煤矿机械论文篇1
数控技术能很方便的改变加工工艺中的工艺参数，有利于新产品的研发和换批加工。能确保加工的精度减少辅助时间，从而实现一次工作完成多道复杂的加工工序。对于普通机床难以完成的零价加工，如对复杂零件和零件曲面状的加工能高质量的完成。采用的是模块化的工具，一方面减少了安装和换刀的时间，另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的标准化。随着现在的微处理器的产生以及现代的SOPC技术的发展，在机械加工和和机械设备的维修检测以及集成的程度上都有很大的提高。我国的自主创新能力不足，目前我国的数控技术只是处于对进口产品的模仿阶段，在技术创新方面缺乏。归其原因就是我们对引进的先进技术的研究不深入，最重要的是我国缺乏完善的鼓励创新机制。还有就是我国的产品网络程度不高，可靠性和稳定新不高。现阶段我国主要的串口通讯技术和NC程序传送技术的集成化和网络水平有限。所以在煤矿数控技术的研究和应用的领域还有很长的路要走。
3、煤矿数控机床的结构
构成数控机床的主体结构，有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位，系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理，从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中，控制面板充当了一个人机交换的媒介，传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用，它是一个双方面信息交换空间，不仅要实现与控制中心的信号进行交换，还要与数控机床的开关信号进行交换，所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换，都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块，分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。
4、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合，所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后，再选择使用合适的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU，例如8080，8031，Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价，而且实用性和普及都是很强的，此外，对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺，有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中，要按照下列原则进行。
一、坚持完整性原则，也就是说，要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。
二、经济性原则，就是产品一经设计出可以做到简单实用。
三、可靠性原则，就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。
四、发展性原则，就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。
通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响，在设计中还要考虑其经济性，利用原来的电动机拖动机床的传动，达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中，考虑到变换了切削转矩以及机床电压，会使得电机转速也发生变化，使得生产精度提高，其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统，用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作，之后会进行机械的加工处理，从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定，同时，开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现，现代机床具有更高的稳定性，而且自身发生故障的可能性越来越低，工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成，维修人员要从内到外仔细的检查，最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外，对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用，这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中，对数据库的整理也是很有必要的，它是远程数据库的基础，网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术，然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
5、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种，即开环，半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出，闭环的系统的机床精度很高，在补偿机械运动中的误差小，能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂，使用技术难度较大，对该系统的调试和维修困难，再有就是生产的造价高，在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户，还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中，并嵌入到Web中，让用户能通过网络就能得到想要的程序，不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
煤矿机械论文篇2
剖解其部件及零件，使学生知道其内部结构工作原理和操作方法，逐渐提高其操作技能和技巧。例如讲解排水设备的水泵时，教师以单级水泵为例，把水泵拆卸成零部件，使他们知道排水设备主要由水泵主体、电动机、起动设备、管路、管路附件及仪表等组成，并分别讲解各部件的作用，克服学生的神秘感，从而达到提高学习兴趣的目的。排水设备中，水泵是它的核心部件，在进行拆卸，了解其构造后，再讲水泵的工作原理，使学生加深了理解，为以后的操作练习打下一定的基础。其它如矿井通风设备、矿井压气设备，如有可能也可采用直观教学方法，达到预期的教学目标。
（二）利用现代教育技术教学手段，达到教学目标
对于《煤矿机械》课程中的提升设备、煤矿采掘运输设备来说，不可能把这些大型机械设备统统搬到课堂上，这就要求采用现代化的教学手段，把相关机械的运行状况，制成教学片，放映给学生看，使其有直观的感性知识，再进行理性剖析，效果肯定好些。在进行电化教学前，教师应先引导学生预习教材内容使他们对所学教材内容有一个大概的了解。其后教师根据教学内容，可以边讲解，边看教学录像；也可以先看录像，然后进行归纳剖析，至于采取哪种可行的方法，一是针对教材内容的难易程度，二是针对班级学生的整体状况而定。在观看教学录像后，教师要组织学生进行座谈讨论，使他们畅所欲言，各抒己见，谈其收获体会。这样既可以提高学生的分析理解能力，又可以提高他们的语言表达能力。对于在座谈发言中出现的一些问题，教师可根据所学知识和学生接受状况，给予启发或解释，使问题迎刃而解。
（三）加强实习教学，提高学生的操作技能和技巧
实习教学是教师根据课程教学大纲的要求，根据本专业工种学生应掌握的实际操作技能和技巧要求，在校外、校内组织学生进行实际操作，把书本知识运用到实践的一种教学方法。针对《煤矿机械》教材内容较多的特征，实习教学可以集中安排，也可以分散安排，只要有利于培养学生的操作技能和技巧就行。安排实习教学计划时，应该建立在学生已掌握了基本操作技能的基础上。所谓基本操作技能主要是指机械设备的维修知识，即小、中维修知识。这对于了解机械设备的技能、运行状况很重要。就好比汽车司机一样，只会开车而不会维修、保养是不行的。另外在安排实习教学时，教师要针对学生的人数多少，实习内容的多少，安排轮换实习，使学生对各种设备都有一定的了解，为适应以后工作就业打下良好的基础。在整个实习过程中，教师既要重视学生对机械设备操作技能和技巧的学习，又要重视对学生劳动观点，团队协作精神，吃苦耐劳精神的培养，使之成为有理想、有道德、有文化的社会主义事业接班人。同时作为教师，要与实习单位、实习师傅保持联系，及时掌握实习学生的动态，针对情况进行个别教学，促进他们切实掌握应该学到的实习知识和本领。
