露天采掘设备机械零件的损坏形式及修复措施

露天采掘设备机械零件的损坏形式及修复措施

黎章林

文山州煤业有限责任公司普阳煤矿

摘要：采掘设备是支持矿山作业活动有序展开的重要设备设施，直接影响到矿山作业效率和效益，占据重要地位。在露天采掘设备运行中，由于作业环境恶劣，长期高负荷运行会出现不同程度的磨损和老化，导致露天采掘设备机械零件损坏，出现故障问题，严重影响到露天采掘设备安全稳定运行。基于此，本文就露天采掘设备机械零件损坏形式进行探究，结合不同的损坏形式寻求合理有效修复措施，确保露天采掘设备安全稳定运行。

关键词：损坏形式；修复措施；采掘设备；机械零件

科学技术是第一生产力，随着科学技术不断发展和创新，涌现出大量的新技术和新设备，大大促进了社会生产力水平提升。在矿山作业活动中，通过露天采掘设备的应用，有助于降低人工劳动强度，切实提升作业效率和质量。但是，露天采掘设备长期使用中，会出现磨损、老化，损坏机械零件。露天采掘设备的维修难度较大，维护成本高，为了保证露天采掘设备安全稳定运行，提升矿山作业效率和质量，就需要加强露天采掘设备维修和维护，降低故障几率，确保矿山作业活动高质量展开。

一、露天采掘设备维护和修复现状

纵观当前露天采掘设备的维护和修复现状来看，受到可观因素影响，极大的影响到露天采掘设备安全稳定运行，不仅影响到矿山作业效率，还会带来不同程度上的经济损失。具体问题，主要表现在以下几点：

其一，人为因素。露天采掘设备运行和维修等工作，均是由人为操控进行，但是部分维修人员自身的专业培训不足，专业理论知识不足，逻辑思维能力陈旧，实际工作敷衍了事，极大的影响到露天采掘设备维修效率和质量。部分现场作业人员操作不规范，未能有效挖掘潜在的故障隐患，不正当操作导致露天采掘设备损坏较大，影响到露天采掘设备安全稳定运行[1]。

其二，设备问题。部分矿山企业为了降低运营成本，认为机械设备只需要可以启动运行即可，不愿意将更多的资金投入到机械设备检修和维护中，不仅影响到露天采掘设备使用性能，还会缩短露天采掘设备的使用寿命。还有很多矿山企业为了加快生产进度，导致露天采掘设备长期超负荷运转，设备零件润滑不充分，老化现象严重，加之维护不及时，在一定程度上增加机械设备运行故障几率[2]。

其三，环境问题。矿山开采规模不断扩大，尽管可以促进经济发展，但是会对生态环境带来不同程度的污染和破坏，尤其是施工现场会产生大量的粉尘，污染空气、土壤和水源。设备长期运行会产生震动和磁辐射问题，影响到露天采掘设备安全稳定运行，增加故障几率。

二、露天采掘设备零件的损坏形式和修复措施

（一）齿轮类零件损坏和修复

（1）断齿。断齿是一种常见的齿轮类零件损坏形式，通常是由于载荷大、有缺陷，齿轮弯曲强度不足，可能导致齿根弯曲、折断。部分齿轮啮合精度不足，接触面考虑不当，在一定程度上增加接触应力变大，容易出现受力不均匀问题[3]。通常情况下，此种损坏形式可以选择碳弧气刨清根；使用11018焊条对零件焊接处理，保证各项尺寸规格符合要求，对焊口的焊前预热和焊后保温处理；补焊后，使用角磨机对零件打磨处理，修复成合理的齿形，有效改善潜在的缺陷。

（2）齿面剥落。此种缺陷较为常见，通常是由于齿轮接触疲劳强度不足导致，相较于磨损而言，剥落主要是微粒形式磨损掉，成块形式剥落，润滑油逐渐渗透到疲劳裂缝中，产生更加严重的裂纹。随着润滑油延伸拓展，逐渐渗透到裂纹深部[4]。检修期间，对于齿面点蚀和剥落缺陷，通常不需要修复处理。

