构则会导致机械零件难以维修和更换。
二、磨损失效处理方法机械设备的材料和机械设备结构设计应该尽可能地优化。
优秀的材料应该具有高强度和高韧性的特点，并且还应具有足够的耐磨性。
而对机械设备的结构设计应该遵循合理、稳定、简单、易于维修的原则。
改善矿山机械设备的工作环境，减少机械设备受到的恶劣条件的影响，来提高机械设备的使用寿命。
例如，在高温环境下，可以使用高温润滑油来使机械零件在高温情况下具有优秀的润滑性能；在高腐蚀环境下，可以使用不锈钢和其他耐腐蚀现代材料来提高机械零件的耐腐蚀性能。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨【摘要】矿山机械在使用过程中经常出现磨损失效问题，影响设备的稳定性和效率。
本文通过分析磨损失效的影响因素和分类，探讨了磨损失效的原因及常见处理方法，包括修复和更换磨损部件等。
同时也介绍了预防磨损失效的措施，例如定期检修和保养设备，选择耐磨材料等。
研究表明，合理的保养和维护对延长机械寿命和提高生产效率具有重要意义。
加强对磨损失效的研究和控制对于矿山机械的稳定运行至关重要。
希望通过本文的探讨，为解决矿山机械磨损失效问题提供一定的参考和帮助。
【关键词】矿山机械、磨损、失效、原因、处理方法、影响因素、分类、预防措施、总结、展望1. 引言1.1 背景介绍矿山机械在矿石破碎、运输、筛分等过程中扮演着重要的角色，但由于复杂的工作环境和高强度的工作要求，机械磨损失效问题成为制约其运行效率和寿命的重要因素。
磨损失效不仅会导致设备的频繁维修更换，还会降低生产效率，增加生产成本，甚至引发工作安全隐患。
深入研究矿山机械磨损失效原因及处理方法至关重要。
矿山机械的磨损失效受多种因素影响，包括工作环境、材料选择、设计结构等。
通过对磨损失效机理的分析，可以更好地理解其发生的原因，有针对性地进行处理和预防。
了解机械磨损的分类和常见的处理方法，能够帮助矿山企业更有效地维护设备，延长设备的使用寿命。
在本文中，我们将深入探讨矿山机械磨损失效的影响因素分析、机械磨损的分类、磨损失效的原因分析、常见的处理方法以及预防磨损失效的措施，为矿山企业提供参考并优化设备管理策略。
1.2 研究意义矿山机械在生产过程中难免会发生磨损失效，影响生产效率和设备寿命。
对矿山机械磨损失效进行深入研究具有重要的意义：研究矿山机械磨损失效的影响因素和分类可以为矿山企业提供科学依据，有针对性地选择合适的磨损处理方法，减少维修成本，提高设备利用率。
深入分析矿山机械磨损失效的原因可以帮助技术人员更好地理解磨损机理，从根本上解决磨损问题，延长设备使用寿命，减少设备更换频率。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨1. 引言1.1 矿山机械磨损失效概述矿山机械在矿山生产中扮演着至关重要的角色，可以说是矿山生产的核心设备之一。
由于长期作业、恶劣环境等原因，矿山机械常常遭受各种磨损失效，导致设备运行效率下降，甚至直接影响到矿山的正常生产。
研究矿山机械磨损失效的原因及处理方法具有极其重要的意义。
矿山机械磨损失效主要包括机械磨损、化学腐蚀、疲劳断裂等多种形式，其中机械磨损是矿山机械最为常见的失效形式之一。
机械磨损是指机械零部件在相互摩擦或受载过程中，由于表面材料受到力的作用而发生失去、形变或产生裂纹的现象。
矿山机械在运行中会产生多次高频、低频的冲击力和振动力，使得机械表面材料产生摩擦、撞击和挤压等作用，从而导致机械磨损的发生。
了解矿山机械磨损失效的概述，对于延长机械设备的使用寿命、提高生产效率具有积极的意义。
下面将对矿山机械磨损失效的原因进行深入分析，以期找到更有效的处理方法和预防技术。
【字数：298】1.2 研究背景矿山机械在工作过程中常常会出现各种磨损失效问题，这些问题严重影响了矿山设备的使用寿命和工作效率。
磨损失效不仅会导致设备维修成本增加，还可能造成生产中断和安全事故，对矿山生产带来严重的影响。
