煤矿机械论文范文

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1.1原始设计

由于矿用机械设备均工作于复杂的环境，因此原始设计就必须与普通齿轮不同，必须要对机械设备所处的具体环境进行考虑，绝不能采用传统的设计方式，且必须对已经设计研发的设备进行工业性试验，否则将不具备煤矿机械化高效安全生产的条件，按齿轮接触疲劳强度来算，由于煤矿机械设备处于高负载低速运行状态，因此所算出来的强度都将较传统设计较高，如采煤机和刮板输送机，但其韧性较差，易产生断齿。

1.2加工质量

齿轮在机床加工过程中，必须按照设计的尺寸、外观等具体要求严格加工，如果不按照具体规格参数加工，将使得制作产品达不到预定标准和技术要求。如齿轮制造中存在具体化学成分偏差，将会降低齿轮的材质性能；由于齿轮热处理技术不过关所导致的强度不足，这些问题将直接影响齿轮所能服务的期限。

1.3安装过程

煤矿机械设备如果不能稳定安装，将使得齿轮无法达到最好的工作性能。例如齿轮轴中心线的平行度、水平度、中心距、轮齿啮合间隙、接触面积以及轴承安装等安装问题都会引起齿轮的工作寿命；若在生产中剂达不到技术要求，均会影响齿轮的正常运行以及加速其磨损。

2失效的处理对策

根据齿轮失效的原因，提出了以下具体的改进措施，将最大幅度提升齿轮的使用期，具体的改进措施包含以下6个方面。

2.1原始设计

依据煤矿的具体工作条件，优化齿轮加工制造的参数，必须准确计算齿轮所承载的载荷且必须考虑修正强度；齿轮齿形结构、加工材料、以及加工工艺，尽可能提高齿轮的硬度以及啮合参数，且在设计阶段就得想好怎么对齿轮形成如何机制进行考虑。

2.2材料选择

必须考虑到煤矿机械超负荷低速运行的状态，因此对于齿轮的韧性、强度及工艺性能要求很高，因此必须要选择与此匹配的材料。目前来说，我国煤矿机械齿轮所选用的材料主要为低碳合金渗碳钢。如果齿轮所承受负荷或受冲击力较大，则采用Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗谈钢；如果希望机械能够在负载工作时尽量保持稳定则选用Ni-Mn钢。

2.3工艺质量

对机械设备的齿轮进行加工时，必须提升滚齿质量要求水平，分清楚粗、精滚工序，使得滚到精度大幅提高，齿面的粗糙度必须按照规范要求，大部分粗糙度好的齿轮设备寿命将显著增加，因此需要采用较先进的抛光技术提高齿面粗糙度。

2.4热处理工艺

煤矿机械齿轮承载能力的高低主要是通过提高齿轮硬度达到，但也不是唯一的决定因素，齿轮表面向芯部间区域的剪切强度的比值也是非常重要的影响因素，此值一般小于0.55。采用深层渗碳淬火的热处理方法，将能够很好实现这一目标。

2.5安装工艺

必须正确调整两齿轮轴间的垂直度和水平度，使所存在的间隙处于合理范围内，避免出现扭斜现象，使齿轮啮合间隙处于合理范围，将大幅降低断齿发生几率。

2.6设备使用和维护方法

煤矿机械设备齿轮对于要求较高，在使用过程中，需要定期对其进行处理，且必须选择合理的黏稠度，并及时对油进行清洁处理；对于非外露性齿轮，必须经常对齿轮机箱进行清洁处理，提高其散热强度，及时的检测可以避免齿轮失效的发生，从而延长其使用寿命，保证设备正常运转。

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第二，由于近年来煤矿需求的不断增加，煤矿企业为了顺应时代的发展，加大了采矿强度，对相应的煤矿机械使用强度不断加大，并且通常情况下煤矿机械都是处于超负荷的工作状态，致使机械磨损较严重。