二、加强理论教学，提高学生驾驭知识的使用能力
辩证唯物主义认为，物质是第一性的，意识是第二性的。物质决定意识，但切不可忘记，意识对物质的反作用，在某种意义上讲，这种意识的反作用也是特别大的。当一个弱小的国家、民族受到外敌侵略时，民族的自尊心和自信心可以使他们团结起来，奋起反击外国侵略者取得胜利，这在中外历史上是屡见不鲜的。同样，理论对于实践具有普遍的指导意义，也在教学过程中不容忽视。无论是基础课程、技术基础课程，还是专业课程必须重视理论教学，增强学生的意识，加强知识的学习，从而提高他们驾驭知识的能力。
（一）复习与集中辅导相结合，掌握与课程相关的基本知识
凡事预则立，不预则废。从心理学角度讲，人们学过的知识有46.2%的遗忘特征，多次地复习，使其重新认知，才能达到理解和记忆。对于制图和电工学基本知识，以能看懂图纸与电工使用方法为主，对于涉及水力学基本知识，本课程应用较多，则集中进行辅导，讲清知识要点，辅导学生在理解的基础上增强记忆。对于个别差的学生，伴之以个别辅导，使学生掌握其知识要点和使用方法。
（二）抓住教材重点，讲清机械设备的构造特点和工作原理、使用方法
本课程涉及机械设备较多，在讲解构造特点和工作原理时，先讲清设备构造中元件组成及作用，有条件的学校，可采用多媒体教学，达到更好的教学效果。其次讲解设备的工作原理，使学生更深一步了解和把握知识内涵。再次，最好结合实物，讲解设备的使用方法，使其会用知识解决相关问题。还可采用请有实践经验的师傅讲维修与设备保养知识的方式，使学生理论与实践相结合。前边所提及本课程机械设备较多，教师在讲解时不能采取同一教学模式，避免形式过于呆板，使学生产生厌学心理，其原因在于各种设备肯定有自己的特点，教师要驾驭知识的领空权，采取灵活多变的教学方法，使学生感到方法新颖多变，激发学生兴趣达到教学目标。
（三）采取归纳总结教学方法，使教材知识化、系统化
同志说过：“人类总得不断地总结经验，使其有所发现，有所发明，有所提高，有所前进。”按照教学环节，教师对于每节课都要总结，一是归纳本课所讲知识重点、难点，使学生掌握知识内容；二是发现教学过程中存在的不足或错误，以利于改进教学工作。这里所提及的总结归纳，是指对每一种机械设备的结构特点、工作原理、使用方法进行系统的概括，理顺各知识点的联系，加深学生的理解记忆。在全课程讲完以后，可采用比较的方法进行归纳总结，找出其共同性，提出不同性，借以达到全面深刻记忆，了解知识含义的目的。这不仅是教师的教学方法，又是向学生讲解了辩证的学习方法。
（四）把知识的运用方法教给学生，提高学生驾驭知识的能力
煤矿机械论文篇3
应综合考虑系统应用的场合，所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后，再选择使用合适的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU，例如8080，8031，Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价，而且实用性和普及都是很强的，此外，对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺，有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中，要按照下列原则进行。一、坚持完整性原则，也就是说，要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。二、经济性原则，就是产品一经设计出可以做到简单实用。三、可靠性原则，就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。四、发展性原则，就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响，在设计中还要考虑其经济性，利用原来的电动机拖动机床的传动，达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中，考虑到变换了切削转矩以及机床电压，会使得电机转速也发生变化，使得生产精度提高，其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统，用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作，之后会进行机械的加工处理，从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定，同时，开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现，现代机床具有更高的稳定性，而且自身发生故障的可能性越来越低，工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成，维修人员要从内到外仔细的检查，最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外，对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用，这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中，对数据库的整理也是很有必要的，它是远程数据库的基础，网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术，然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
3、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种，即开环，半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出，闭环的系统的机床精度很高，在补偿机械运动中的误差小，能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂，使用技术难度较大，对该系统的调试和维修困难，再有就是生产的造价高，在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户，还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中，并嵌入到Web中，让用户能通过网络就能得到想要的程序，不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
煤矿机械论文篇4
1.3油液分析法。该方法的主要依据是，通过全面诊断和了解油液中的磨损残留物、泄漏物的具体情况来分析故障的一种措施。另外，由于该法并不是在线分析的，故此还必须要进行现场取样环节，然后才能进行诊断。换言之，该方式较其他现场分析而言要花费更多的时间。
1.4感应电流分析传感器监测法。就感应电流分析传感器来说，它的主要功能是用来探测电机转子断裂情况的。具体的运转方式为，通过一种机器供电电流的使用，来进行对高解析频谱的分析，进一步找出转子的不足，并给出相对准确的频谱分析图线，由此，便能更为清楚地了解到机器转子的状态了。在出现装配不当的情况（定、转子间产生摩擦或轴承磨损、轴弯曲等）时，就会使得电机转子的静、动气隙偏离原来的位置，致使沿气隙圆周方向的磁导不能均匀地分布在该领域中，即气隙磁场分布不对称，也就会出现定子电流异常的现象。就定子和转子电流的关系来说，可以用一个公式来表示，即I1=I2/Ki（Ki为异步电动机的电流变换系数；I1为定子电流；I2为转子电流）。此式向我们清楚地展示了定子和转子之间的关系，转子电流的变化带动定子电流的变化，并且由于它们之间存在着很大的气隙，所以也有一定的磁阻出现在电流中对其造成一定的影响。如果在频谱图中出现气隙偏心特征频率的情况时，要在全面了解和掌握特征频率分量大小和变化的基础上，准确判断出来转子在气隙中的动态位移值。换言之就是，当转子出现断条、端环断裂、转子出现偏心等一系列的故障时，就会表现在定子电流的频谱图上。具体情况是，基频两侧将出现一个边频带，这时，我们在基频与边频电流幅值的比值基础上，就能得到准确的断裂转子条数目。
2轴向柱塞泵松靴故障监测与诊断
在液压系统组成中，液压泵是其中一个极为重要的元件，它为液压系统的运用提供了主要的动力。为此，一旦该元件出现故障的话，就会造成整个系统的瘫痪、无法工作，这就要求我们在进行故障诊断的时候将更多的精力和时间用在液压泵的检测上。其中，轴向柱塞泵更是在大型机械设备中占据了关键的地位。这些泵在运行的过程中出现的故障有松靴故障、配流盘磨损故障及轴承故障等，这里面又以松靴故障最为普遍。