随着矿山机械设备工作环境的恶劣化和工作强度的增加，机械磨损失效问题变得越来越突出。
如何有效地分析和处理磨损问题，提高设备的使用寿命和工作效率，成为了当前矿山机械磨损研究的重要课题。
为了解决这一问题，需要深入研究矿山机械磨损失效的原因及处理方法，探讨磨损预防技术，总结现有研究成果，分析存在的关键问题和挑战。
只有全面了解矿山机械磨损失效问题的根源，才能找到有效的解决方案，提高设备的可靠性和工作效率。
【2000字】1.3 研究意义磨损失效是影响矿山机械设备寿命和运行效率的重要因素，对研究磨损失效进行系统分析和探讨，有着重要的理论和实际意义。
通过深入研究磨损失效的机理和原因，可以为矿山机械设备的设计和改进提供参考，提高设备的使用寿命和运行效率。
Title: 机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略1. 引言机械设备在运行过程中，金属材料的磨损失效是一个不可避免的问题。
磨损失效不仅会影响设备的性能和寿命，还可能导致安全隐患。
对于机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略成为一个重要的课题。
本文将就此主题展开深入探讨。
2. 金属材料的磨损失效2.1 磨损失效的定义磨损失效是指在摩擦和磨损作用下，金属材料表面逐渐脱落、松动或破坏的现象。
主要包括磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。
2.2 磨损失效的影响磨损失效会导致设备的性能下降，甚至出现故障，严重时可能引发设备事故，对生产和人身安全造成威胁。
3. 金属材料磨损失效的防范策略3.1 选用合适的材料在设计和选用材料时，要充分考虑工作环境、受力情况和磨损机理，选择适合的金属材料，如使用高耐磨、抗腐蚀的特种合金材料。
3.2 表面处理技术采用表面强化技术，如热处理、表面涂层、表面改性等，改善金属材料的表面硬度和耐磨性。
3.3 润滑和减摩措施合理选择润滑方式和润滑剂，减少摩擦阻力，减缓金属材料的磨损速度。
3.4 设备监测与维护建立完善的设备监测与维护体系，定期检测设备的磨损状况，及时进行维护和更换磨损严重的部件。
4. 个人观点与理解对于金属材料的磨损失效及安全防范策略，我认为在实际工程中需要综合考虑材料、设计、工艺、使用和维护等多个环节，采取综合性的预防和控制措施，以确保设备的安全稳定运行。
5. 总结回顾通过本文的探讨，我们对机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略有了更全面、深刻和灵活的理解。
在工程实践中，我们应该注重对金属材料磨损失效的认识和预防，充分利用现代科学技术手段，提高机械设备的使用寿命和安全性。
在这篇文章中，我按照您提供的要求，从深度和广度的角度全面评估了机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略，以简到繁、由浅入深的方式探讨了这一主题。
我希望这篇文章能够帮助您更深入地理解这个主题，并为您的工作提供一些有益的参考。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨随着矿业行业的不断发展，矿山机械设备的运行质量越来越受到关注。
磨损是矿山机械运行过程中普遍存在的问题，不仅会降低机械设备的工作效率，还会导致设备故障和维修成本增加。
本文将针对矿山机械磨损失效的原因和处理方法进行探讨。
1.材料质量差矿山机械的制造材料主要为铸铁和钢材。
材质质量差会导致机械设备的表面硬度低，随着机械设备的使用，表面得到磨损后，更容易导致内部部件的损坏。
2.设计缺陷矿山机械设计中存在缺陷，例如结构不合理、不良的加工和安装过程等。
这些问题会导致机械设备受力不平衡，从而导致磨损失效。
3.使用不当在机械设备的使用过程中，不当的使用方式和工作条件会导致机械设备的前期磨损加剧。
