矿山机械的科学技术应用

【摘 要】工程机械的使用,使得社会经济飞速发展,在矿山的开采中,矿山机械是最重要的使用工具,在其安全性的要求下,矿山机械的加工维修与精度控制都有为重要,矿山机械在矿山的掘进、矿物的勘探、矿建的施工、矿山的开采等过程中发挥着举足轻重的作用,文章针对矿山机械在加工维修过程中存在的问题进行分析,研究创新对矿山机械在运行过程中的精度控制技术.

【关 键 词】矿山机械；加工维修；精度控制

我国是煤矿大国,全国各地都分布着很多煤矿,然而在矿山的开发和施工过程中,矿山机械设备都是hi处在较高负荷的状态下工作,在机械的外部承受矿山的随机性载荷,对矿山机械的运行表明受损、磨损较严重,对于工作运转精度会逐渐降低.因此,矿山机械设备一方面在制作过程中采用高耐磨性、高强度、高硬度的机械零件,另一方面对于矿山机械的加工及维修要不断提高技术,增加性能提高的方法.在应用中因高锰钢有耐磨性好、强度高等特点,而多采用高锰钢材质零件.但高锰钢材质在加工及维修过程中容易产生硬化现象,对于切削加工较为困难.在高锰钢铸件的水韧处理中,硬化现象更为严重,让切削加工难以进行.但随着切削刀具经过陶瓷材料、超硬度材料等特殊材质发展后,让矿山机械加工工艺更加的完善,加工过程的效率更高,实现矿山机械的高精度控制.

1.矿山机械维修与养护

科学技术部断刷新着各行各业的记录,矿山机械业不例外,矿上机械的技术含量不断加深,稳步的向着自动化、大型化、效率化方向发展.在整个矿山的开发过程中,其实对整个工程的使用机械来说是苛刻的,及要求效率高,又要无维修,所以平时的机械维护与养护就显得更加重要,矿山的机械设备又是多种多要的,密集化的,对于机械设备的维护与养护需要更加专业的人员和科学的技术手段,只有平时的多维护多保养,才能确保机械能可靠、安全、高效的发挥经济价值.

1.1超声波技术对机械无损探伤检测

在矿山机械的维修及养护中,超声波无损探伤检测技术可以发挥较大作用.技术利用的是超声波的短波、高频的传播特性,对于机械中存在的不可见及较为隐蔽的裂纹或空洞进行探测.在矿山机械的运行过程,因轻度较高、运转时间较长,机械容易产生运行疲劳,对于有孔隙及裂缝的机械设备未能发现而运行有非常大的危险,而通过超声波无损探伤检测可以避免以上问题,不仅检测方便可行、效果精确、检测可靠,而且检测对机械设备没有任何影响.超声波在无损探伤检测中表现出的特性有：一是传播的能量较大,对于机械设备的穿透力比较强,无损探伤的能力较强；二是超声波是高频,对于传播方向较固定,指向性能好；三是超声波在介质或空气中传播遇到检测界面就会发生反射.因此,其对矿山机械设备的检测、维修及养护有较大的作用.

1.2机械维修中龙门式三维坐标测量机的应用

矿山机械设备在维修过程中,会涉及零部件的金属机加工、焊接、热处理以及切削等工艺,在工艺加工过程设备的零部件容易产生温度变化而热胀冷缩、塑性变形或者弹性恢复等问题,从而造成零件尺寸大小的变化,给机械设备的精度及运行带来较烦.而采用龙门式三维坐标测量机可以改变维修过程中出现的这些问题,在设备的维修后利用测量机可以检测出高精度的偏差及尺寸变化,能让设备的精度提高,偏差减小.

