浅谈煤炭机械制造工艺的可靠性

2015-08-15张伟

机械管理开发 2015年9期

张伟

（1.太原理工大学，山西太原 030024；2.山西煤炭运销集团晋中有限公司，山西晋中 030600）

引言

煤炭生产在很大程度上受机械的控制，只有保证了高水平、高稳定性的煤炭机械性能，才能保证煤炭生产的安全。煤炭工业目前在我国能源产业仍然占据着举足轻重的地位，对国家能源的贡献是不可替代的，使得工业生产的稳定性与机械可靠性受到较高的关注度。机械工艺的可靠性影响因素是多方面的，既包括最基本的机械产品物理属性，还包括与机械生产活动相关的精度数据。可靠性研究要求建立完善的制造工艺可靠性控制体系，保证煤炭机械制造工艺符合标准化生产要求。

1 机械制造工艺可靠性概述

1.1 机械制造工艺可靠性的概念

机械制造工艺可靠性是指与各个机械制造环节相关的技术元素、制造方法、加工工序等均符合设备功能稳定、可靠的发挥。每一项与制造过程相关的因素都属于机械制造工艺的范畴，包含了整个机械从基本零部件、材料的制造到制造设计，再从设计方案到具体的机械主体制造等多个部分［1］。每一个部分之间都是以动态形势连续存在，共同构成完整的机械制造工艺。可靠性因素由多个方面决定，几乎任何一个制造环节都会影响到机械的功能是否满足使用要求。针对煤炭机械制造来说，影响工艺可靠性的主要环节包括原材料的选择、零部件加工、生产机床、设备运输系统、性能检测、主体加工等。

1.2 机械制造工艺可靠性的特征

机械制造工艺无论从每一步具体的制造流程操作上还是从整个制造系统的构成上，都具有明显的可靠性特征。要了解煤炭机械制造工艺的可靠性状态，掌握基本特征是基本要求。根据目前我国的机械制造生产特点，工艺可靠性主要表现为过程动态性、综合性、系统性等三大特征［2］。

首先，从工艺可靠性的过程性特征来看，所有一切与工艺可靠性相关的因素都是保证可靠性目标实现的关键，因此任何一个环节的缺失都会对整体的工艺可靠性形成明显的影响，机械制造整个流程每一环节都与下一环节紧密联系，使整个生产过程形成了完整的动态性、过程性整体。

其次，综合性的特征与动态过程的特征是相互依存的，由于在机械制造工艺的可靠性中包含了许多过程的内容，所以由许多综合性因素共同决定。

最后，系统性特征指所有可靠性的指标都是互相联系的系统整体，即从设计、制造、使用的所有可靠性内容为一个完整的系统性整体。

2 煤炭机械制造工艺与其可靠性的联系

2.1 煤炭机械制造工艺与其可靠性的关系

由于机械制造工艺流程决定其可靠性，且具有明显的综合性特征。因此，各种影响可靠性的机械制造工艺与可靠性指标之间表现出来的关系也具有极为复杂的特点。机械制造所采取的工艺往往对操作的准确性要求较高，因此一旦出现制造工艺上的小问题，会对整个机械的可靠性产生显著的影响。具体来说机械制造工艺与可靠性的关系表现为以下两个方面［3］：制造工艺的精准度掌握困难对可靠性产生了直接影响；机械制造工艺无法实现机械在使用过程中非正常磨损而产生的可靠性的变化。

所以只有尽量提高工艺水平，达到可靠性标准，才能实现可靠性的最大化。

2.2 煤炭机械制造工艺对可靠性的影响

制造工艺与机械可靠性的影响既是必然的，也是复杂的。这些影响对机械可靠性的各种参数形成不同程度的影响，进而影响到机械使用过程中稳定性能的发挥。

首先，制造工艺会直接影响机械的耐疲劳可靠性参数，与机械耐疲劳参数相关的直接因素包括零部件的性能、结构及整个机械体系的设计等，决定这些机械数据的都源自制造工艺的水平。

其次，对机械耐磨性的影响。耐磨性主要是一些与机械构件相关的物理参数或几何参数。这些参数的影响因素来自制造工艺的生产方法、处理方案、设计方案等，工艺性因素决定机械产品是否有较高的耐磨性指标。

最后，影响机械的抗腐蚀性。不同机械构件中的化学处理工艺一般是为了提高机械部件的抗腐蚀性，这种工艺处理水平必然决定抗腐蚀性的高低。

3 提高煤炭机械制造工艺可靠性的建议

3.1 调整煤炭机械制造行业结构

目前我国的煤炭机械制造基本上处于各成一家的状态，任何一家企业都有着特色化、自主化产权。每一家企业所研发的工艺特长性都表现的各不相同，行业之间的交流缺乏，企业之间独立经营状态占据主流，对煤炭机械工艺水平的提升造成了非常明显的阻碍。行业结构的调整是由国家或行业管理等部门提出行业结构调整的构想，并鼓励较多的企业参与到集中化生产经营模式中，实现同行业之间的联合。换言之，深化行业之间的技术交流对提升整体行业结构的工艺水平必然会起到显著作用。

3.2 提高机械化程度保证工艺稳定性

由于机械制造过程中影响工艺稳定性的因素具有复杂性和多样性，所以稳定性的保持就面临着比较复杂的调整任务，提高机械化程度是对各种制造工艺准确操作的要求。机械化所执行的各项制造工艺标准较人工制造标准有着更高的要求，所以开展与机械制造要求相符的新的机械化制造技术，能够有效提高工艺稳定性程度，从而获得机械更强的稳定性。

一般来说，提高机械化程度主要包括开发新的机械能源方式、新的煤炭开采方式等，然后再基于这些新的形式来提高机械化程度。例如针对露天开采的特点进行技术研究，由于露天开采有较大的可操作空间，因此可以实现更高程度的机械化，减少因人工操作对稳定性造成的影响，最大程度提高机械稳定性。

3.3 积极运用信息化技术的创新

机械制造工艺与信息化技术的结构能够最直接有效提高机械工艺的操作准确度和效率。目前我国煤炭机械制造在信息化技术的开发利用上有着明显的欠缺与不足，这种与信息化技术相脱离的状态对提高工艺水平、保证工艺稳定性必然会起到制约作用。信息化技术与机械制造工艺的结合和创新是将当前已经有的信息技术成果运用于煤炭机械制造相关的机械设计、机械加工数字化中，这些相对较成熟的技术促使机械制造工艺与信息技术结合，然后再有针对性地进行技术调整和研发。

3.4 提高机械再制造工艺水平

对于已经投入使用的煤炭机械来说，较大一部分都占据了较多的成本投入。如果机械出现稳定性不足的问题，直接选择废弃必然是与经济性原则不符的，制造研发水平的提高最直接的目的就是节约机械制造成本，然而对工艺稳定性水平提升也有着非常积极的意义。例如在对某一构件或整机进行再制造的过程中会发现其中磨损比较严重或者损耗明显的地方，再次进行工艺调整时就有了明显的工作重点与方向。