例如，矿山机械在高速或高温环境中工作过程中，润滑不良会使得机械设备表面的油膜破裂，导致磨损加剧，从而导致磨损失效。
4.寿命老化机械设备长时间使用前期受到磨损，导致内部寿命老化。
随着机械设备使用寿命的增加，内部部件的失效风险也会增加。
例如，摆线针轮机械结构的磨损失效主要来自于内部零件的疲劳寿命老化。
在生产矿山机械设备时，可以采用更加耐磨的材质，从而提高机械设备的表面硬度，延长机械设备的使用寿命。
改进设计，减少结构缺陷。
例如，更换为更加强度高的连接方式，以及增加一些支撑物来平衡受力，从而可以避免机械设备表面磨损和失效。
在机械设备的使用过程中，应该遵循正确的使用方式和维护规范，例如正确的润滑和安装的方法，从而减少机械设备在使用过程中的磨损和失效。
4.加强维护矿山机械设备在使用过程中需要不断检查设备的磨损和使用情况，以及定期更换设备磨损严重的零部件，可以延长机械设备的使用寿命。
总之，矿山机械磨损失效是矿业生产中常见的问题，需要通过改进材料质量、改进设计、正确使用和加强维护等各个方面来解决矿山机械磨损失效问题。
通过这些措施，可以为矿山机械设备的安全稳定运行提供更好的保障。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨矿山机械在长时间使用过程中，由于各种原因会导致磨损和失效。
磨损和失效会严重影响机械设备的正常运行，降低生产效率，增加维修和更换成本。
了解磨损失效的原因及处理方法对于保持机械设备的稳定运行至关重要。
矿山机械磨损失效的原因可以归纳为以下几个方面：1.材料质量问题：机械设备的主要部件是由金属材料制成的。
如果材料质量不好，容易导致机械设备的零件磨损，甚至发生断裂、失效等严重问题。
2.工作环境影响：矿山机械经常需要在恶劣的工作环境下工作，如高温、潮湿、腐蚀性介质等。
这些环境因素会加速机械设备的磨损失效。
3.设计和制造问题：机械设备的设计和制造不合理也会导致磨损失效。
零部件的结构设计不合理，加工精度不高等问题会使机械设备的寿命大大缩短。
针对以上原因，可以采取以下处理方法来延长机械设备的使用寿命和降低磨损失效：1.选择高质量的材料：对于机械设备的关键部件，选择耐磨、耐腐蚀、抗拉伸等性能优良的材料进行制造，可以有效减少机械设备的磨损失效。
2.改善工作环境：对于矿山机械设备来说，改善工作环境是非常重要的。
可以采取一些措施来降低机械设备受到恶劣工作环境的影响，如保持机械设备的干燥、通风，定期检查维护设备，及时清洗设备等。
3.科学合理的设计和制造：在机械设备的设计和制造过程中，要严格按照相关规范要求进行操作，确保零部件的几何形状、加工精度等达到设计要求，以降低机械设备的磨损失效。
4.定期检修和维护：矿山机械设备在长时间使用过程中，需要定期进行检修和维护。
定期检查设备的工作状态，及时更换磨损的零部件，做好润滑和清洗工作，可以及时发现和处理机械设备的问题，减少磨损失效的发生。
矿山机械设备的磨损和失效是由多种原因引起的，通过选择高质量的材料、改善工作环境、科学合理的设计和制造以及定期检修和维护，可以有效减少机械设备的磨损失效，提高矿山机械设备的使用寿命和生产效率，降低维修成本。
矿山机械磨损失效原因及处理方法探讨矿山机械在长时间运行中, 由于各种外部和内部因素的影响, 会出现磨损失效现象。
这种磨损失效直接影响了矿山生产设备的正常运行和寿命。
因此, 探讨矿山机械磨损失效的原因及处理方法, 对于延长设备的使用寿命, 提高生产效率, 具有重要的意义。
一、矿山机械磨损失效的原因1.外部因素影响(1) 环境温度和湿度: 矿山机械在高温高湿的环境下运行, 容易导致润滑油蒸发, 导致磨损失效。
(2) 粉尘和颗粒物: 矿山工作现场空气中的灰尘和颗粒物会被吸入机械内部, 导致机械零部件的磨损和失效。
(3) 振动和冲击: 矿山设备在运转过程中会产生振动和冲击, 长时间的振动和冲击会导致机械零部件松动, 磨损及损坏。
