矿山机械的磨损分析

矿山机械的工作对象为各种矿石、煤炭、岩石、砂土等，在采掘、截割、装载运输、破碎、分选、提升过程中会受到严重的磨损，经常发生机件和工具的失效。如果同时又受到含有政、碱及其他化学腐蚀性物质的矿下水和气体的多重腐蚀，就会加剧机件的磨损。出于矿山机械的磨损失效，每年给国民经济带来巨大的损失。根据有关部门的不完全统计，我国冶金矿山、煤炭、建村、石油、电力等工业部门每年仅由于磨损而需要补充的设备备件达100多万吨钢材，直接经济损失上百亿元。其中煤炭系统每年因磨损而失效的设备备件就达16-20多万吨，损失达10一20亿元。与此同时，因设备损坏、停机、停产而造成的间接经济损失更是巨大的和无法统计的。

另一方面，我国矿山机械设计相制造过程中由于受传统习惯的束缚，及对摩擦学知识缺乏了解，不能将当今国内外先进的抗磨技术相耐磨材料及时地应用在矿山机械设计制造上，造成我国矿山机械易磨损机件的使用寿命远远低于国外先进水平。具体情况见表0-1。

为了提高矿山机械的使用寿命，降低机件的磨损，我们必须了解摩擦学原理，运用摩擦学的基本知识对矿山机械零件进行磨损失效分析，掌握零件磨损的类型相机理，然后根据实际情况，改进设计、合理选材，采用正确的抗磨新工艺。

自从1966年英国学者乔斯特(Jost)公布了关于“摩擦学教育和研究”报告之后，将摩擦、磨损和润滑统一形成一门独立学利——摩擦学。引起国内、外有关部门普遍重视，并进行了大量实验研究工作。20多年来，人们在磨损分类、机理探讨、工程实践、新材料和表面抗磨技术等方面都有很大的进展．并取得了显若的成就。

磨损是磨擦学的三个亚要组成部分之一，50年代的文章和专著多把磨损分为四大类，即粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损。60年代有人提出了软磨粒磨损和硬磨料磨损。也有人提山了二体磨料磨损和三体磨料磨损等等。由于人们经常把磨损的形式(现象)与磨损机制混为一谈，反应了磨损学问尚不够成熟，缺乏对磨损过程深刻的理解。事实上，一种磨损形式经常由一种或多种湃损机制所决定、而同一种机制，由于工况条件的不同可能产生不同的磨损形式。因此，正确的分类方法应当明确形式一机制一条件三者的关系。例如，磨料磨损是一种磨损形式，而不是一种磨损机理，磨料磨损机理要根据磨料与材料相互作用方式及磨损形成过程来区分。当磨料相对零件表面滑动时，磨损机理有三种：显微切削、犁沟变形(包括推挤变形和碾压变形)和脆性的断裂与脱落。如果磨料受到高挤压应力而被碾碎，则磨损机理又有所不同。如果材料在含水的砂浆中(酸性、碱性的介质中)，则还伴有化学及电化学的腐蚀作用，从而加速了磨损过程。另一方面，磨损不光是材料本身的问题，它涉及到机械学、冶金学、润滑力学、摩擦化学、固体力学、表面物理等多种学科，对于矿山机械零件磨损失效，必须进行系统性的综合分析，才能找到真正引起磨损失效的原因。

根据矿凶机械零件失效的具体原因，我们可以改进设计，合理地选择材料祁表面抗磨工艺，以提高零件的使用寿命。目前在矿山机械抗磨技术中用得最广泛的是材料表面耐磨准焊和喷焊技术。这一工艺既保持了机件本身的高强度和高韧性，父提高厂表面硬度和耐磨性，既节约了大量台金材料．降低了制造成本，又增加了零件的使用寿命，提高了劳动生产牢。这是一举两得、事半功倍的事。只可惜的是这种工艺目前在我国矿山机械中应用得不广泛，堆焊材料的产量、质量、品种还不适应现场的需要。为了进一步推广这一新工艺。