2.1振动信号的组成和机理分析
就轴向柱塞泵的振动来说，它包括两个方面的内容：一方面，机械振动主要由柱塞缸体部分旋转带动大轴承产生的；另一方面，流体振动的产生是以柱塞腔的周期性液压冲击或者气穴、吸空为基础的。其中，液压冲击引起的振动是轴向柱塞泵振动的主要原因。为此，在对轴向柱塞泵进行故障诊断的时候要重点关注液压冲击引起振动的基频（f=nz/60）及其谐波频率。另外，伴随着该故障的发生，会使得柱塞球头与滑靴套之间的间隙增大，也将伴有柱塞腔内油液压力的上升。换言之就是，在液压冲击逐渐增加的时候，还会使柱塞球头对滑靴产生强烈冲击。另外，在该冲击的影响下还会带来壳体的振动（附加冲击振动）。其基频表达式为f=nz/60，并且在研究附加冲击振动的基础上，还能得到轴向柱塞泵是否存在松靴故障以及松靴程度等多方面的重要信息。
2.2振动信号监测位置的确定
就轴向柱塞泵液压的振动而言，它的发生可以经由三条路径来达到。第一条途径为，柱塞、滑靴、斜盘、变量头；第二条途径为，缸体到轴承，再到泵壳体；第三条途径为，缸体到配流盘，再到泵壳体。其中第一条途径主要反映的是柱塞吸、排油腔的液压冲击产生的振动和滑靴，而第二、三条途径反映的则是所有轴承和组件的运转情况。我们要研究的松靴故障则主要出现在第一条路径传送的过程中。由于该故障的附加冲击振动主要是通过第一条途径而到达轴向柱塞泵变量头上去的，为此，该位置就是最佳的检测部位。
3设备裂纹故障监测和诊断技术的应用
在煤矿机械故障诊断领域中，设备裂纹故障的监测和诊断技术也是极为关键和不容忽视的。下面我们将具体介绍裂纹产生的一些主要原因及传统的诊断方式，并就该诊断的发展趋势和核心技术进行简要的探讨。
3.1裂纹故障简介
由于很多的机器零件都是由金属材料制成的，它们又是在不一样的载荷及环境下进行工作的。为此，就会出现众多的机件失效形式（过量弹性变形、过量塑性变形、磨损和断裂等）。其中，最为严重的就要属断裂失效了，该故障直接关系着安全事故的发生和经济的损失。调查研究发现，断裂失效的过程是在宏观裂纹的扩展下产生的，该裂纹有可能属于工艺裂纹（冶金缺陷、铸造裂纹、锻造裂纹、焊接裂纹、淬火裂纹和磨削裂纹等）的范畴，也有可能属于使用裂纹（疲劳裂纹和腐蚀裂纹）的领域。以往在检测这些裂纹的时候，我们常使用的方法有观察法、听响法、测量法和液压试验法。
3.2无损检测技术
就无损检验来说，它要求整个检验过程不能对零件、构件和材料有丝毫的破坏，要确保它们的形状、尺寸、成分及性能。通常使用的方法是物理和化学的措施来对其进行缺陷和物理性能的检测。现如今，我国已经投入使用的静态裂纹诊断的无损检测方法包括有超声波、液体渗透着色、磁粉、射线、涡流、微波和综合探伤法等。
3.3设备裂纹缺陷诊断的现代技术和发展趋势
设备裂纹监测与故障诊断技术的研究对象是那些在工作中相对来说较为复杂并且也非常关键的设备，另外，该技术的应用必须建立在高新技术的基础上，并且还要掌握和融合多种工程技术系统设备及领域，该技术具备着极强的工程应用性。伴随着各相关技术的广泛普及和其应用研究的日益深入，已经为我国煤矿机械设备故障诊断技术指明了发展方向（传感器的精密化、多维化、诊断理论；诊断模型的多元化；诊断技术的智能化），具体来说为：
3.3.1设备裂纹缺陷诊断方法的融合。就现如今的诊断方法来说，我们正在逐渐摆脱单一性质技术诊断的禁锢，并全面应用上了多参数、多故障的综合有效诊断方法，并且该诊断方法所应用的信息是极为普遍的，无论是噪声、振动、应力，还是射线都可以作为诊断的依据。此外，我们也在逐步研究一种新的措施，以便脱离原来的基于快速傅立叶变换的设备信号分析技术。
3.3.2多元传感器信息的融合及虚拟仪器技术。目前，我们对一些较为复杂的设备系统的要求也在不断增强，为此，需要应用到众多的传感器来检测运行的设备，以便能够得到更为全面、准确的诊断结果。此时就诞生了虚拟仪器技术，该技术涵盖了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感技术、显示技术等多个领域，具备着周期短、资金少、扩展性强和应用简单等多个优点。另外，它还具备着极高的经济效益，为故障诊断技术的前进和发展提供了良好的施展平台。
3.3.3智能BIT技术研究与应用。该技术为系统和设备内部提供了故障检测和隔离的自动测试能力，改革和完善了原有技术在最优化设计、信息获取、分析处理和综合决策等方面的缺陷。它为装备测试和实用效能的增强奠定了基础。这些主要依靠的是该技术所具备的智能设计、智能检测、智能诊断与智能决策等众多优势。
3.3.4基于网络的分布式故障诊断系统。现有设备裂纹故障诊断方法的应用并不是最为有效、准确的，我们通过研究分析发现，远程分布式设备监测与故障诊断系统能够在一定程度上解决传统方法中存在的问题和缺陷（单机操作形式、不支持在线监视等）。
煤矿机械论文篇5
在制定煤矿机械设备维修制度之前，应当详细研究管理制度，并充分了解设备的使用说明书，机械设备的维修制度应当根据机械设备的运行档案，维修档案，以及对设备本身零部件的使用寿命来制定，例如：对于煤矿企业的某个泥浆泵，根据监测数据显示，泥浆泵的使用寿命为2 000h，那么这个设备的检修的计划周期就应当指定为1 980h，尽量将机械设备的故障产生控制在萌芽的阶段。诸如此类，企业应当对所有的设备运行档案进行分类规划以及整理，并结合相应的设备使用说明书和每个月设备的运行时间进行分析，制定出每个月、每个季度乃至年度的检修计划，针对煤矿井下的机械设备的检修工作比较特殊，检修工作应当划分为计划检修以及现场检修。机械设备的值班人员在设备的运行过程当中发现的针对问题提出的检修叫做现场检修，随着问题发生的时间确定检修的时间，具有一定的不确定性。定期对机械设备进行检查，保证设备的完好和性能不受影响叫做预防性检修，预防性检修能够将机械设备即将发生的问题及时解决，减少了大修的次数，因此在制定维修计划的时候，要将计划检修列为工作的重点，而把管理工作的主要内容都放在计划检修当中。
3推行绿色检修
目前的社会，环境、人口和资源的相互协调成为人类社会面对的最大问题，人们应当追求人与自然的和谐与可持续发展，因为生态环境受到破坏，资源被大量消耗将会严重影响到人类的生存，因此我国提出了清洁生产的思想，为了实现可持续发展，绿色维修的观点便提上了日程，绿色维修的定义是综合环境的影响以及资源的利用效率，对设备进行无污染维修，其目的除了要使机械设备恢复产品的生产功能以外，还满足我国可持续发展的具体要求，也就是在维修的过程当中以至整个产品的报废的寿命期间，产品能够最大程度地保持在原来规定的生产状态［4］，而且还能够使在使用维修过程当中排放的有害物质以及更换的污染物对于环境有着最小的负面影响，并且不会损害维修人员的身体健康，并最大限度利用资源。
4机械设备的更新改造
1）设备的更新。可以采用在技术上比较先进、使用操作方面比较方便以及在经济效益上比较合理、管理上比较进步的新型优良设备替代原来使用的老设备。2）设备的改造。即在对设备结构充分了解的基础上，结合本企业的生产环境，对设备的某些功能进行改造或者优化，使得设备的性能更加符合本企业的生产需要，增长机械设备的使用寿命。
煤矿机械论文篇6
在长期的《表面改性技术》教学过程中，我们一直致力于教学方法的改革，以求达到最佳的教学效果。当今的本科教学强调素质教育，其教学结构是学教并重，即"主导－主体"教学模式。这种教学模式的核心在于既要发挥教师的指导作用，又要充分体现学生的主体作用。据此，我们对《表面改性技术》课程教学方法及手段进行了多方面的改革:
2．1采取“研究性教学和研究性学习”的教学方法
从研究问题入手，将“原理－设备－工艺－工程”的知识构建过程展现出来，同时提出新的问题，组织学生展开思考和研讨，引导学生把所学知识与煤矿设备工程实际紧密结合，变单向传输式教学为双向互动式教学，变以强调理论内容为主的灌输式讲授为探究理论研究过程为主的引导式讲授，实现真正意义上的“双主”教学。
2．2积极组织学生开展研讨活动
例如在学习有关热喷涂的内容时，以井下带式输送机底托架热喷涂铝加封孔剂处理可大幅提高使用寿命为例，让学生进行讨论，帮助、引导学生从材料的选择、涂层的结构以及喷涂工艺流程、实施过程等各个方面进行考虑、分析，并提出解决的方法。这样，通过启发式教学，不仅可以巩固所学知识，而且可以帮助学生学会从多方位、多角度去思考问题，去了解煤矿机械的使用情况，有利于调动学生的学习积极性。
2．3理论结合实际
加强校外实践基地建设《表面改性技术》课程是一门理论性与实践性相结合的课程，学生在学习过程中往往对煤矿机械表面处理工艺的理解不深入。为此，我们通过学生参加实践，组织现场教学，把理论与生产实际相结合，极大地提高了教学效果。例如，我们在江苏中矿大正表面工程技术有限公司以及郑州煤矿机械集团股份有限公司建立了校外实践基地，从而使学生的实践活动常态化。江苏中矿大正表面工程技术有限公司是国内表面工程领域的龙头企业，主要从事钢结构长效防腐涂装、缆索涂装工程、电厂特种表面处理、机械零件表面修复等，是国内热喷涂领域首家通过ISO9001质量体系认证的企业。郑州煤矿机械集团股份有限公司是中国领先的煤炭综采综掘设备制造商，是国内最大的液压支架制造商。企业被科学技术部、国务院国资委和中华全国总工会授予“国家创新型企业”称号，同时被国家五部委共同认定为部级的企业技术中心。