2.材料质量和工艺影响(1) 材料质量不合格: 机械零部件的材料不符合要求, 会导致机械零部件的磨损速度加快。
(2) 制造工艺不良: 制造过程中存在缺陷和不良工艺, 会使机械零部件的磨损速度加快, 导致磨损失效。
1. 加强设备维护和保养(1) 定期更换润滑油: 定期更换润滑油, 保持润滑油的清洁和充足, 减少机械零部件的摩擦和磨损。
(2) 清洁设备表面: 定期清洁设备清洗设备表面的灰尘和颗粒物, 减少对机械零部件的损坏和磨损。
3. 合理使用设备(1) 避免过载工作: 避免矿山机械超负荷工作, 减少机械零部件的磨损和失效。
(2) 合理安排工作时间: 合理安排矿山机械的工作时间, 避免长时间连续工作,减少机械零部件的磨损速度, 延长机械的使用寿命。
4. 加强监测和检测(1) 定期检查设备状态: 定期对设备进行检查, 完善设备的维护记录, 及时发现和处理机械零件的磨损和损坏。
(2) 使用在线监测设备: 使用在线监测设备对矿山机械进行实时监测, 及时预警和处理机械的磨损失效。
总之, 矿山机械磨损失效是影响设备正常运行和寿命的重要因素, 对于延长设备的使用寿命, 提高生产效率具有重要的意义。
磨损
一、磨损失效的基本类型
1. 粘着磨损
两个金属表面的微凸部分在局部高压下产生局部粘结(固相粘着)，使材料从一个表面转移到另一表面或撕下作为磨料留在两个表面之间，这一现象称为粘着磨损。
2. 磨料磨损
配合表面之间在相对运动过程中，因外来硬颗粒或表面微突体的作用造成表面损伤（被犁削形成沟漕）的磨损称为磨粒(料)磨损。
3.犁削磨损
硬材料表面的微凸点切削较软材料的表面，在较软材料的表面形成“犁沟”。
活塞环与缸套存在粘着磨损、犁削磨损（拉缸现象）、磨料磨损。
4. 表面疲劳磨损
两个接触面作滚动或滚动滑动复合磨擦时，在交变接触压应力作用下，使材料表面疲劳而产生材料损失的现象称为表面疲劳磨损。
5. 冲刷磨损
冲刷磨损是由于含固态粒子的流体(常为液体)冲刷造成表面材料损失的磨损。
6. 腐蚀磨损
腐蚀磨损是金属在摩擦过程中，同时与周围介质发生化学或电化学反应，产生表层金属的损失或迁移现象。
二、影响磨损失效的基本因素
1. 摩擦副材质
材料副的互溶性，相同金属、晶格类型、原子间距、电子密度、电化学性能相近的材料副互溶性大，易于粘着而导致粘着磨损失效。
金属与非金属(如塑料、石墨等)，互溶性小，粘着倾向小。
材料副的表面强化处理提高耐磨性。
材料表层组织和结构缺陷。
夹杂疏松、空洞、锻造夹层以及各种微裂纹，过高的装配应力等都将使各种磨损加剧。
2. 工况参数
包括接触应力、滑动距离和滑动速度、温度、介质条件与润滑等。
磨损的类型磨损机理表面疲劳磨损形成及影响因素磨损的类型磨损机理表面疲劳磨损形成及影响因素磨损实际是接触表面随着时间增加和载荷作用损伤的累积过程。
自然界中不论机械零件，还是人造关节都存在着磨损。
可以说，磨损无处不在。
它直接影响着机器的运转精度和寿命。
据统计,每年全世界生产总值的近五分之二被摩擦磨损消耗掉了。
因此，开展系统的摩擦学设计，尽量减少或消除磨损，对人类具有重大意义。
前苏联学者进一步较全面地提出了区分磨损类别的方法。
他将磨损分为三个过程，依次为表面的相互作用两体摩擦表面的相互作用可以是机械的或分子的。
机械作用包括弹性变形、塑性变形和犁沟效应，可以是两体表面的粗糙峰直接啮合引起的，也可以是夹在中间的外界磨粒造成的。
表面分子的作用包括相互吸引和粘着，前者作用力小于后者。
表面层的变化在表面摩擦的作用下，表面层将发生机械的，组织结构的及物理的和化学的变化，这是由于表面变形、摩擦温度和环境介质等因素的影响造成的。
表面层的塑性变形会使金属冷作硬化而变脆，反复的弹性变形会使金属出现疲劳破坏。
摩擦热引起的表面接触高温可以使表层金属退火软化，而接触后急剧冷却将导致再结晶或固溶体分解。
外界环境的影响主要表现为介质在表层的扩散，包括氧化和其他化学腐蚀作用，因而会改变金属表面层的组织结构。