（二）轴类零件损坏和修复

（1）断轴。此类缺陷是由于零件承受的荷载超过标准值，应力过分集中容易出现断轴，检修期间断轴损坏配件不需要修复。

（2）轴颈磨损。轴颈磨损损坏，通常是由于零件润滑油缺失，导致零件承受荷载较大，检修期间对于此类损坏形式的修复，有不同的修复方法。如，补焊法，选择强度相近焊条焊接处理，然后通过机床加工，保证零件的性能符合要求；调整换位法，调整磨损轴的方向，未磨损的位置仍然可以继续运行；胶补法，使用厌氧胶修复理念，形成稳定的膏状，涂抹在金属表面上，隔绝氧气，不需要直接接触金属，自动聚合形成固体聚合物，具有一定坚韧程度，有效修复轴颈磨损。通常情况下，轴颈磨损量在0.4mm以内，偏磨量最大在0.5mm以内，轴垂直方向静置控制在20h以上[5]。

（三）轴承类零件损坏和修复

（1）磨损。零件缺少润滑，长期超负荷运行，导致零件磨损、老化。

（2）烧伤。通常是由于润滑不足，零件之间的摩擦系数增加，轴配合精度偏低以及异物进入其中导致。

（3）保持架损坏。由于结构安装不当，导致结构承受的荷载冲击较大。

（4）剥皮。轴承承受的荷载较大，零件缺少润滑处理，一旦轴承损坏应及时更换新的轴承。

需要注意的是，对于轴承损坏，应该明确实用注意事项，避免轴承损坏。保证轴承运行环境清洁，避免灰尘、杂质进入其中，减少轴承的磨损和震动。轴承使用期间，避免外部强力冲击，或是直接锤击轴承，破坏轴承整体结构稳定。安装轴承使用专门的工具，避免纤维类工具，可以选择磁感应加热轴承，温度控制在80℃～100℃，最高温度不超过120℃，规避回火效应[6]。对轴承加热后，应快速安装在轴上，避免冷却后零件缩小贴合不紧，影响到整体结构稳定性。

（四）大型焊接结构构件开裂和修复

通常情况下，对于露天采掘设备大型焊接结构件开裂问题，主要是在使用过程中承受的荷载较大，作业环境恶劣，由于人员操作不当，对结构产生不均匀的作用力，损坏露天采掘设备零件。如果焊接缺陷和应力集中，未能及时有效处理，后期长期使用中容易出现细小的裂纹。设备在长期运行中，裂纹进一步延伸和拓展，产生更大的裂纹。针对此类缺陷，可以沿着裂纹使用碳弧气刨开玻口，借助磨光机充分打磨处理，清除氧化层，选择性能相近的焊条焊接处理，最大程度上规避应力集中。如果结构件重复性开裂，反复焊接处理会降低区域的力学性能，影响到整体结构性能。多次开裂区域，焊接修复中应选择彻底去除热影响区的材料，选择与原母材性能相近的材质，对结构件开裂充分焊接修复，降低设备故障几率，保证露天采掘设备安全稳定运行。

结论：

综上所述，露天采掘设备是矿山开采的重要设备，在长期运行中不可避免的出现磨损、老化，设备故障几率较高，严重影响到矿山开采效率和效益。故此，应该结合露天采掘设备运行环境，多角度分析露天采掘设备零件的损坏形式，选择切实可行的修复措施，以便于及时修复零部件，降低露天采掘设备故障几率，带来更大的经济效益。

参考文献：

[1]宋润生.试论采掘机械虚拟实操设备在安全技能培训中的运用[J].西部探矿工程,2019,31(06):133-134.

[2]马少忠.煤矿综合机械化采掘设备运行管理的发展对策和建议[J].内燃机与配件,2017，31(18):101.

[3]吕艳邦,曾志凯.新技术在煤矿企业大型综合机械化采掘设备中的应用[J].河南科技,2017，29(05):96-97.

[4]陈玉莲.矿山机电专业项目教学情景案例研究——以《采掘机械设备运行与维护》为例[J].科技展望,2016,26(28):233.

[5]罗中绪.煤矿采掘机械的故障分析与维护措施[J].机械管理开发,2016,31(09):152-153+168.

[6]戎辉.露天采掘设备机械零件的损坏形式及修复措施[J].安全,2012,33(04):43-44.