康兵
新疆神华天电矿业有限公司 830027
摘要：近几年，我国煤矿领域发展速度加快，煤矿企业自身越来越重视各类机械设备采购、使用、维修等工作，且通过对机械设备全面性管控，可以有效降低机械设备故障发生率，实施效果有良好保障。同时，在煤矿机械设备应用阶段，固体自润滑轴承发挥着重要作用，主要是因其自身材质较突出，属于一种金属基材、固体润滑剂复合而成的材料，在材料性能互补条件下，可保证机械设备在恶劣环境中使用，增强机械设备性能。再加上技术人员日常维修与管控，可延长机械设备使用年限，最大化地满足煤矿生产要求，为煤矿企业创造良好的综合效益。
关键词：固体自润滑轴承；煤矿机械；作用
引言：结合煤矿生产实际情况探究，所包括的工作内容较多，各项工作环节中均需应用到相关机械设备，考虑煤矿生产效率与综合效益，煤矿企业应该对机械设备管理进行重视。同时，探究固体自润滑轴承在煤矿机械中的重要作用，可增强设备性能，满足煤矿生产实际要求，不受恶劣环境、自然条件等因素影响，保证设备运行效果，符合现代化煤矿企业生产与机械设备应用要求。
一、固体自润滑轴承特性
以“金属基”固体自润滑轴承为分析案例，其主要包括两种，一种是粉末冶金整体烧结型，另一种是镶嵌型。对比两者特性，前者较特殊的特点是把粉末加入道客固体润滑剂中，以一种新颖的形式成为组元，最后统一添加到金属基体原料中，经过压制、烧结后成为自润滑复合材料，使其在机械设备中成为轴承、轴瓦等。对此，在润滑剂烧结过程中会与材料基本产生作用，依据实况会有部分或全部材料被转化，那么轴承在运动阶段就会具备热作用、摩擦作用，在此基础下，能使自身形成一层润滑膜，并具有较强稳定性，可完成轴承运行阶段所产生的撕裂、破伤等情况，保证设备运行良好性[1]。而后者则是以金属基体为前提，能在设计环节、加工环节对其实际面临控制准确比例，把固体润滑剂嵌入其孔洞、沟槽领域中，经过特殊处理后，使其形成一个新的主体，在机械设备中是重要的轴承、轴瓦。按照镶嵌孔运动方向探究，各孔之间会有重叠度，考虑到机械设备性能与运行效果，需保证固体润滑膜的整体性与完整性。
例如：在低温条件下对固体自润滑轴承转速时间控制，主要设置了三个阶段（0-A、A-B、B-C）。其中，第一阶段（0-A）记录转速时间是132s、转速是1249rpm；第二阶段（A-B）记录转速时间是139s、转速是1873rpm；第三阶段（B-C）记录转速时间是167s、转速是2247rpm。
设计人员能依据具体数据分析固体自润滑轴承在低温条件下的运行情况，并能依据不同类别的机械设备合理装配，既可保证固体自润滑轴承自身效果能充分性发挥，又能强化机械设备性能，在机械设备使用阶段可提升运行效率与稳定性，对各领域稳定发展带来积极影响。
二、固体自润滑轴承材料设计
结合上述内容中对金属固体自润滑轴承类别与性质分析，能了解其在设计与生产阶段要控制标准性与良好性，分析金属基体的荷载情况，建议嵌入固体自润滑材料，能起到良好的润滑作用，依据固体自润滑轴承传导性、耐磨性等，要在生产阶段对其材料类别合理化选择，才能保证机械设备运行可靠性[2]。
例如：在固体自润滑轴承设计阶段，要安装金属基体材料类别探究其力学性能与使用特征。选择铸铁类材料，需控制其抗拉强度>150MPa、延伸率无具体要求、硬度120-170HB、使用特征是低载、高温>250℃；选择锡青铜类材料，需控制其抗拉强度>200MPa、延伸率>15%、硬度60-80HB、使用特征是中载、高温<350℃；选择高强度黄铜材料，需控制其抗拉强度>7700MPa、延伸率>12%、硬度>210HB、使用特征是承载性较好；选择不锈钢类材料，需控制其抗拉强度450-550MPa、延伸率30-50%、硬度120-180HB、使用特征是耐腐蚀；选择铅锑合金材料，需控制其抗拉强度50-80MPa、延伸率5-8%、硬度15-25HB、使用特征是耐药物。
