矿山机械磨损失效分析

提高矿山机械零件的使用寿命是我们的最终目标，为了达到这一目标，就要求我们运用摩擦学知识合理地设计零件结构，尽运减少磨损。正确地选择制造材料和表面强化工艺，以及改善设备维修保养。要做好以上工作，我们必须了解具体零件的磨损过程、磨损机理以及环境影响因素。由于磨损过程是个十分复杂的过程，尽管矿山机械的磨损大多数属磨料磨损，但由于外界环境不一样，其磨损机理包不尽相同，很多本质问题也不是一目了然，所以我们必须将实验室的研究和实际使用零件的磨损过程紧密地结合起来，对磨损零件进行失效分机。

矿山机械零件的失效分析与机械设备的失效分析都是对失效零件失效后的原因进行分析，找出失效原因采取措施以提高零件的使用寿命。所不同的是矿山机械磨损失效分析主要是针对造成零件磨损失效的工况条件、宏观形貌、微观形貌、材料组织结构、甚至磨屑进行分析，以寻找造成磨损失效过程中的主要原因，为设计、选材、选择表面强化工艺，制定合理的维修保养制度提供可靠依据。

磨损失效分析步骤如下：

1. 磨损零件的实际工况条件分析

在进行实际磨损零件失效分析之前，首先必须弄清该零件使用的原始资料，如尽件的用途、结构特征、受力情况、选用的材料和处理工艺(包括热处理工艺、表面处理工艺)、操作工况条件(介质、温度、压力、速度、载荷、工作时间、安装等)、磨料持点(硬度、粒度、脆性)、平均使用寿命及经济消耗等情况。同时要注意零件的各种损坏状态的记录和失效样品，残留样品的保存。

对零件实际工况条件及原始资料的分析是了解零件磨科磨损过程的前提和必要条件。因为零件磨损是一个摩擦学系统发生、发展过程，材料的磨损待征与零件的使用工况有着紧密的联系。零件的使用工况决定了零件磨损的基本类型和特征，所以它是零件磨损失效分析的前提和先决步骤，

2. 磨损零件的宏观和微观分析

宏观分析就是用肉眼观察零件磨损的外表特征，拍摄记录各种有代表性的照片，对磨损部位尺寸和形状变化进行必要的测量和记录。

矿山机械大多用屠料磨损，其宏观持征十分明显，其尺寸和形状变化也是显而易见的，其表面磨损划痕、凹坑常常用肉眼或放大镜都能观察到，其观察测量工具，主要是放大镜、卡尺之类。宏观失效的特征有时能直接反映零件磨损的原因，应该重视宏观分析的作用。

为了进一步对零件表面进行细致的微观分桥，就要采用高倍显微分拆仪器，在实验室内对样品进行观测分析。这里可以采用一般光学显微镜、立体显微撬等，有条件时也可以采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜来观察新鲜的磨损表面或材料的内部组织结构。很多在宏观下观察不到的磨损表面的条痕、擦伤、犁沟、凿削凹坑、点蚀、剥落、裂纹、夹杂物等，在电镀下可以看得一清二楚。分析磨损表面微观缺陷的严重程度和各种缺陷所占的比重，将对确定磨损类型和选材依据提供有效的信息。

不论宏观分析的磨损零件还是微观分析的磨损零件。都要选择具有代表使的零件和观察部位。有条件的研究者最好亲自去现场选取，并记录当时的工作条件、工作参数，经宏观观察并拍摄有关照片，对于持观察表面应妥善加以保护，如用酒精或丙酮加以清洗，并用AC纸(醋酸纤维纸)覆盖其上。对于某些表面光滑的磨损面，也可以用黄油涂抹，外用胶布包装运回实验室。对于大型零件搬运不便，也可以现场切取局部试样，切取试样时应小心保护表面及内部组织不受损伤，或发生相变。

磨损产物是指在房损过程中材料经磨损去除的磨屑，也是磨损过程的最终结果。它能综合地反映材料磨损过程中机械、物理、化学等作用的影响，从某种意义上讲，它比研究磨损表面更能直接反映磨损失效的原因和机理。

对于磨料磨损过程来说，大多数情况下，磨损下来的铁屑常常陨磨料运动与磨料混杂在一起，这给磨屑的收集工作带来一定困难。目前收集磨屑的方法主要用磁性法。即在设备的某个部位上装上磁性吸板及通过筛网来分离和吸取有磁性的大块磨屑。有条件的地方可以采用气动铁谱仪进行收集。