2．4利用多媒体技术、结合英文教材
开展双语教学采用现代化教学手段可以节省时间，而且生动、直观、动态地展示各种表面技术的原理、工艺流程等，化抽象知识为具体知识。我们在教学媒体现代化建设中坚持走立体化建设之路，形成以教材、电子教案、多媒体CAI课件及网络学习系统为一体的立体化教学体系，为课程的教学提供了内容丰富、高质量的教学媒体资源。除PPT外，还利用动画、视频等进行辅助教学。如我们依靠自身力量开发了等离子喷涂法原理、电弧喷涂原理、化学气相沉积、粉末火焰喷涂、离子束沉积、真空镀膜、金属蒸镀等25套动画模拟示意图，这些辅助教学手段生动、直观、动态地展示了各种技术的原理、工艺流程，化抽象知识为具体知识，极大地激发了学生的学习热情。2011年，教学团队建立了《表面改性技术》课程网站，并已将教学大纲、实验教学大纲、实验指导书、英文教材、教学课件、教学录像、视频、动画等资料上传至网站供学生参考，网站还开辟有“答疑园地”栏目，团队的全体教师通过这一栏目答疑、批改作业、安排和指导实验。经运行使用，学生普遍反映良好。另外，从2004年开始，我们致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的编写及双语课件的开发，并适时地开展了双语教学，形成了自己的特色。
2．5设置实验环节，提高能力培养
《表面改性技术》课程涉及的表面处理工艺种类多，主要有热渗镀技术、热喷涂技术、堆焊技术、化学转化膜技术、气相沉积技术、“三束改性”等。每一种表面技术都有其特点，而且相互独立。根据我院实验室的条件，我们开设了热喷涂、热喷涂涂层性能表征、等离子化学气相沉积DLC膜、等离子化学气相沉积DLC膜的表征、离子注入改性等实验，力求做到使学生对相关工艺与设备有深入了解，并能进行操作，为今后从事相关工作打下良好基础。总之，经过长期不断的教学改革和实践，《表面改性技术》课程教学安排更趋合理，内容不断深化，学生学习兴趣浓厚，能够将课堂上所学理论知识应用到科研与生产实际中，学生的动手能力及创新意识明显提高，教学效果显著。
3教材建设
本课程是重要的技术基础课，又是培养发展创新能力的一门举足轻重的课程，是材料科学与工程专业学生进行综合工程素质教育和现代技术教育的重要阵地。结合煤矿机械行业背景及材料专业特点，教学团队编著并出版了教材《材料表面工程技术》，编印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及实验教材《材料改性实验》，同时自编课程讲义和教案。目前，《材料表面工程技术》作为高等教育(矿业)“十二五”规划教材已编写完成，并将于近期出版。此外，我们对教材内容在以下方面进行了调整。(1)着重介绍每章要点，便于学生预习和复习。注意和后续课程教学内容的分工、衔接和配合。增加英文专业名词，为今后学习外文资料奠定基础。(2)部分章节设立课堂讨论环节，列举大量实例，增加与学生的互动，便于学生理解掌握知识点。例如:对掘进机、采煤机中的矿用截齿，在使用过程中承受高的压应力、剪切应力、冲击载荷以及温度变化，因而极易磨损。通常采用热喷涂、等离子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊条、等离子束表面冶金、钎焊－热处理一体化等表面改性技术提高其耐磨性。对煤矿综采工作面的液压支架而言，由于矿井特殊的环境，因而对支架立柱、千斤顶表面、油缸、活塞等产生强烈的腐蚀，最终导致支架失效。常采用的表面处理技术有:化学热处理，如渗铝、渗铬、渗硼、硼铝共渗等，电镀锌、铜、铬、镍，化学镀镍、磷化，堆焊以及热喷涂锌铝合金层等。对于煤矿罐道，一般采用普通碳钢制造，其传统的表面处理方法包括:涂料防腐、热浸镀锌、热喷涂锌+涂料防腐等。(3)针对近几年发展起来的新的煤矿机械表面处理技术如达克罗表面处理、Q－P－Q盐浴复合处理技术，阴极氧化法等进行简明扼要地讲解，以扩大学生的知识面。
煤矿机械论文篇7
1.2因为不良、摩擦阻力变化、空气进入、压力脉冲较大或系统压力过低、阀出现故障、泄漏增大、别劲、烧结造成的执行机构运动速度不够或完全不动。
1.3因为泵不供油、油箱油位过低吸油困难、油液粘度过高、泵转向不对、泵堵塞或损坏、.接头或密封泄漏、主泵或马达泄漏过大、油温过高、溢流阀调定值低或失效、泵补油不足、阀工作失效造成的系统无压力或压力不足。
1.4因为泵工作原理及加工装配误差引起、控制阀阀芯振动、换向时油液惯性造成的压力或流量的波动。
1.5因为油温过高、油粘度过大及油液自身发泡、泵自吸性能低、吸油阻力大、油箱液面低、密封失效或接头松动、件结构及加工质量造成的气穴与气蚀。
2故障诊断技术及应用
2.1主观诊断技术：指维修人员利用简单的诊断仪器凭借个人的实践经验分析判断故障产生的原因和部位。方便快捷，可靠性较低，属于较简单定性分析。包括直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法等。
直觉经验法指维修人员凭感官和经验,通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因:看执行元件是否爬行、无力、速度异常，液位高度、油液变质及外泄漏,测压点工作压力是否稳定，各连接处有无泄漏及泄漏量；听泵和马达有无异常声响、溢流阀尖叫声、软管及弯管振动声等。摸系统元件的油温和冲击、振动的大小、闻油液是否变质、轴承烧坏、油泵烧结等。询问设备操作者，了解液压系统平时工况、元件有无异常、设备维护保养及出现过的故障和排除方法。
参数测量法指通过测得系统回路中所需点处工作参数，将其与系统工作正常值比较,即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位，适于在线监测、定量预报和诊断潜在故障。
逻辑分析法指根据元件、系统、设备三者逻辑关系和故障现象,通过研究液压原理图和元件结构,进行逻辑分析,找出故障发生部位。
堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点，堵截法观察压力和流量的变化，从而找出故障的方法。堵截法快速准确，但使用较麻烦，拆装量大，需要整套的堵截工具和元件。
故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图，系统故障画在故障树的顶端为顶事件，根据各元件部位的故障率数据，最终确定系统故障。适合较大型、较复杂系统故障的判定和预测。
2.2仪器诊断技术：根据液压系统的压力、流量、温度、噪声、震动、油的污染、泄露、执行部件的速度、力矩等，通过仪器显示或计算机运算得出判断结果。诊断仪器有通用型、专用型、综合型、其发展方向是非接触式、便携式、多功能和智能化。包括铁谱记录法、震动诊断法、声学诊断法、热力学诊断法等。如铁谱记录法，通过分析铁粉图谱，根据铁粉记录图片上的磨损粉末、大小和颜色等信息，准确得到液压系统的磨损与腐蚀的程度和部位，并可对液压油进行定量污染分析和评价，做到在线检测和故障预防。
2.3智能诊断技术：指模拟人脑机能，有效获取、传递、处理、再生和利用故障信息，运用大量独特的专家经验和诊断策略，识别和预测诊断对象包括模糊诊断法、灰色系统诊断法、专家系统诊断法、神经网络系统诊断法等。目前研究最活跃的是专家系统和神经网络，使故障诊断智能化，具有广阔发展应用前景。基于人工智能的专家诊断系统，是计算机模仿在某一领域内有经验的专家解决问题的方法，将故障现象输入计算机，计算机根据输入现象及知识库中知识按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出维修或预防措施。人工神经网络是模仿人的大脑神经元结构特性，利用神经网络的容错、学习、联想记忆、分布式并行信息处理等功能，把专家经验输入网络，通过对故障实例和诊断经验的训练学习依据一定的训练算法，得到最佳接近的理想输出。
3结论
维修的目的在于保证机械设备运转的可靠性和经济性，维修方式的选择应从故障发生的安全性、经济性考虑。机械设备的维修方式是对机械维修时机和维修深度的控制模式。采用合理的维修方式可以有效地延长工程机械的使用寿命，提高机械设备的工作效率。
由于矿山设备工作状态的多样性及液压系统的愈加复杂，在生产实践中还应该积极研究与应用多种现代先进诊断技术。随着诊断技术智能化，高精度化，不解体化并与先进通讯技术，网络技术，智能传感器技术等现代信息技术的融合，矿山液压机械系统故障诊断的准确性，快捷性和便利性必将大大提高，
参考文献：
[1]朱真才，韩振铎主编.采掘机械与液压传动[M].徐州：中国矿业大学出版社.2005.