第三，由于煤矿企业为了提高煤矿的产量，因此，对采矿工作实行轮班制，机械不能得到及时的休息，几乎是处于零休整状态，在长时间的使用当中，加剧了机械老化速度，从而导致煤矿机械在高频率的使用过程中不能工作，进而给煤矿企业造成了严重的经济损失。第四，由于煤矿机械所处的环境较为恶劣，并且相应的机械维护不到位，致使煤矿机械在很大成度上存在养护不到位的问题，而对于煤矿机械这类特殊环境下的重型机械而言，其维修难度十分的大，由于我国相应的维修水平相对国外而言较为落后，因而使得煤矿机械故障难以得到有效的解决。第五，由于煤矿机械在进行施工的过程中，相关的施工管理人员对施工的程序监管不到位，又因为相应的施工人员的技术相对缺乏，从而造成机械在使用的过程中出现错误操作情况时有发生，对机械的磨损程度加重，因而，造成机械不能够良好的进行使用。

2煤矿机械抗磨措施分析

综合煤矿机械出现磨损的原因进行综合分析，导致煤矿机械严重磨损且不能有效地进行相应的养护的主要原因是由于相关的环境因素和具体的施工行为等所引起的，因此为了更好的避免相应的磨损问题，需要全面地对施工的具体情况提出合理的措施分析，才能有效地促进煤矿企业的健康发展。首先，针对煤矿机械所处的环境进行分析，为了有效地保证煤矿机械在环境较为恶劣下能够避免不同程度的磨损，为此，需要加强煤矿机械相应的结构设计，在面对矿井内部的粉尘时，煤矿机械在很大程度上会受到粉尘的干扰，从而造成一定的磨损，因而，为了减少其磨损的程度，这就需要加强相应的机械自身的抗磨性，在对煤矿机械进行设计的过程中，要具体分析其环境下所存在的磨损因素，并针对相应的数据分析进行相应的结构设计，从机械的结构方面控制机械的抗磨性。其次，由于煤矿机械在使用的过程中相应的材料质量对机械的抗磨性具有很大的影响，因此为了加强煤矿机械的抗磨性，需要对相关的机械材料进行选择，在综合考虑到煤矿机械在高强度的工作环境下还应当对相应的湿度进行分析，通常条件下，矿井内部的湿度相对较重，如果材料的选择不到位，就会受到强烈的腐蚀，对此，在对机械材料的选择过程中，要综合考虑到多种影响因素，选择耐磨性好且具有一定防腐性的材料。再次，加强机械的维护工作。对于机械来说，进行良好的维护对机械的使用寿命有很大的促进作用，并且还能够及时地发现机械所存在的安全问题。在选择优质机械的同时，要做好相应的养护工作，再好的机械通过不断地使用也会出现一定问题，所以，在机械通过高强度的工作后，要对机械进行及时的检查，及时地发现问题并做出相应的处理。最后，加强相应的监督管理工作，在煤矿机械进行施工的过程中，相关的管理人员要加强监督工作，并对相应的施工人员进行有效的管理是十分有必要的。不仅要做好相应的维修管理工作，还应当对现场施工行为进行规范，虽然施工技术人员在使用煤矿机械进行施工的过程中，具有一定的专业素养，但是由于长时间的工作强度，难免出现一些突况，因此，为了对此类问题进行有效的规避，需要相关的管理人员在施工的过程中做到细致的监督工作，避免因技术人员的疏忽而对机械造成严重的磨损或者直接停止工作。

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2煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用特点

随着计算机信息技术的飞速发展，微机型差动保护装置在煤矿机械电气设备中受到广泛应用，由于微机型差动保护装置是通过采用数字算法以实现各种保护功能，且该装置具有易于操作、维护方便、接线简单等特点，因此在机电系统中得到广泛应用，具有极其广阔的发展空间。检查微机型差动保护装置的保护算法和采样精度功能，一般是通过现场对微机型差动保护装置予以实验以实现的。在微机型保护中，大多煤矿机械电气设备系统的变压器是以11点接线的方式居多，且变压器的差动保护最为常用的接线方式是Y/Y接线方式，但是该接线方式极易导致进入微机保护装置两侧电流的相位差为30°，因此，为消除30°的相位差，一般情况下是把定值调整在内部软件，从而实现校正相位。

（1）单相实验方法差动保护实验接线。当需做A相的比例制动曲线时，于侧分别加入A、C两相电流，且两相位的幅值一致，相位相差180°，然后于Y侧添加A相电流，且该相位和侧的A相差值为180°，从而实现差动保护的实验接线工作.