2.矿山机械加工精度控制

矿山机械设备的高负荷状态工作,随机性的载荷作用于零件外部工作表面,造成零件表面的磨损,降低工作运行精度.因此矿山机械设备要求机械零件的材质要搞硬度、高耐磨的性能,矿山机械加工的原器件都是高精度的材料,所以在整个矿山工程开发中,高精度控制技术应用范围很大,在其他领域也同样,例如自动化控制、伺服电机控制、运动控制、材料选择与机械结构设计、系统保护以及转配工艺等领域.在矿山机械零部件的加工过程中常会出现毛坯弯曲变形、尺寸变大、焊接变形以及机加工困难等问题,这对于机械的精度控制非常不利,需要采用合理的工艺方法及工艺流程手段来控制零件的精度.

2.1焊接工艺的精度控制

矿山机械的设备设计中,焊接技术虽然说是能满足了设计时的需要,但是为了机械设备或者是零部件在加工或使用过程中能有更高的精度,减少焊接过程中可能产生的精度变形,我们应该采取相应的技术措施,对矿山机械设备或者是零部件焊接前进行必要的表面处理,包括清洗、除锈、因为使用过程中产生的磨损等.对于焊接使用的焊丝也要除水、除油、除锈,同时在焊丝头部利用砂纸打磨,增加开始焊接的准确精度.对于焊接过程中出现飞溅,通常在焊接前采用防飞溅剂喷涂于焊嘴部及焊缝两侧,对于不同的材料也要采用不同的焊接方法,例如,含9%镍基合金钢的特殊材料,在焊接时特殊材料熔点较低,防止焊接过程出现弧坑或裂纹,采用的防治措施主要有：利用穿透法进行打底焊,焊接中的弧坑尽量留在最后,以便焊接清根过程把弧坑及裂纹一起清除.在对钢材料的焊接过程中,热量的交换是无法避免的,这对于焊接中出现精度偏差较难控制.但对于钢材料焊接出现的电弧偏吹、裂纹以及低温的韧性降低三大问题,可以通过规定焊接工艺的流程,防止出现问题,控制焊接精度.同时对于焊接精度控制中,焊接人员的培训及教育是控制焊接精度的关键之一.

2.2精度位置控制

矿山机械设备应该是能不断的满足现有工程中提出的各种要求,所以矿山机械的加工和设计应该随着不断出现的问题,而提升自生的技术能力.矿山开发过程中,机械的自动化要求较高,随意矿山机械设备应不断的提高机械的位置调整与控制系统,从而实现矿山开发中位置精度控制.位置控制系统采用的主要是一些精度要求较高的器件,有调整丝杠、电机、液压缸、编码器以及译码器和减速器等实现系统的定位、动作以调整.同时可以通过系统中的编码器与PLC连接,实现位置的高精度控制,在运用中有方便、占地小、维护方便等优点.精度的位置控制对于一些在地下的矿山开发工作有较好的作用,不仅能较好地控制精度,在工作过程完成定位控制,而且能够准确地定位人员及设备在地下的具体位置,保证在发生各类安全事故时能及时实施定位抢救.

2.3计算机实现及数据采集的精度控制

计算机科学技术的提高,在各种领域都被广泛的应用着.在矿山机械中设计、加工、控制都和计算机技术有着千丝万缕的联系,尤其在对精度要求较高、控制要求严格的设备上,计算机技术能起到关键作用.对于一些矿山设备为保证施工安全而提高精确性,可以结合计算机技术进行控制,利用计算机的实时数据收集与处理,通过计算机控制对矿山机械在生产过程中产生的精度偏差进行调整,这对于矿山机械设备的精度控制是非常重要的.

结语

对于矿山机械设备的加工、维修及精度控制,几方面是互相关联的,较好的加工过程才能保证维修次数少或维修便利,同时才能保证机械的运行精度控制；加工控制不善容易带来多次或复制的维修,对于精度控制也相当不利.实现较高的精度控制技术,也可以减少机械设备的维修及加工,因此,对于互相影响、互相制约的几方面都要严格控制,从机械的加工制造到维修,提高设备的精度,让机械设备在运行中保持安全可靠的运行.