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磁选机是磁分离技术的关键设备。永磁筒式磁选机广泛用于磁铁矿分选、煤矿重介质回收、非金属矿提纯等。其突出优点是节能、环保、结构简单、易于操作维护、占地面积小、处理能力达。公司采用先进的磁路设计理念，优质的材料以及独特的加工工艺生产制造的磁选设备一直处于同行业领先水平。
1.1.2螺旋分级机
在煤矿机械加工设备中，螺旋分级机作为一种煤矿发展的基础型设备，一直受到了广泛的运用，他的主要功能是在煤矿在进行选矿的过程中应用于磨矿回路内，负责预先分级与检查分级，并且还担负着洗矿、脱泥等重要工作。他的工作原理是利用重力与离心力，将颗粒在流体中所呈现的沉降规律进行物料的分级处理。在现实的应用中该设备组装简单、性能可靠、操作简易等，是当前首选的煤矿机械设备之一。螺旋分级机在构造上可分为高堰式和沉没式两种。高堰式适用于粗粒分级，其分级溢流粒度一般大于0.15mm，而沉没式适用于细粒分级，其分级溢流粒度一般小于0.15mm。
1.2煤矿机械设备的数字化开发
科学技术的发展促进了煤矿机械设备的转型，面对数字化、智能化系统的出现，煤矿机械设备的发展方向亦是如此。在进行煤矿机械设备数字化的开发过程中，通过应用现代科学中数字化技术对所要设计的设别进行开发阶段的信息设定，使用一种新型的表达、设定、存储、控制方式，优化传统的设备使用性能，进而达到创新应用的目的，使设备进一步符合市场的发展要求。这种技术在一般应用了CAD、CAPP、等辅助技术，还通过计算机系统建立了数字化模型，通过利用仿真技术等进一步优化设备改造的数字化应用技术。
二、煤矿机械设备进行改造的目的
为了确保煤矿机电设备能够满足现实的社会生产需求，在进行机电设备的改造过程中，必须紧密的与社会市场的需求相结合，只有这样才能够提高其实际的应用价值。面对当前新型设备的不断增加，在进行煤矿机械设备的改造加工过程中正在面临中严峻的竞争，如果设备的改造质量及性能满足不了客户的实际需求，就会被市场所淘汰。所以，在进行煤矿机械设备的加工制造以及改进的过程中，主要的目的是为了提高机械设备的使用精度、提高设备的应用质量、强化其对工件加工的精准度，保证产品的使用性能能，使改造后的设备能够满足社会的市场需求。
三、煤矿机械加工制造行业中设备的改造
3.1实用液压支架的改造
煤矿生产需要应用众多的大型机械生产设备，各种液压支架、大功率采煤机等重型设备的应用已经在该行业中屡见不鲜。煤矿机械制造的相关设备的质量以及在投入使用后的效果主要有机械加工的水平决定。面对当前社会发展中对煤矿设备使用要求的不断提升，原有的传统设备已经不能够满足现代社会的需求，为了能够使其达到当代社会的要求，在进行现有机械设别的使用中，必须基于其基础之上进行一定的改造，使其能够满足生产要求。通过实践分析可以发现，首先我们可以对煤矿机械设备中应用的数控切割机进行改造，通过将已经报废的或者废弃不在使用的设备修复完整后，通过切割下料等降低打磨、人工划线等工作量的提升，进一步的提高劳动的生产效率，降低工人的劳动强度，其次，还能够保证焊接后的结构原件之间的圆弧度达到光滑与流畅要求，确保其质量及外观过硬，确保数控车床能够快速的代替普通的车床。通过合理的应用数控车床，将有效的提高相关机械的制造加工质量以及销轴的制造表面粗糙度，保证组合的煤矿机械设备达到使用的要求。并且，还可以保证铰接孔处的销轴类部件之间的磨损降低到最低，保证煤矿机械设备使用寿命得以延长，还可以确保设备之间的支架能够灵活的进行运动，提高了设备应用的安全性。若能够对退火炉进行扩建，必然能够降低加工的机械原件的铸造退货时间，缩短制造工期，保证组焊工作的顺利进行。
3.2矿业机械的焊接
在进行机械构件的焊接过程中，往往都会使用火焰矫正焊接的方法，但是该方法中对变形矫正技术的应用一直是一个急需解决的难题。在进行构建焊接中，其变形的主要原因就是焊接的构件在接受焊接的过程中所受的热力分布不均匀，而火焰矫正的目的就是为了是机械构建能够通过矫正的方式达到一个重新平衡分布的目的。所以，在矫正过程中就必须对应力的集中点进行准确的选择，并合理的应用矫正加热方式。在进行煤矿机械加工制造设备的改造中，在面对变形问题发生时主要应用如下几种矫正方法。结构件顶板或底板局部隆起一般采用点状加热方式。点状加热俗称蜂窝加热，即火焰加热是有规律排列的点。对于槽形结构局部向上弯曲的变形，矫正的时候可以在腹板的两侧向一个方向进行线状摆动，加热的宽度视变形的大小和钢板的厚度而定。线状加热就是将火焰沿着直线方向移动、同时作一定的横向或者循环摆动。
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随着机械工程设备的不断改进，机器的修理方法也发生了相应的改变，其重点可以分为以下四类：故障后维修、预防性维修、预知性维修和提前预防性保养。故障后维修也就是应急维修，在设备运行过程中发生故障等相关问题时紧急停机，造成没有计划的维修，这种维修可能会造成维修时间比较久，损失也会较大。预防性维修是对故障后维修较大不足的改善，它采用了在规定的时间上对设备进行相应的维修，所以一般情况下能确保设备的正常运行，减少了因零件受损或寿命到期造成设备发生故障。由于维修次数的增加，设备运行时间会相应缩短、维修费用也会增加，就会造成生产量降低、成本加大。预知性维修在设备运行过程中，通过对设备工作情况的检测，来断定设备是不是正常运转，它是根据材料的磨损情况、设备运行的声音等来判断的。如果设备发生故障，就会找出设备出现问题的部位，让维修人员立即进行维修，这样既减少了设备的停机次数，也降低了生产成本。这种维修方式只能相应地减少设备的损坏，却不能保障降低事故的发生率和增加零件的使用时间。提前预防性维护也是根据设备运行过程中的情况来检测的，但是它和预知性维修所检测的侧重点不一样，提前预防性维护检测重点在于使材料磨损和性能降低的根本性原因，例如油液的物理化学性质和温度等，这种维护是为了减少材料损坏而做的一种防护性措施。事到如今，仍有一些企业还不能完全适应现代化的维修方式，例如我国的煤矿企业，至今还是采用故障后维修和预防性检修。预防性维修是维修方式中最好的一种，所以我们应该极力推广，因为这种维修方式可以延长煤矿机械设备的使用时间和减少煤炭设备事故的发生，从而加快企业经济效益的发展。