（2）三相实验方法若实验条件允许，可进行三相实验，此时Y侧输入的电流值和侧所输入的电流值相位并未相差180°，三相实验方法和单相实验方法均在数字式机电设备差动保护中得到较好的使用，相关的实验结果表明这两种方法均可靠，从而起到对煤矿机械电气设备的差动保护作用。

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首先，针对煤矿机械所处的环境进行分析，为了有效地保证煤矿机械在环境较为恶劣下能够避免不同程度的磨损，为此，需要加强煤矿机械相应的结构设计，在面对矿井内部的粉尘时，煤矿机械在很大程度上会受到粉尘的干扰，从而造成一定的磨损，因而，为了减少其磨损的程度，这就需要加强相应的机械自身的抗磨性，在对煤矿机械进行设计的过程中，要具体分析其环境下所存在的磨损因素，并针对相应的数据分析进行相应的结构设计，从机械的结构方面控制机械的抗磨性。其次，由于煤矿机械在使用的过程中相应的材料质量对机械的抗磨性具有很大的影响，因此为了加强煤矿机械的抗磨性，需要对相关的机械材料进行选择，在综合考虑到煤矿机械在高强度的工作环境下还应当对相应的湿度进行分析，通常条件下，矿井内部的湿度相对较重，如果材料的选择不到位，就会受到强烈的腐蚀，对此，在对机械材料的选择过程中，要综合考虑到多种影响因素，选择耐磨性好且具有一定防腐性的材料。

再次，加强机械的维护工作。对于机械来说，进行良好的维护对机械的使用寿命有很大的促进作用，并且还能够及时地发现机械所存在的安全问题。在选择优质机械的同时，要做好相应的养护工作，再好的机械通过不断地使用也会出现一定问题，所以，在机械通过高强度的工作后，要对机械进行及时的检查，及时地发现问题并做出相应的处理。最后，加强相应的监督管理工作，在煤矿机械进行施工的过程中，相关的管理人员要加强监督工作，并对相应的施工人员进行有效的管理是十分有必要的。不仅要做好相应的维修管理工作，还应当对现场施工行为进行规范，虽然施工技术人员在使用煤矿机械进行施工的过程中，具有一定的专业素养，但是由于长时间的工作强度，难免出现一些突况，因此，为了对此类问题进行有效的规避，需要相关的管理人员在施工的过程中做到细致的监督工作，避免因技术人员的疏忽而对机械造成严重的磨损或者直接停止工作。

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首先，CAD技术指的是使用计算机中的软件与硬件系统，对煤矿机械制造中的产品以及工程进行合理性的设计，包含制图、设计、文件以及文档的制作、工程现状和区位因素分析等。当前的机械产品发展相对成熟，使用CAD技术能够实现工程的模块化以一体化设计。产品模型直接导入到计算机的CAPP系统中，进行NC的编程以及规划设计，使加工代码进入到NC机床中，加强设计和制造之间的关系，有效的提高煤矿机械制造的产品开发效率、缩短开发周期。有限元方法指的是基于计算机的数值分析方式，能够将无限的质点连续体简化，使其成为有限单元的几何体。再对单元进行拼合成为离散结构物，能够对工程中结构相对复杂的环节或者是产品进行静力学或者是动力学上的分析计算。

1.2优化绿化设计与可靠设计

优化绿化设计也是煤矿机械制造中重要的部分，根据前期的设计方法理论，以国家相关规范标准以及设计规范为基础将设计问题实施数学模型转换，更好地使用计算机技术和优化技术。根据现有的设计方法找出最优的、最适合的设计方案，提高产品质量。优化绿色设计应当遵循环保理念和节能理念，强化对整个煤矿机械制造产品寿命的周期性设计，使产品的属性贴合生产环境的属性。最后，成品设计的决策不仅需要满足物理性的要求，同时需要考虑到环境的要求，才能使煤矿机械制造设计合理化。可靠设计含义是在设计的时间以及环境条件下，对于产品的某种规定功能完成工作的能力，可以衡量产品质量的高低。可靠设计需要对设计中的变量进行多次的精密试验，测定实际数据。在系统的统计与检验之后得到统计量，让煤机械的运行能力与性能的可卡性得到进一步提高。对制造材料、工程荷载以及工况的变化等无法确定的因素实施简化处理，强化对模糊变量以及随机变量的可靠设计，以确保煤矿机械的可靠性及使用年限。