表面层的破坏形式有擦伤、点蚀、剥落、胶合、微观磨损。
近年来的研究普遍认为, 按照不同的机理对磨损来进行分类是比较恰当的。
通常可将磨损划分为个基本类型粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损。
虽然这种分类还不十分完善, 但概括了各种常见的磨损形式。
磨损机理通常从机理上可以把磨损分为粘着磨损，磨粒磨损，表面疲劳磨损，侵蚀磨损，腐蚀磨损和热磨损等。
粘着磨损相对运动的表面因存在分子间的吸引而在表面的微观接触处产生粘着作用，当粘着作用的强度大于材料内部的联接强度时，经过一定周期的接触就会产生磨损。
粘着磨损的磨损度常常是压力的函数，低压软表面或高压下都会产生严重的粘着磨损。
磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。
通常磨损过程是一个渐进的过程,正常情况下磨损直接的结果也并非灾难性的,因此,人们容易忽视对磨损失效重要性的认识。
实际上,机械设备的磨损失效造成的经济损失是巨大的[1～10,15]。
美国曾有统计,每年因磨损造成的经济损失占其国民生产总值的4%。
2004年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示,磨损损失了世界一次能源的三分之一,机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的;我国的GDP只占世界的4%,却消耗了世界的30%以上的钢材;我国每年因摩擦磨损造成的经济损失在1000亿人民币以上,仅磨料磨损每年就要消耗300多万吨金属耐磨材料。
可见减摩、抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用,越来越受到国内外的重视。
因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命有很大的社会和经济效益。
1 磨损和磨损失效的主要类型磨损———由于机械作用造成物体表面材料逐渐损耗。
磨损失效———由于材料磨损引起的机械产品丧失应有的功能。
通常,按照磨损机理和磨损系统中材料与磨料、材料与材料之间的作用方式划分,磨损的主要类型可分为磨料磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等类型。
1.1 磨料磨损由外部进入摩擦面间的硬颗粒或突出物在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹,产生材料的迁移而造成的一种磨损现象称为磨料磨损。
影响这种磨损的主要因素:在多数情况下,材料的硬度越高,耐磨性越好;磨损量随磨损磨粒平均尺寸的增加而增大;磨损量随着磨粒硬度的增大而加大等。
1.2 粘着磨损在两摩擦表面相对滑动时,材料发生"冷焊"后便从一个表面转移到另一个表面,成为表面凸起物,促使摩擦表面进一步磨损的现象称为粘着磨损。
影响粘着磨损的主要因素:同类的摩擦副材料比异类材料容易粘着,采用表面处理(如热处理、喷镀、化学处理等)可以减少粘着磨损;脆性材料比塑性材料抗粘着能力高;材料表面粗糙度值越小,抗粘着能力也越强;控制摩擦表面的温度,采用的润滑剂等可减轻粘着磨损等。
1.3 冲蚀磨损当含有流动微粒(固、液或气体)的流体冲击材料表面造成的一种磨损现象称为冲蚀磨损。
影响冲蚀磨损的主要因素是流动微粒的冲击速度及角度等。
1.4 疲劳磨损当两种材料相对运动(滚动或滑动)时,接触区受到循环应力的反复作用,当循环应力超过材料接触疲劳强度,接触表面或表面下某处形成疲劳裂纹,造成表面层局部脱落的现象称为疲劳磨损。
影响疲劳磨损的主要因素:零件表面硬度越高,产生疲劳裂纹的危险性越小;减少表面粗糙度,可改善零件疲劳寿命;高粘度的润滑油能提高抗疲劳磨损的能力,有利于提高疲劳寿命等。