3提高煤矿机械设备维修的有效措施
3.1提高机械设备的设计性能
3.1.1简化煤矿机械的结构设计。
通过对设备的作业环境和其功能进行分析，把设备的结构尽量简化，只要能够满足设备应有的性能，对设备的组成部件合理布置，这样有利于提高检测时间和维修时间，对于企业的运营是非常有利的。
3.1.2设备零件标准化设计。
对设备的部分零件进行分区设计后，有利于减少维修时间，一部分零件在被换下后还可以再利用，节约了成本，提高了产品的使用率，进一步节约了维修方面的资金。
3.1.3易识别性设计。
矿井下面的特殊环境导致了煤矿机械设备的零部件的复杂性，这时零部件的识别性就非常重要，在对设备进行维修装配时极其方便。同一类型的零件采用相同的标记颜色，在维修人员对设备进行更换零部件时很容易识别，这就大大节约了时间。
3.2寻找最佳维修的周期
通过对采矿设备的不断研究与总结，利用整理后的数据建立数学模型，绘制出“正常—工作—失效—修复”的曲线图，然后再根据数据以及曲线走向进行分析处理，弄明白设备的运行规律，进而确定检测维修时间，进一步降低了检测与维修的盲目性。
3.3利用现代技术
由上可知，摩擦失效在机电设备故障中占有很大的比例，而大部分的磨擦失效均与液压有关，有80%～90%都是在液压系统和油液被污染而产生的。油的正确使用可以降低机械设备零部件之间的摩擦，可以对设备起到保护作用，用油来保养煤矿机械是设备一种非常重要的方法。采用先进的油和技术可以最大程度地减少因摩擦产生的失效，进一步对设备起到保护作用，可以降低设备故障发生次数。先进的技术不仅包括新一代的油，而且还包括先进的技术和效果检测设备等。
3.4采用先进的故障诊断和机械维修技术
对于不同的煤矿机械设备，在进行故障诊断时是有多种不同的方法的，此时要选择先进的诊断技术与软件进行诊断，然后让高级技工师傅进行维修，在零件选择上，应运用质量可靠的零件，进而保证机械维修的可靠性。
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（1）石墨/铁基耐磨复合材料的制备方法
粉末烧结是一种较为常见的石墨/铁基耐磨复合材料制备方法，主要涵盖了混合、粉末轧制、烧结，对基体的热处理以及加工等几个步骤。铸铁熔点和石墨相比要低很多，通常较为适宜的烧结工艺应为液相烧结，具体装置可以分为几种：①中频感应加热，这种烧结方式在感应加热时温度会在短时期内获得大幅度快速提高，但需要注意的是此时受热并不均匀，会出现外部铁屑熔合时，心部仍然不能熔化。若继续加热，由于石墨比重较小，在铁屑熔化成液态时就会上浮，从而导致石墨的不均匀，效果不理想。②高温炉中加热和真空炉加热是较为有效的2种方法，前者机构简单、体积紧凑、炉温均匀，和中频感应相比温度更容易精确控制，热效率也较高，并能够实现压块的1175℃烧结和保温。真空炉加热将真空作为制备过程中的保护器，避免工件处于高温下导致的氧化脱碳反应，最大限度地提高工件热处理表面的质量，确保工件质量的合格。
（2）试样材料成分
试样材料成分所选用的材料是灰铸铁（HT200）铁屑纯净的200目石墨粉，选择石墨质量比例1%、2%、3%、4%进行混合，混合完成后通过100t摩擦压力机挤压成形，接着将其置入中频感应烧结装置进行烧结，完成后将其取出自然冷却。然后采用HB-3000型布氏硬度计对获得材料的硬度进行测试，选用ML-10磨粒磨损试验机对材料的耐磨性进行测试。
（3）结果分析
①金相实验结果分析图1为4个试样的金相图像，灰铸铁的基体全部都是石墨和铁素体。图1中白色区域和黑色区域分别为铁素体组织、石墨。其中，石墨形状全部是A型。测试后发现2%试样金相照片中的石墨长度等级可以判定成4级，具有明显的短小、粒状石墨较多的特征，同时片状石墨较圆钝。对其他试样进行检测，其石墨长度都是3级，相对较长，同时1%石墨中，呈现出明显的石墨片断部尖锐的特征，而且在3%~4%的试样中表现为明显的粗大，伴有集结成果的现象。石墨的硬度均较低，为HB3，抗拉强度＜20MPa，其延伸率则趋近于0。从其特性来说，石墨类似于金属基体中的孔洞和裂缝，不仅能够降低基体的强度，还能够导致应力集中。如果对于石墨的形状进行适当改变就能够减轻石墨的负面影响，且长片状石墨的尖锐程度和其他短片状石墨要明显增大，应当选择钝片状的石墨，因为这种石墨不易对基体造成破坏，从这个角度来说，颗粒状的石墨则更加有利。从金相照片可以看出2%试样磨损量最小，组织最为合理。图1不同含量石墨金相组织（退火）图②硬度试验结果及分析图2为试样的硬度曲线。从中观测到退火后试样硬度较退火前相比呈现出降低的趋势，而且随着石墨含量的不断增加，布氏硬度却明显减少，由于压块在烧结空冷时基体自动形成了大量具有高硬度的珠光体组织，通常来说其硬度值可以达到HB250，因而如果利用石墨化退火，可以使珠光体中的渗碳体得以分解，分解出的成分为铁素体加石墨。石墨含量越高，那么试样的硬度就会越小。③磨损实验结果分析实验显示，试样的耐磨性出现明显的先减后增变化，其中以2%试样的磨损量为最小。1%石墨试样硬度和其他试样相比明显较高，通常在摩擦时不容易形成连续的膜，因而会直接导致基体磨损量的增大，而2%试样中由于石墨含量多加上形状比较细小和均匀，因而很容易形成比较均匀和连续的固体薄膜，因而一般会具有较好的耐磨性能。在3%~4%的试样中，由于其中蕴含的石墨含量过高，从而造成石墨片逐渐呈现出粗大状态，割裂也相应增大，因而在摩擦时容易出现较多的剥落现象，使得基体的磨损量开始增大，利用它来制作衬套时具有明显的耐磨性过低现象，使用寿命较短。
（4）在煤矿机械生产中应用实例