2煤矿机械制造的管理策略

2．1煤矿企业信息技术的管理

要提高煤矿机械制造中的效率和产品质量、实现信息技术现代化的管理方式，就需要使用电子计算机。从工程的中标开始一直到竣工验收，都需要应用高水平的施工工艺与技术，同时需要有效的施工管理策略，提高煤矿企业的管理水平。通过运用现代化的信息技术，来提高煤矿机械制造企业的管理能力。保证煤矿机械制造的效率与产品质量。同时将企业中产生的信息孤岛相连接，构建出完整的企业设计、生产、决策、财务、营业等环节的信息链，形成灵活的企业网络结构和协调配合的工作环境。

2．2数据库与制造材料的管理

要保证机械制造的产品质量，应当根据制造零件的作用和属性对其参数指标进行完善，通过编码进行分析，构建出煤矿机械制造设计图纸的信息数据库，将各个生产制造部件的信息进行存储，便于之后的检索和出入库。材料质量对于生产非常重要，所以需要根据煤矿机械制造的设计需要对重要零件进行编码，且根据代码的属性对数据库实施检索，选择合理的方式进行机械的设计加工。

2．3加强对企业员工的素质培养

提高设计人员的素质能够有效的避免由于不合理设计造成的生产效率低、产品质量不高以及工程成本上升等问题。且保证煤矿机械设计的科学性与合理性，减少机械的后期维护，延长机械的使用寿命。对于技术水平低下、设计不规范等员工应当加强训练，进行规范化的管理，明确每一个岗位的职责。加强安全宣传与教育，提高每一位员工的安全意识。

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1.1.1磁选机

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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2煤矿机械设备维修的分类

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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1.2表面疲劳由于机械设备齿轮反复遭受交变应力的作用，存在于齿轮表面或其下面的材质初始裂纹会产生疲劳，如果受到的交变应力超过材料的疲劳极限，初始裂纹就会不断扩展，逐渐的产生凹坑，或者产生移动，随着设备的继续工作，已经产生的凹坑的尺寸将会不断增大，最终合并为一起。根据疲劳产生的原因，一般有破坏性点蚀和疲劳剥损两种类型。

1.3胶合如果齿轮处于超负荷运行时，啮合区温度就会升高，齿轮接触面的油膜受重载作用发生挤破，就使得两齿轮间直接金属接触，则有可能导致其熔焊为一体，将会产生软齿起沟现象。加之煤矿机械均处于低速种载状况，不易于形成齿面间的油膜，因此也易产生胶合破坏。

1.4塑性流动塑性流动包括3种类型：塑性变形、起波纹和起皱。塑性变形是齿轮较软齿部分金属的塑性变形，如果塑性变形严重，可能会发生飞边、齿顶变圆现象，导致主、被动轮齿均市区正常的结构齿形；起皱纹多发生于淬火的齿轮上，使得齿面形成类似波纹的外观；起皱是指齿面出现呈人字形或鱼尾状。

1.5断裂断裂则说明齿轮彻底破坏已经失去本身具有的性能，如果继续使用，后果将严重，依据断裂产生的原因，一般有疲劳断裂、磨损断裂、超载荷断裂等几种。

2齿轮失效原因分析

由于煤矿处于不间断生产状态，因此对于机械设备的性能要求较高，如果一旦发生齿轮失效状况，不仅严重影响产能，也有可能对井下人员安全造成影响，因此必须对煤矿机械设备齿轮失效的原因进行分析，一般来说主要包括以下3个方面：

2.1原始设计由于矿用机械设备均工作于复杂的环境，因此原始设计就必须与普通齿轮不同，必须要对机械设备所处的具体环境进行考虑，绝不能采用传统的设计方式，且必须对已经设计研发的设备进行工业性试验，否则将不具备煤矿机械化高效安全生产的条件，按齿轮接触疲劳强度来算，由于煤矿机械设备处于高负载低速运行状态，因此所算出来的强度都将较传统设计较高，如采煤机和刮板输送机，但其韧性较差，易产生断齿。

2.2加工质量齿轮在机床加工过程中，必须按照设计的尺寸、外观等具体要求严格加工，如果不按照具体规格参数加工，将使得制作产品达不到预定标准和技术要求。如齿轮制造中存在具体化学成分偏差，将会降低齿轮的材质性能；由于齿轮热处理技术不过关所导致的强度不足，这些问题将直接影响齿轮所能服务的期限。