1.5 腐蚀磨损摩擦过程中,摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应,造成表面材料的损失现象,称为腐蚀磨损。
影响腐蚀磨损的主要因素:腐蚀介质(如酸、碱、盐)的性质、零件表面氧化膜的性质和环境温度与湿度等。
1.6 微动磨损在相互压紧的金属表面间由于微小振幅振动,使接触面产生氧化磨损微粒,难以从接触部位排除,就会发生微动磨损。
影响微动磨损的主要因素:同类材料相接触要比异类材料相接触时磨损情况严重的多。
表1为工业领域中不同磨损类型的统计表[9],实际上大多数的工业领域中的磨损失效现象是以上述几种磨损形成的复合形式出现的。
上述磨损的分类方法比较常用,实际上这类方法里包含两类磨损,即由于磨料作用于材料表面造成的磨料磨损以及摩擦副之间的摩擦导致的磨损。
对于磨料磨损还可以进一步按不同分类方法进行分类:例如,两体磨损、三体磨损、凿削磨损、高应力磨损、低应力磨损、切削磨损、变形磨损等,此处不再罗列。
2 磨料磨损失效的显微机制从表1工业领域中磨损类型的统计表可知,磨料磨损占磨损类型的50%,是磨损失效中最主要的一种类型。
本文重点讨论磨料磨损的失效分析。
一般来说,在磨料磨损过程中,材料的迁移主要有切削、变形和脆断三种形式。
2.1 切削机制磨料颗粒作用在材料表面,颗粒上所承受的载荷分为切向分力和法向分力,在法向分力作用下,磨粒刺入材料表面,在切向分力的作用下,磨粒沿平面向前滑动,带有锐利棱角和合适攻角的磨粒对材料表面进行切削,如图1a,b所示。
如果磨粒棱角不锐利,或者没有合适的攻角,材料便发生犁沟变形,磨粒一边向前推挤材料,一边将材料犁向沟槽两侧,如图1c所示。
在切削的情况下,材料就像被车刀车削一样从磨粒前方被去除,在磨损表面留下明显的切痕,在磨屑的切削面上也留有切痕,而磨屑的背面则有明显的剪切皱褶,如图1d所示。
(a) 锐利棱角磨粒的犁削 (b) 材料表面切削形貌(c) 棱角不锐利磨粒的切削 (d)磨屑表面形貌图1 磨料颗粒作用磨损表面示意图和磨损形貌2.2 变形机制在滑动磨粒磨损中,由于磨粒不具备有利的攻角如图1c,并不是一次犁就产生磨屑,在磨粒的反复多次作用下,形成薄的片状碎屑,这种磨屑表面比较光滑,看不到磨痕和剪切褶皱,这类磨损则属于变形机制。
图2 变形后脱落的扁平状图3 材料脆性断裂、图4 不同材料硬度所对应的磨屑形貌微观剥落的形貌磨损机理当磨料以较大的角度作用于材料表面时,材料不具备被切削的条件,此时,磨料颗粒将材料从坑中挤出,在众多磨粒反复作用下,材料多次变形硬化失去塑性,直到应力超过材料的强度极限后形成扁平状磨屑脱落,此类磨损多发生于颚式破碎机及锥式破碎机的齿板和破碎壁表面,磨屑如图2所示。
但是值得注意的是,对于这类工件,宏观上磨料与材料似乎没有相对滑动,在微观上材料表面的磨料还是有一部分作滑动或者转动,这时仍是可以直接产生短切屑或凿屑。
2.3 脆断机制硬而脆的材料遇到磨粒磨损时,由于磨料不易刺入材料使材料发生塑性变形,更不易被切削,这时材料常常是以脆性断裂、微观剥落的机制发生迁移,宏观上便是发生了磨损,如图3所示。
图4表示了不同性质的材料所对应的不同磨损机理,可见不同的磨损机理在不同性质材料之间可以转化。
3 磨损失效的影响因素材料的耐磨性不是材料自身固有的性质,它是磨损系统的函数,同一材料在不同工况下表现出的磨损特性不尽相同,因此,有必要了解磨损系统中各参量对材料的耐磨性和磨损失效的影响。
3.1 磨损环境条件的影响3.1.1 压力的影响一般来说,随着磨损压力的增加,磨损量随之增大,因为随着压力的增大磨料对于材料的刺入深度增加,对材料表面进行切削或变形的能量随之增强。
3.1.2 速度的影响对于不同磨损种类,磨损速度的影响是不同的。
滑动磨损情况下,速度的影响并不明显;冲蚀磨损速度对磨损有重要影响,当冲击速度高到一定程度时,原本在滑动磨损或低速情况不造成磨损的物料此时也可以造成磨损,极端的例子是高压水射流切割以及气蚀等,这是因为速度决定输入给磨损表面的能量,能量越高,磨损越严重。
