鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況分析中的應用

劉愛文

（山西焦煤集團有限責任公司東曲礦， 山西 古交 030200）

1 鐵譜綜合分析法概述及模型建立

1.1 鐵譜綜合分析法的內涵

鐵譜綜合分析法是一種定量與定性觀測方法，主要作用是將機械磨損顆粒以及污染雜質從潤滑油中分離出來，將其依照一定的規律如尺寸等排列在玻璃基片之上，制成一種“譜片”，這種譜片中可以顯示出微粒以及雜質情況，再對這些雜質進行定性與定量的觀測，繼而得出機械設備的磨損情況[1]。

1.2 鐵譜綜合分析模型的構建

鐵譜綜合分析法的主要步驟為取樣→制譜→觀測分析→結論→處理措施。在前三個階段，已有相關規定來明確其操作規范，其主要難點為如何從各種磨粒信息中來分析設備磨損情況。關于這點，也有較多的學者進行分析，并提出了定性分析以及定量分析兩種方法，這兩種方法的診斷結果存在一定的局限性，所以在分析之后提出了定性與定量相結合的一種方法，構建一個簡單模型來進行分析，其模型如圖1所示：

圖1 鐵譜綜合分析模型

2 鐵譜綜合分析法的分析過程

鐵譜綜合分析法的研究人員極多，且對于磨粒的研究也較多，此次分析首先對磨粒進行定性，接著對其進行定量分析，探究其參數構造，最后指出評判標準。

2.1 磨損顆粒定性分析

經查閱資料，國內外鐵譜分析學家將鐵譜分為13類，將這13類鐵譜再進行進一步劃分，一些能夠直接顯示出機械設備的磨粒設為第一類，如疲勞磨損顆粒、切削磨損顆粒、腐蝕磨損顆粒等；出現相同數量的磨粒才能顯示出機械磨損程度的氛圍第二類，如有色金屬顆粒、球形顆粒等；將不能直接反應但能提供客觀參考的磨粒分為第三類，主要為摩擦聚合物以及污染物顆粒兩種[2]。

2.2 參數構造定量分析

在對磨粒進行歸類之后，對其進行定量分析，主要是從尺寸、數量、面積具體的參數上進行判斷，這種由具體的參數量進行的判斷便屬于定量分析。在實踐的基礎上，結合磨粒類型對各種磨粒的磨損評判權重值進行確定。13種磨粒中一類磨粒的具體的評判權重賦值表如表1所示。

表1 一類磨粒磨損評判權重賦值表

表1所示的為一類磨粒的評判權重負值表，二類磨粒的評判權重負值表如表2所示，三類磨粒的評判權重負值表如表3所示。

表2 二類磨粒磨損評判權重賦值表

表3 三類磨粒磨損評判權重賦值表

因為球形顆粒尤其特殊性，所以對其進行單獨分析，具體的負值表如表4所示。

表4 球形磨粒磨損評判權重賦值表

2.3 評判標準

在以上磨粒磨損權重賦值表的基礎上來確定分析譜片上磨粒的磨損權重總和，其公式如下：

式中：S為反映設備的磨損工況的等級指數，Wi為磨損評判權重值。在得出相應的數值之后，還需要對具體的磨損工況進行判定，包括四種狀態，分別是正常、輕微、異常以及嚴重磨損。S在6以內的則表示其數值范圍正常；在6～12之內則處于輕微磨損狀態；S數值在12～18，則需要警告；當S數值大于18時，則表明需要嚴重警告。

3 鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況的具體應用與思考

3.1 鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況的具體應用

1）取樣及分析設備。以某采煤機的左搖臂齒輪箱為例，選擇KTP型旋轉式鐵譜儀進行檢測，其工作點磁感應強度在100～1 000 Gs之內，制譜、清晰以及甩干的轉速分別為每分75、150、200圈。

2）制譜觀察及計算權重表。依照規則進行處理之后，得出權重值，如表5所示。

表5 磨損權重統計表

3）磨損狀態評判。相加之后，可得其數值大于18，所以出于嚴重磨損狀態。

3.2 關于該種方法應用的思考

鐵譜綜合分析法在煤礦機械磨損工況的應用具有較大優勢，但是因為磨損磨粒的尺寸、個數等均與實驗不同，所以在具體的應用中為保障其客觀性，必須依據具體的情況進行適當調整[3]。

4 結語

結合實際情況，以具體應用實例為證，將鐵譜綜合分析法應用在在煤礦機械磨損工況中，以方便工作人員了解機械設備的磨損情況。此外，希望有更多的學者參與其中進行探究，以完善該種方法，從而確定煤礦設備的實際情況，為煤礦的發展提供幫助。