2.3安装过程煤矿机械设备如果不能稳定安装，将使得齿轮无法达到最好的工作性能。例如齿轮轴中心线的平行度、水平度、中心距、轮齿啮合间隙、接触面积以及轴承安装等安装问题都会引起齿轮的工作寿命；若在生产中剂达不到技术要求，均会影响齿轮的正常运行以及加速其磨损。

3失效的处理对策

根据齿轮失效的原因，提出了以下具体的改进措施，将最大幅度提升齿轮的使用期，具体的改进措施包含以下6个方面。

3.1原始设计依据煤矿的具体工作条件，优化齿轮加工制造的参数，必须准确计算齿轮所承载的载荷且必须考虑修正强度；齿轮齿形结构、加工材料、以及加工工艺，尽可能提高齿轮的硬度以及啮合参数，且在设计阶段就得想好怎么对齿轮形成如何机制进行考虑。

3.2材料选择必须考虑到煤矿机械超负荷低速运行的状态，因此对于齿轮的韧性、强度及工艺性能要求很高，因此必须要选择与此匹配的材料。目前来说，我国煤矿机械齿轮所选用的材料主要为低碳合金渗碳钢。如果齿轮所承受负荷或受冲击力较大，则采用Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗谈钢；如果希望机械能够在负载工作时尽量保持稳定则选用Ni-Mn钢。3.3工艺质量对机械设备的齿轮进行加工时，必须提升滚齿质量要求水平，分清楚粗、精滚工序，使得滚到精度大幅提高，齿面的粗糙度必须按照规范要求，大部分粗糙度好的齿轮设备寿命将显著增加，因此需要采用较先进的抛光技术提高齿面粗糙度。

3.4热处理工艺煤矿机械齿轮承载能力的高低主要是通过提高齿轮硬度达到，但也不是唯一的决定因素，齿轮表面向芯部间区域的剪切强度的比值也是非常重要的影响因素，此值一般小于0.55。采用深层渗碳淬火的热处理方法，将能够很好实现这一目标。

3.5安装工艺必须正确调整两齿轮轴间的垂直度和水平度，使所存在的间隙处于合理范围内，避免出现扭斜现象，使齿轮啮合间隙处于合理范围，将大幅降低断齿发生几率。

3.6设备使用和维护方法煤矿机械设备齿轮对于要求较高，在使用过程中，需要定期对其进行处理，且必须选择合理的黏稠度，并及时对油进行清洁处理；对于非外露性齿轮，必须经常对齿轮机箱进行清洁处理，提高其散热强度，及时的检测可以避免齿轮失效的发生，从而延长其使用寿命，保证设备正常运转。

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1.2在煤矿提升、运输方面的应用煤矿提升、运输是煤矿生产中的关键环节，其工作效率直接影响着煤矿的生产效率，矿井提升机和带式输送机的使用正是机电一体化数控技术应用的具体体现。其中，矿井提升机能够实现全数字提升，而内装式提升机是一种典型的机电一体化设备，简化了机械的结构，将滚筒和驱动有机地连接起来，大大提升了设备运行的安全、稳定性；带式输送机是目前最主要的输煤设备，具有可靠性强、自动化程度高、输送量大、适合长距离输送等优点。

1.3在煤矿安全生产方面的应用煤矿的安全生产离不开监控系统的支持，良好的监控系统能够有效地避免煤矿安全事故的发生。煤矿矿井对监控系统的要求极高，必须保证系统时刻连通，保证随时能与工作人员联络，从而保证井下工作人员的人身安全。机电一体化数控技术在矿井监控系统中的应用，可以将系统主机内的数据库进行连接，利用局域网使其连成同步模式，由专用的通信接口负责主备机的监控工作，并利用专业的软件，对产生的数据进行整理和分析，同时实现了上传、检索、图形显示、打印等多项功能，为矿井监控系统的发展提供有力的技术支持，对煤矿的安全生产具有十分重要的意义。

1.4在其他方面的应用煤矿安全生产离不开井下支架设备，而机电一体化数控技术在支架设备中也有着广泛的应用。利用计算机系统与液压支架系统的充分结合，实现了成组自动移架和定压双向临架，有效地避免了支架与模板和顶板发生碰撞。目前，掘进机的电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱、矿用本质安全型操作箱、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的电气系统。