3.1.3 冲击角度的影响冲蚀磨损中冲击角度对磨损的影响非常大(图5),图5a为材料在不同冲击角度下的磨损特性。
可见,冲击角度对脆性材料和韧性材料的影响不同。
对于玻璃、陶瓷等脆性材料,随着角度的增加磨损量增加,在接近90°角的垂直冲击条件下,磨损量达到最大,这表明脆性材料不适合在大角度冲蚀工况下使用;对于韧性材料,磨损量先是随着冲击角度增加而增加,在某一角度时达到最大值,其后随着冲击角度的增加磨损量随之下降。
这表明韧性材料在低角度工况下工作容易发生磨损,而在高角度时则可充分发挥其耐磨性。
这是因为韧性材料硬度较低,低角度冲蚀时磨粒对表面的切削最有利,磨损量即上升,而脆性材料在垂直冲击时,材料表面最容易碎裂剥落,所以磨损量最大,通常工程上用的金属耐磨材料介于两者之间。
硬质合金和碳钢的冲击角度对磨损量的影响见图5b。
掌握不同材料在特定磨损工况下的最大磨损角度和最小磨损角度,对于冲蚀磨损下耐磨材料的选择和抗磨对策的制定有重要指导意义。
(a)(b)图5 不同冲击角对磨损特性和磨损量的影响3.2 磨料特性的影响在磨料的诸多特性中,磨料硬度的影响最为重要,早在20世纪40年代,苏联的赫鲁绍夫[6]以及后来英国的理查森都有过大量的研究,对此将在后面结合材料硬度进行叙述。
3.2.1 磨料粒径的影响磨料粒径对磨损的影响,最初随着粒径的增大磨损呈线性关系增大,当达到某个数值即所谓的临界粒径之后,磨损的增长就变得缓慢,或者出现不再增长的情况。
3.2.2 磨料粒形的影响磨粒的粒形对磨损有很大的影响,尖锐磨粒的磨损能力很强,而圆钝的磨损能力相对较差。
这是因为尖锐的磨粒可以比较容易地刺入材料表面,引起材料的塑性变形,或者直接切削材料,而切削是一次成屑,所以尖锐磨粒的磨损能力很强。
3.2.3 磨料中水分的影响实际工程中,在金属摩擦副的情况下,液体进入对磨界面,磨损可以大大下降;可是在磨料磨损的情况下,磨料中有水分进入,磨损反而变得严重。
另外,对于摩擦磨损,润滑剂达到一定量时,润滑和减磨效果就不再增加,而磨料磨损的磨损量先是随着水分增加而增加,达到最大值后,随水分的增加而下降,其极端情形为砂浆磨损。
3.3 材料特性的影响材料特性对磨损的影响非常大,工程耐磨材料主要有金属和非金属两大类,用于耐磨用途的非金属材料主要有陶瓷、橡胶。
在水平和低角度磨损时,陶瓷显示出了优异的耐磨性,特别是在高温工况下更是如此。
在垂直或大角度冲击磨损工况下,橡胶材料表现出色,特别是在湿磨料磨损时更是如此。
不同的材料在同样磨损条件下所表现出的磨损特性不尽相同。
金属耐磨材料兼备强度、韧性和耐磨性于一身,应用最为广泛。
在金属材料性能与磨损的关系中,研究得最多的依然是硬度的影响,早期赫鲁绍夫、理查森所作的工作是经典的,直到现在依然被广泛引用,如图6所示[12]。
对于纯金属(图6中的曲线1,2所覆盖的范围),随着材料硬度的增加,相对耐磨性随之增加并呈现出较好的线性关系。
而对于某一种碳素钢或合金钢(图6中的曲线3,4,5),采用热处理使之硬度在200～800HV之间变化时,随硬度增加其相对耐磨性的增加比较缓慢。
图6 材料硬度与相对磨损性的关系[13] 图7 金属磨粒磨损量和磨损比与磨粒硬度的关系(H1和H2分别为材料M1和M2的硬度)在研究磨损机理和磨损特性时,常常单独考察材料硬度的影响或者磨料硬度的影响。
实际在工程上,更有意义的是材料与磨料的相对硬度,或者说是硬度比值。
从对磨料磨损进行的大量试验发现,材料硬度与磨料硬度的比值与磨损量之间有如图7的关系。
图中H1和H2分别为材料M1和M2的硬度。
图7为两种不同硬度金属随着磨料硬度变化时的磨损体积变化以及两种材料磨损体积之比的变化规律[8],在图7a中,对于较软的材料M1而言,当磨料的硬度小于材料的硬度H1时,随着磨料硬度的增加,磨损上升缓慢,而当磨料的硬度上升到材料硬度左右时,磨损对磨料硬度最为敏感,当磨料硬度超过材料的硬度后,继续提高磨料的硬度对磨损没有影响。