实际生产中，煤矿竖井罐笼通常作为煤矿主要提升运输设备。罐笼在运行时，一般速度会比较快，能够达到10m/s，在短时期内会散发出非常多的热量，造成衬套固定在罐笼和导向钢丝绳出现相对滑动，而衬套和钢丝绳会形成多种类型的磨损，常见的有黏着磨损、磨粒磨损以及氧化等，而煤矿机械中的钢丝绳所需要的成本较高，其安全性对生产的顺利进行也起着关键作用，所以罐笼运行时必须最大限度地降低对钢丝绳造成的磨损。依照摩擦原理，为达到这一目的，导向衬套硬度应较低，并且耐磨，具有较好的自能力。钢丝绳和衬套如果硬度配比较为合理时，通常就不会对钢丝绳造成磨损，如果在其中加入石墨这样具有自功能的材料，给基体和钢丝绳提供一种更为可靠的保护。使用较软的石墨/铁基耐磨复合材料，可以保证衬套较高的稳定性和耐磨性，若软度配置合理，除了能够满足磨损机理的要求外，重要的是能够改变衬套寿命短的缺陷，省去了频繁更换的麻烦。同时，石墨/铁基耐磨复合材料除了应用在竖井罐笼中外，在煤矿机械生产中的其他易损、容易老化、寿命较短的金属零部件，比如轴承、套筒以及活塞等均可使用。
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（1）石墨/铁基耐磨复合材料的制备方法
粉末烧结是一种较为常见的石墨/铁基耐磨复合材料制备方法，主要涵盖了混合、粉末轧制、烧结，对基体的热处理以及加工等几个步骤。铸铁熔点和石墨相比要低很多，通常较为适宜的烧结工艺应为液相烧结，具体装置可以分为几种：①中频感应加热，这种烧结方式在感应加热时温度会在短时期内获得大幅度快速提高，但需要注意的是此时受热并不均匀，会出现外部铁屑熔合时，心部仍然不能熔化。若继续加热，由于石墨比重较小，在铁屑熔化成液态时就会上浮，从而导致石墨的不均匀，效果不理想。②高温炉中加热和真空炉加热是较为有效的2种方法，前者机构简单、体积紧凑、炉温均匀，和中频感应相比温度更容易精确控制，热效率也较高，并能够实现压块的1175℃烧结和保温。真空炉加热将真空作为制备过程中的保护器，避免工件处于高温下导致的氧化脱碳反应，最大限度地提高工件热处理表面的质量，确保工件质量的合格。
（2）试样材料成分
试样材料成分所选用的材料是灰铸铁（HT200）铁屑纯净的200目石墨粉，选择石墨质量比例1%、2%、3%、4%进行混合，混合完成后通过100t摩擦压力机挤压成形，接着将其置入中频感应烧结装置进行烧结，完成后将其取出自然冷却。然后采用HB-3000型布氏硬度计对获得材料的硬度进行测试，选用ML-10磨粒磨损试验机对材料的耐磨性进行测试。
（3）结果分析
①金相实验结果分析为4个试样的金相图像，灰铸铁的基体全部都是石墨和铁素体。图1中白色区域和黑色区域分别为铁素体组织、石墨。其中，石墨形状全部是A型。测试后发现2%试样金相照片中的石墨长度等级可以判定成4级，具有明显的短小、粒状石墨较多的特征，同时片状石墨较圆钝。对其他试样进行检测，其石墨长度都是3级，相对较长，同时1%石墨中，呈现出明显的石墨片断部尖锐的特征，而且在3%~4%的试样中表现为明显的粗大，伴有集结成果的现象。石墨的硬度均较低，为HB3，抗拉强度＜20MPa，其延伸率则趋近于0。从其特性来说，石墨类似于金属基体中的孔洞和裂缝，不仅能够降低基体的强度，还能够导致应力集中。如果对于石墨的形状进行适当改变就能够减轻石墨的负面影响，且长片状石墨的尖锐程度和其他短片状石墨要明显增大，应当选择钝片状的石墨，因为这种石墨不易对基体造成破坏，从这个角度来说，颗粒状的石墨则更加有利。从金相照片可以看出2%试样磨损量最小，组织最为合理。②硬度试验结果及分析为试样的硬度曲线。从中观测到退火后试样硬度较退火前相比呈现出降低的趋势，而且随着石墨含量的不断增加，布氏硬度却明显减少，由于压块在烧结空冷时基体自动形成了大量具有高硬度的珠光体组织，通常来说其硬度值可以达到HB250，因而如果利用石墨化退火，可以使珠光体中的渗碳体得以分解，分解出的成分为铁素体加石墨。石墨含量越高，那么试样的硬度就会越小。③磨损实验结果分析实验显示，试样的耐磨性出现明显的先减后增变化，其中以2%试样的磨损量为最小。1%石墨试样硬度和其他试样相比明显较高，通常在摩擦时不容易形成连续的膜，因而会直接导致基体磨损量的增大，而2%试样中由于石墨含量多加上形状比较细小和均匀，因而很容易形成比较均匀和连续的固体薄膜，因而一般会具有较好的耐磨性能。在3%~4%的试样中，由于其中蕴含的石墨含量过高，从而造成石墨片逐渐呈现出粗大状态，割裂也相应增大，因而在摩擦时容易出现较多的剥落现象，使得基体的磨损量开始增大，利用它来制作衬套时具有明显的耐磨性过低现象，使用寿命较短。
（4）在煤矿机械生产中应用实例
实际生产中，煤矿竖井罐笼通常作为煤矿主要提升运输设备。罐笼在运行时，一般速度会比较快，能够达到10m/s，在短时期内会散发出非常多的热量，造成衬套固定在罐笼和导向钢丝绳出现相对滑动，而衬套和钢丝绳会形成多种类型的磨损，常见的有黏着磨损、磨粒磨损以及氧化等，而煤矿机械中的钢丝绳所需要的成本较高，其安全性对生产的顺利进行也起着关键作用，所以罐笼运行时必须最大限度地降低对钢丝绳造成的磨损。依照摩擦原理，为达到这一目的，导向衬套硬度应较低，并且耐磨，具有较好的自能力。钢丝绳和衬套如果硬度配比较为合理时，通常就不会对钢丝绳造成磨损，如果在其中加入石墨这样具有自功能的材料，给基体和钢丝绳提供一种更为可靠的保护。使用较软的石墨/铁基耐磨复合材料，可以保证衬套较高的稳定性和耐磨性，若软度配置合理，除了能够满足磨损机理的要求外，重要的是能够改变衬套寿命短的缺陷，省去了频繁更换的麻烦。同时，石墨/铁基耐磨复合材料除了应用在竖井罐笼中外，在煤矿机械生产中的其他易损、容易老化、寿命较短的金属零部件，比如轴承、套筒以及活塞等均可使用。
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绿色设计一直以来所奉行的设计理念是节约资源，保护环境。首先在材料择取方面，应当重点选择环保性能高、可再生利用并且具有回收价值的产品材料。其次，构建环境负担数据库及专家系统，即全面整合研究当前拥有的材料，对其所产生的环境协调性表现给予一定的信息支撑，从而做出与之相对应的评价。另外，构建研究产品材料生命周期的评价手段。研究材料生命周期评价是指，对原材料产品到成品、成品到废品过程中的资源、环保、成本问题进行分析，研究出材料的绿色性评价方法。
3煤矿机械绿色设计的内容
3.1可拆卸性设计
