礦山機械磨損失效分析

提高礦山機械零件的使用壽命是我們的最終目標，為了達到這一目標，就要求我們運用摩擦學知識合理地設計零件結構，盡運減少磨損。正確地選擇制造材料和表面強化工藝，以及改善設備維修保養。要做好以上工作，我們必須了解具體零件的磨損過程、磨損機理以及環境影響因素。由于磨損過程是個十分復雜的過程，盡管礦山機械的磨損大多數屬磨料磨損，但由于外界環境不一樣，其磨損機理包不盡相同，很多本質問題也不是一目了然，所以我們必須將實驗室的研究和實際使用零件的磨損過程緊密地結合起來，對磨損零件進行失效分機。

礦山機械零件的失效分析與機械設備的失效分析都是對失效零件失效后的原因進行分析，找出失效原因采取措施以提高零件的使用壽命。所不同的是礦山機械磨損失效分析主要是針對造成零件磨損失效的工況條件、宏觀形貌、微觀形貌、材料組織結構、甚至磨屑進行分析，以尋找造成磨損失效過程中的主要原因，為設計、選材、選擇表面強化工藝，制定合理的維修保養制度提供可靠依據。

磨損失效分析步驟如下：

1. 磨損零件的實際工況條件分析

在進行實際磨損零件失效分析之前，首先必須弄清該零件使用的原始資料，如盡件的用途、結構特征、受力情況、選用的材料和處理工藝(包括熱處理工藝、表面處理工藝)、操作工況條件(介質、溫度、壓力、速度、載荷、工作時間、安裝等)、磨料持點(硬度、粒度、脆性)、平均使用壽命及經濟消耗等情況。同時要注意零件的各種損壞狀態的記錄和失效樣品，殘留樣品的保存。

對零件實際工況條件及原始資料的分析是了解零件磨科磨損過程的前提和必要條件。因為零件磨損是一個摩擦學系統發生、發展過程，材料的磨損待征與零件的使用工況有著緊密的聯系。零件的使用工況決定了零件磨損的基本類型和特征，所以它是零件磨損失效分析的前提和先決步驟，

2. 磨損零件的宏觀和微觀分析

宏觀分析就是用肉眼觀察零件磨損的外表特征，拍攝記錄各種有代表性的照片，對磨損部位尺寸和形狀變化進行必要的測量和記錄。

礦山機械大多用屠料磨損，其宏觀持征十分明顯，其尺寸和形狀變化也是顯而易見的，其表面磨損劃痕、凹坑常常用肉眼或放大鏡都能觀察到，其觀察測量工具，主要是放大鏡、卡尺之類。宏觀失效的特征有時能直接反映零件磨損的原因，應該重視宏觀分析的作用。

為了進一步對零件表面進行細致的微觀分橋，就要采用高倍顯微分拆儀器，在實驗室內對樣品進行觀測分析。這里可以采用一般光學顯微鏡、立體顯微撬等，有條件時也可以采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡來觀察新鮮的磨損表面或材料的內部組織結構。很多在宏觀下觀察不到的磨損表面的條痕、擦傷、犁溝、鑿削凹坑、點蝕、剝落、裂紋、夾雜物等，在電鍍下可以看得一清二楚。分析磨損表面微觀缺陷的嚴重程度和各種缺陷所占的比重，將對確定磨損類型和選材依據提供有效的信息。

不論宏觀分析的磨損零件還是微觀分析的磨損零件。都要選擇具有代表使的零件和觀察部位。有條件的研究者最好親自去現場選取，并記錄當時的工作條件、工作參數，經宏觀觀察并拍攝有關照片，對于持觀察表面應妥善加以保護，如用酒精或丙酮加以清洗，并用AC紙(醋酸纖維紙)覆蓋其上。對于某些表面光滑的磨損面，也可以用黃油涂抹，外用膠布包裝運回實驗室。對于大型零件搬運不便，也可以現場切取局部試樣，切取試樣時應小心保護表面及內部組織不受損傷，或發生相變。

磨損產物是指在房損過程中材料經磨損去除的磨屑，也是磨損過程的最終結果。它能綜合地反映材料磨損過程中機械、物理、化學等作用的影響，從某種意義上講，它比研究磨損表面更能直接反映磨損失效的原因和機理。

對于磨料磨損過程來說，大多數情況下，磨損下來的鐵屑常常隕磨料運動與磨料混雜在一起，這給磨屑的收集工作帶來一定困難。目前收集磨屑的方法主要用磁性法。即在設備的某個部位上裝上磁性吸板及通過篩網來分離和吸取有磁性的大塊磨屑。有條件的地方可以采用氣動鐵譜儀進行收集。