基于此要求下，能保证固体润滑材料选择要合理，总结其选择要求主要是：控制表面剪切力，在低要求情况下，易在运动过程中产生摩擦，并形成层状滑移。而在高要求下，其表面附着力会发生变化，处于高接触压力下也不会破坏润滑膜。再考虑摩擦系数，如果是在要求情况下，要控制材料性能稳定性与良好性，在恶劣环境下使用也不会变形、变质，不会与应用环境产生介质反应[3]。无论是高温条件下还是低温条件下，均能耐腐蚀、耐电蚀，建议选择软金属材料（Sn、Zn、Au、Ag等）、方晶系、非金属单质材料（NbSE2、WS2、石墨等）、金属氧化物（PbO、WO3、ZnO等）、高分子化合物（聚乙烯、聚四氟乙烯等）、纤维强化组织（玻璃纤维、碳纤维等）。
例如：选择石墨材料适用于大气下426℃条件下，PbO材料适用在常温条件下摩擦系数较大条件下。而软件金属材料会因其自身性质与高粘度流体较相似，在低速条件下适应性较强。当然，也可根据轴承使用要求，可对固体润滑材料进行组合应用，能满足不同机械设备使用需求。
三、固体自润滑轴承设计
第一，固体自润滑轴承厚度设计，分析其在实际应用环节中的特殊要求，要控制其热膨胀、热传导、机械强度等影响因素，既要满足机械设备应用需求，又能控制机械加工工艺质量，整个设计阶段就考虑到矿山机械设备使用要求，要探究固体自润滑轴承厚度与轴径关系。其中，设计轴径≤18mm时，其厚度控制3mm；设计轴径≤30mm时，其厚度控制4-5mm；设计轴径≤50mm时，其厚度控制7.5-10mm；设计轴径≤120mm时，其厚度控制10-15mm；设计轴径≤150mm时，其厚度控制15-20mm；设计轴径≤315mm时，其厚度控制20-30mm。借助固体自润滑轴承厚度与轴径关系，能保证其厚度设计合理性与标准性，能符合煤矿机械设备使用要求。
第二，分析固体自润滑轴承配合间隙，要考虑不同影响因素下，其内径收缩情况，保证其间隙设计有具体标准[4]。其中，受外径愈大因素影响，其内径收缩量较大（针对不同尺寸固体自润滑轴承说明）；受壁愈厚因素影响，其内径相对收缩量较大（针对相同尺寸固体自润滑轴承说明）；受外径过盈量大因素影响，其内部收缩大（针对相同尺寸固体自润滑轴承说明）；受轴、孔相向运动影响，其增大工作间隙。结合不同因素影响所产生的内径收缩变化情况，建议在轴径小于120mm时，分别选择H7/r7、H7/m7轴承与轴承座；F7/f7、F7/d7轴承与轴。如果是处于相向运动条件下，固体自润滑轴承配合间隙要方法0.5-0.15mm。
此外，在100℃条件下，要重点考虑固体自润滑轴承热捧量，依然会对其配合间隙产生一定影响，考虑内控公差，才能保证固体自润滑轴承配合间隙设计合理性。
四、在煤矿机械中的装配要求
（一）轴承外径孔座控制
依据煤矿机械应用要求与性能分析，在固体自润滑轴承选择与装配阶段能依据实际情况全面性分析，一般情况下，如果没有特殊要求，会选择外径为r7的固体自润滑轴承，并对安装座孔H7过盈配合；相反，如果是在特殊探究下，会在过盈配合压装方面有一定难度，标准要求下是选择m7。但安装过后考虑到机械设备整体稳定性与可靠性，还需在轴承两端分别用稳钉进行固定处理，才能保证材料与设备装配合理性。那么选取的如果是内径为E8的固体自润滑轴承，建议其轴径要控制d7，主要影响因素的固体自润滑轴承加工中的能力限制因素，要依据实际情况，也可选择d8、d9轴径材料，控制去回转精度为e7。