可拆卸性设计是使完成产品得以有效回收的一项极为重要的策略，同样，也只有拆卸才可以真正意义上实现全部的材料的回收再利用。根据大量实践得知，是否具备可拆性设计，是直接决定机械设备应用生命周期长短的重要因素。可拆卸性设计是在煤矿机械产品的设计初始阶段就必须考虑的问题，只有这样，才能实现煤矿产品的高效回收。煤矿机械产品相较于其他产品，体积更大，加工工艺更复杂，所需要的原材料更多，因此在对其进行绿色设计时，一定要考虑可拆卸设计。可拆卸设计主要包括拆卸产品设计、拆卸工艺设计和拆卸系统设计，其设计原则为:易于拆卸，易于分离，减少拆卸工作量，减少零部件的多样性以及可预测产品的结构。
3.2可回收性设计
煤矿机械绿色设计中的可回收设计是在产品设计过程中，最大化权衡机械产品零部件及产品材料的回收性、回收价值、回收手段以及回收处理结构工艺性等一系列问题，从而实现产品零部件及产品材料资源的高效再利用，最大化减少对生态环境的污染。可回收性设计涵盖的内容有：产品结构工艺性与经济性分析。可回收性设计在整体绿色设计的周期工程中扮演着极其重要的角色，科学合理地实现回收再生利用，能够使产品本身最大化地发挥出提高经济效益的作用。
3.3安全保护设计
由于煤矿机械设备绝大多数都在井下工作，因此，机械设计必须要全面考虑保护设计。根据统计显示，近些年来，我国发生的大部分矿井事故都是由机械设备的故障导致的，而且一旦出现事故，就极有可能产生人员伤亡。煤矿机械绿色设计应以“以人为本”为设计理念，保证机械产品的安全性。
4基于煤矿机械绿色设计的加工途径
4.1网络化机械加工
通过企业内部的局域网将处于分散状态的加工中心、数控设备等串联起来，从而使机械加工控制中心有效地对全部加工进程实施全面监督控制。与此同时，还可以和煤矿企业中的工程设计及管理信息系统等集成，以实施最佳的优化决策。
4.2信息化机械加工
绿色机械信息化加工的目的是在不影响加工质量的基础上，完成整体的最优化加工。从系统的视角出发，全方位衡量煤矿企业与整个社会的综合成本，综合研究不同的材料、零部件、设备等对加工的影响。信息化加工途径是实施绿色机械加工的重要技术手段。为了使整体设计达到最优化加工，必然要构建加工设备、切削刀具、切削液等相关资料的数据库，利用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对方法进行验证。
煤矿机械论文篇13
(一)基本原则
为了确保机械设备正常运行，在选择油的过程中，需要遵循:低能耗，在确保机械设备安全运行的基础上，选择的油尽量黏度小;对于机械零部件来说，如果在高速、低负荷的状态下运转，在这种情况下，收稿日期:2014－10－31作者简介:雷鹏(1976－)，男，现人陕北矿业涌鑫公司安山煤矿机电科科长。需要选择黏度小的油，反之需要选择高黏度的油;对于零部件来说，如果工作在低温环境下，这时需要选择黏度小、抗低温的油，反之需要选择高黏度的油;对于零部件来说，如果需要承受冲击负荷或者需要进行往复运动，在这种情况下，需要选择大黏度的油。
(二)基本任务
煤矿企业在日常生产过程中，为了确保机械设备正常运行，需要对其进行管理和保养，其中建立专门的管理机构是基础。通常情况下，对机械设备进行管理和保养，涉及的内容主要包括:建立健全规章制度和岗位工作细则，以及职责条例等，对机械设备进行管理和保养;全面贯彻落实“五定”管理;在组织开展保养工作的过程中，为了便于对操作人员、维修人员进行正确的指导，需要编制图表、工艺流程等技术档案;对于材料，需要做好供应、存储和使用;按照月份、季度和年度，编制相应的设备清洗换油计划;对于设备的情况，需要按定期时进行检查，及时解决发现的问题;组织、开展技术培训，同时做好宣传工作;学习使用新产品、新技术，对于先进的管理模式、管理经验进行积极的学习和推广。
三、加强设备管理和保养的政策建议
(一)加强管理和保养的具体措施
1．编制基础技术管理资料
在组织开展机械设备管理工作的过程中，为了便于指导工作人员规范地开展设备工作，通常情况下需要编制设备卡片、日常消耗定额、换油周期等。
2．定期检测
煤矿机械设备在运行过程中，需要对设备的状态进行定期的检测，进而在一定程度上便于解决设备存在的问题。在检查过程中，需要认真记录，同时对设备情况和清洗换油情况进行分析，进一步改进和完善管理。在使用设备的过程中，需要严格遵守操作规程，同时做到不超速、不超负荷;严格执行巡回检查制度，对于检查人员来说，需要手持抹布、听诊器、扳手等，通过听、擦、闻、看、比等方式对设备按时进行检查，同时做好设备的清洁、防腐、紧固和工作，进一步确保设备、工具的完整性;对于故障的预防措施、判断措施，以及紧急处理措施等，需要设备管理人员熟练掌握，同时确保安全防护装置的可用性。
3．设备
在对机械设备进行处理时，需要全面贯彻落实管理制度，按照定点、定时、定质、定量、定人的管理原则，对机械设备实行三级过滤管理。
4．执行交接班制度
在实际生产过程中，为了避免发生事故，操作人员需要严格执行交接班制度，同时明确事故的责任。
5．日常管理
机械设备在运行过程中，检修人员需要按时做好相应的巡回检查，对于发现的问题需要及时处理，同时协同操作人员做好安全生产。通过对机械设备进行日常管理，在一定程度上可以确保设备正常运行，对于设备的日常管理，需要管理部门、检修人员给予高度重视，防患于未然。
(二)选择油
1．选择使用高性能的油
目前，随着科学技术的不断发展，机械设备朝着小型化发展，其效率不断提高，使用时间不断延长，为了进一步提高设备的效率，在油中添加了硫、氯等高效添加剂，这些添加剂通过在金属表面产生化学吸附膜，在一定程度上提高了效果。
2．选用多级油
机械设备在启动初期，如果使用了其他的油，通常情况下会产生较大的磨损，为了减少初期磨损，一般选用多级油。对于多级油来说，其重点主要表现为:可以改善黏温性，在高温时能够确保油具有足够的黏度和性，在低温时一方可以确保较低的黏度，另一方面可以很快地被输送到需要的部位，进而在一定程度上减少磨损，节约能源。
3．使用固体剂
对于固体剂来说，其优势主要表现为:使用寿命长、适应性能好等，能够用于高温、污染等环境下。另外，在使用固体剂的过程中，不需要额外使用剂。