2机电一体化数控技术应用的相关建议

我国煤矿机电一体化数控技术与国外先进技术相比，仍然具有一定的差距，这就需要相关部门加大科研力度，加大对机电一体化数控技术开发的资金投入，提高我国机电一体化数控技术水平，提高煤矿机械自动化程度。另外，还可以大胆借鉴国外先进技术，根据我国煤矿行业的实际发展情况，制订符合我国煤矿企业发展的机电一体化数控技术的开发规划。随着我国煤矿机电一体化数控技术水平的提高，煤矿生产的效率、安全性等得到了全面的提升，但与此同时，也应该加强对煤矿工作人员的技术培训，使其能够熟练操作这些自动化机械，并且加强对机械设备的管理和维护，确保煤矿生产的安全与稳定。

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2加强煤矿机械设备管理的具体措施

2.1加强专业技术人员的培养和管理加强煤矿机械设备管理需要培养一批专业水平高，业务能力强的技术人员，提高专业维修人员对技术的掌握程度，因为当前一些管理技术人员对于特种油的认知水平不高，甚至一些管理理念比较陈旧，已远远不能满足现代管理技术的要求，故而加强对专业人员的技术训练已经迫在眉睫。同时随着滤油设备和技术的不断被采用以及近年来随着零件精密程度越来越高，对于液压的要求也逐渐变得严格，如果不能及时提高技术人员的技能水平就会导致零部件和配件之间磨损管理不到位，会导致存在非常危险的安全隐患。同时由于专业管理人才严重缺乏，以及缺乏严格的测试手段，这在一定程度上也会导致机械设备故障频繁发生，另外，选择合理设备，需要合理引进设备油检测设备，确保油购买质量，充分利用油油液质量检测仪的先进功能，以及积极购买先进仪器的滤油器。随着精密液压元件的要求越来越高，设备之间的运动空间越来越小，越来越敏感，大量的实践证明，设备的管理在很大程度上不仅与油清洁度有着很大的关系，而且也与设备的日常维护有关。同时，煤矿机械设备的日常维护不合理也会导致油污染，所以这就要求技术人员需要不断增加设备清洁意识，及时购买滤油设备，降低污染。

2.2根据具体情况合理选择油油的合理选择是油在煤矿机械设备使用过程中的一个重要环节，需要综合考虑机械设备运行的主要影响因素，合理选择油，进而确保油在煤矿机械设备运行过程中发挥最佳效应。首先，根据实际需要和设备运行情况合理选择合适的油，尤其要注意根据机械设备的具体运行环境，其次，选择合适的油过程中应该加强对油的质量保证。再次，应根据相应的绩效来合理判断油的使用状况。针对油的不同性能指标，由于粘度、倾点、闪点等因素都会影响对机械设备的最终效果，所以需要加强对油的合理考虑和选择，其中，粘度是各种油分类的一个重要指标，是影响油质量的决定性因素，对于油粘度的选择，需要结合设备的具体情况，进行合理的选择，应根据数据确定计算。同时在合理选择高质量油的同时，还需要选择价格低廉质量优质的油。油的性能指标选择是复杂的，需要充分比较不同种类的油，根据实际情况和要求进行综合判断。不同质量的油的性能指标之间存在巨大差异，在正常使用条件下，应避免出现这种情况，同时，需要遵循合理的油替代原则，选择相同类型和性能指标的油，并且注意高粘度油的替代选择，并按照从低到高的原则，考虑油特定的工作环境和温度。所以在对油进行合理选择的过程中，为了保证煤矿机械设备的运行性能，需要合理选择油并充分发挥油的积极作用，根据煤矿机械设备所使用油的实际工作条件，结合油的质量，科学合理选择性能指标，进而确保选择合适的油。