（二）轴承安装
考虑固体自润滑轴承结构属于薄壁，极易在安装环节中出现变形情况，影响安装进度与机械性能检测结果。对此，在安装阶段要在此方面引起高度重视，针对具体要求对其安装方法合理选择[5]。一般情况下，在固体自润滑轴承安装阶段会选择芯棒压入，并设置座孔入口有倒角，保证芯棒头部光滑，控制芯棒直径小于固体自润滑轴承内径的0..2-0.3mm（d），确保轴承安装质量能符合相关标准要求。
（三）内经收缩量计算
当固体自润滑轴承完成装配工作后，要考虑设备实际应用阶段所承受的压力，此阶段主要影响因素的内经收缩量，要把各项环节中所产生的信息数据详细记录，并代入到△=10DBd0/(7D2B+3d20)*δ公式中：
△：轴承内径收缩量；
Δ：轴承外径过盈量；
d：压入前轴承内径；
D:压人前轴承外径。
设计人员能结合公式计算结果掌握固体自润滑轴承装配后内经收缩量计算，与标准化矿山机械设备相关指标参数对比分析，能保证固体自润滑轴承装配标准性，从而保证矿山机械设备稳定运行。
（四）增强机械设备运行性能
因煤矿生产环境较恶劣，关于各类机械设备使用，要重点考虑生产要求与自然条件，能确保机械设备能在使用阶段充分发挥性能与作用。对比传统化煤矿机械设备轴承生产情况分析，往往会在机械设备使用阶段发生故障，并无法保证机械设备使用年限，会增大煤矿企业投资成本，整体实施效果与效率无保证。对此，也引起工业企业关注，能在设备及轴承生产环节中详细探究，借助新技术、新设备，在固体自润滑轴承生产与研发方面引起重视，并有充足人力、物力、财力等，核心目的就是能保证固体自润滑轴承在特殊环境下也可正常使用，并对煤矿机械设备性能与生产效率带来积极影响[6]。
例如：在结构紧凑减速器行星轮组件中对固体自润滑轴承应用，因相对运动因素影响，使固体自润滑轴承在运行阶段不便润滑，而滑架导在机构中的应用，会因运行时间教材，增加工作数量，如果单一化地应用巨大的带式输送机，托无法保证辊上承载力。那么在固体自润滑轴承应用条件下，能解决机械设备运行阶段所产生的零部件磨损问题，并且提升固体自润滑轴承耐磨性，能在长时间条件下稳定运行，不易受外界因素影响而降低固体自润滑轴承润滑性，从而保证设备运行稳定性与安全性。
结语：
结合上述内容中对固体自润滑轴承性能与特点分析，可了解其在煤矿机械设备中的重要性与影响性，通过对轴承生产材质合理选择，能为煤矿机械装配工作奠定良好基础，并在装配阶段注意轴承外径孔座控制、轴承安装质量、内经收缩量计算等，均可增强机械设备运行性能，满足企业使用要求，从而提升煤矿生产效率与质量。
参考文献：
[1]黄彧,王文东,张柯.镶嵌型滑动轴承固体润滑材料应用概况[J].轴承,2021，3(04):1-5+27.
[2]韩翠红,石佳东,刘云帆,刘倩,马国政,李国禄,王海斗.关节轴承自润滑材料摩擦学性能及轴承寿命预测研究现状[J].材料导报,2021,35(05):5166-5173.
[3]厉彦志.复合固体自润滑轴承在正面吊改造中的应用[J].设备管理与维修,2020,68(13):104-105.
[4]杨杰,马钊宁.镶嵌式固体自润滑轴承在煤矿机械中的应用研究[J].煤矿机械,2019,40(10):134-136.
[5]郑钻斌.通孔镶嵌固体自润滑材料钢轴套的开发研究[J].科技与创新,2018,6(12):1-4.
[6]宋明江,李亭洁.固体自润滑轴承在煤矿机械中的应用与研究[J].煤矿机电,2018,32(02):42-44.