2.3对油使用状态进行合理检测控制由于煤矿机械设备的油在使用过程中将伴随老化现象而逐渐失去作用，这是油发生变化的客观规律。所以对油的使用状态需要合理进行检测和控制，准确及时对油的状态和性能指标进行适当的检测，防止油失效而对煤矿机械设备造成不必要的故障问题，所以对油使用状态进行合理控制，采取科学的检测控制手段，可以大大提高油的使用寿命，减少购买油的资金使用。与此同时，由于油随着使用状态而逐渐发生老化，在使用过程中若不及时正确对油进行使用状态监测，其后果将会是很严重的，所以需要合理加强油监测系统的建设，必须掌握油的技术状态检测，以最大限度地提高油的使用寿命，严格执行设备规范，定期观察油的颜色，检查油的透明气味，验证油的检验质量变化等，提高机械设备的运行安全性能和机械设备的稳定性。另外，针对油的更换需要按照规定来进行，按照通常油使用和试验结果确定换油周期，同时根据油制造商和设备制造商的建议，结合使用情况对油进行定期更换，尽量延长油的使用时间，确保更换油的维护时间，并严格避免对环境的污染和破坏。在更换油过程中，需要根据检验评定的结果确定机油更换时间，然后结合实际经验进行定期更换。

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二煤矿机械绿色设计的内容

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。

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。

三基于煤矿机械绿色设计的加工途径

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。

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。

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1．2一些工作人员思想麻痹在煤矿企业的安全生产中，机械故障是主要原因，但归根结底还是工作人员思想麻痹导致的。一些人为因素是导致煤矿机械事故产和的直接原因分析。因为有些企业对工人的安全生产要求不够高，导致很多工人安全意识不强，也没有自我保护意识，导致安全事故的发生。另外，企业在安全生产培训方面做得不够好，很多机械操作人员不能熟练的应用设备或根本不能按操作规范来进行操作。这样一方面会导致煤矿机械故障的发生，另一方面给企业的安全生产带一定的隐患。

2．防范煤矿机械事故的措施

2．1及时更新设备煤矿企业要成立专门的部门，成立专业的设备引入和检修团队，对企业的设备更新，障碍分析提供专业的指导。另外，企业要划拨一定的资金用于新设备的购置，在新设备的购置方面要适应于企业的实际情况，有针对性的提高引入设备的效率。在设备引入之后，要组织工人对设备研究与学习，争取早日熟练地掌握应用新设备的方法，为企业的安全生产打下基础。另外，要规范企业的安全生产规范，必须按安全生产规范处理问题，不能图省事，忽略全生产规范，对不按生产规范生产的工作人员要加大惩罚力度。

2．2加强安全工作培训企业对煤矿安全生产的工作人员要求要高，要建立上岗证制度，没有上岗资格的人员一律不准上岗。要建立起内部竞争机制，经常性地开展教育工作和安全生产培训，定期对相关员工进行安全知识的考核，对不合格的员工要取消上岗资格进行再培训。另外，企业还要制度一系列的管理制度，强化对员工的安全管理力度，让每名工作人员都要拉紧安全生产这根弦，在任何时候都不能忘记安全生产。煤矿机械操作主要是人，一定要让工作人员从思想上对安全问题高度重视，杜绝侥幸心理。可以经常性地开展思想教育，找安全管理部门做事故教学法，找到相关人员做现身报告，强化说服教育的效果，从思想上打牢安全生产的防线。

2．3加强制度管理煤矿行业技术要求比较强，每个岗位上都有自己的安全生产规范，都有着一定的技术要求。这要求企业要加强制度管理，对不能够胜任的工作人员要加强培训或给予清退，对临时工作人员要更要加强教育，要经常性的进行技术考核，对考核不合格的坚决进行清退，避免在用工紧张时放松用工制度。在正常的工作过程中，要保证每个工作人员各司其职，持证上岗，不得随意调班。在人员调动上要遵守用工规范，不能随意调动，杜绝不良用工情况的发生，从要本上避免安全生产中的违章现象。

2．4加强煤矿机械设备的创新及改造为了实现我国煤矿企业的生产效率，为了煤矿企业的安全生产，保障人民群众生命财产的安全，必须加强煤矿机械设备的技术和创新，实现煤矿设备智能化和现代化，保证煤矿企业的安全生产。首先，要实现煤矿机械设备功能的综合化。也就是一台设备要有多种用途，有利于减少企业的投入，增加工作人员的工作效率。其次，要实现煤矿设备的智能化。现阶段，各个行业都实现了智能化，煤矿机械也要适应时展的趋势，尽快实现煤矿设备的智能化，提高工人的工作效率，提高设备的可靠性，为企业的安全生产打下基础。再次，要实现煤矿设备的灵活化。要加强煤矿设备的适应性，要适应于不同地质条件的生产活动，这样可以提高企业的生产能力，减少事故发生的概率。