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[摘 要]对于机械设备来讲，润滑工作非常重要，良好的润滑可以确保设备处于良好的工作状态，延长设备使用寿命。文章对水润滑技术在煤矿机械设备中的应用进行了介绍，分析了与传统润滑技术相比，水润滑技术的优势所在。最后，文章对水润滑摩擦副材料的选择进行了简要地探讨。
[关键词]煤矿机械；润滑；水润滑技术
中图分类号：TD40文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0019-01
煤矿机械的润滑对发挥机器设备的工作效能、延长设备的使用寿命、避免发生某些设备事故和零件损坏，具有重要的意义。长久以来，煤矿的现场生产条件十分恶劣，发生在煤矿机械中的润滑油“跑、冒、滴、漏”现象在现阶段还是司空见惯的，不仅影响设备的正常运转和使用寿命，还造成工作环境以及地下水资源的污染，有时甚至还会引发火灾、爆炸等重大事故。
近年来，随着人们对生产安全的日益重视以及环保意识的增强，传统的油润滑技术面临着日益严峻的考验，欧洲和美国已经规定在矿井、高温明火环境以及在内陆流域行驶的船舶上，不允许使用石油基润滑油。相比之下对环境友好且具有良好生态效益的水润滑技术则引起了人们越来越多的关注。水是自然界中最为安全和环保的清洁能源之一，是最具有发展潜力的一种“绿色”润滑介质，用其取代石油基润滑油作为润滑介质，可以解决因石油基润滑油的使用和排放所带来的一系列环境和能源问题。
1 水润滑技术在煤矿机械润滑中的应用
煤矿的生产环境与普通的生产环境有着较大的差异，由于煤矿井下的生产过程中容易产生瓦斯，而且矿井的相对密闭性以及承压能力较弱的特点，导致煤矿井下一旦出现火灾，很有可能导致灾难性的事故出现。因此，对于煤矿机械的润滑介质本身就有要求其具备难燃性的特点。而水润滑技术采用的润滑介质是水，水不但难以燃烧，而且可以用来作为灭火的用途，这样就可以较好地满足这种需求，对于煤矿的安全生产也能够得到保证。
对于以前使用润滑油作为润滑剂的煤矿机械设备，不能够简单地用水来代替以前的石油基润滑油，而需要对相关的零部件都作出相应的改动之后才能够真正地应用水润滑技术，根据煤矿机械的特点对于水润滑介质存在的弊病进行克服，这种解决的策略要从材料选择以及结构设计2个方面来把握，尽可能地消除水润滑带来的水对于摩擦副润滑以及承载能力的负面影响。而在材料的选择方面，根据当前的技术研究的发展，可以选择在金属摩擦副表面覆盖陶瓷涂层来解决上述的问题。一般地，可以运用热喷涂层的方式在金属副表面覆盖陶瓷涂层，这样既能够保证基体材料本身不会发生性能的变化，同时又能够使得陶瓷涂层与金属基体的结合比较牢固。除此之外，还要通过盐浴的方式进行复合处理，以有效地提高金属的耐磨性能以及防腐性能。有條件的，还可以采用精细陶瓷、碳纤维材料等来替代传统的材料。
近年来，随着水润滑技术的不断发展，直接运用水润滑技术的煤矿生产设备也如雨后春笋般涌现，比如水压凿岩机、水压支架、水压锚杆钻机、水垫带式输送机，这些机械设备不仅将水作为动力介质，同时也将水作为了润滑介质。水润滑技术也使得这些水液压机械设备能够更为符合煤矿的生产条件，从而得到了广泛的运用。水润滑技术在这些设备中的使用，有效地避免了传统的润滑油润滑所带来的密封成本，从而降低了机械设备的生产成本，提高了这些机械设备的普及率。
2 水润滑技术的优势
由于纯水的理化特性和润滑油相比有较大差别，因此水润滑技术必然与传统油润滑技术有许多不同之处。与传统油润滑技术相比，水润滑技术的独特优点主要表现在以下5个方面。
（1）节省资源，降低成本。石油基润滑油的生产、运输、废液处理等需要很高费用，而水的来源广泛，价格低廉，不需要冶炼提纯、运输储存、废液回收，明显降低了生产成本和维护成本。
（2）环境友好，没有污染。润滑油对环境的污染非常严重，泄露的油液使空气中充满异味，工作环境和周边环境变得恶劣。用水作摩擦副润滑介质，工作场所清洁，基本不会对环境产生任何污染。
（3）安全性好，减少事故。油液在高温明火下会燃烧，一些摩擦副在干摩擦时会引起火花，这些在煤矿等特殊场合下可能会导致恶性事故的发生。而水是一种无毒和阻燃物质，还可以用来灭火和消除火灾危险，特别适用于在煤矿井下等对安全防火要求较高的场所。
（4）维护方便，容易保养。由于水本身就具有清洁功能，所以用水作为润滑介质的润滑系统维护保养起来非常方便，清洁、维护成本较低。
（5）降低摩擦因数，冷却效果良好。水的黏度很低，因此其摩擦因数也要比油润滑更小。另外由于水的比热和传导系数比石油基润滑油大，对于摩擦发热的冷却效果要比润滑油好。
3 煤矿机械中水润滑摩擦副材料的选择
3.1 煤矿机械中水润滑摩擦副材料的选材原则
如果要在煤矿机械中应用水润滑技术，摩擦副材料的选择是非常重要的，要确保其能够适应煤矿井下机械设备工作的环境以及水质特点，彻底解决其在实际使用过程中所必然要面对的腐蚀、泄漏、磨损等问题。因此，在选材的时候，要遵循如下几个方面的原则：①要具备耐水磨蚀的特性，同时具有优良的化学特性和耐电化学腐蚀特性；②要具备良好的机械性能，尤其是抗腐蚀疲劳性能以及抗冲击性能；③要具备良好的自润滑性能以及一定的硬度；④要具备良好的抗冲蚀性能以及抗气蚀磨损性能；⑤要求具备较好的成型性能，能够便于加工；⑥要求具备来源广泛，成本低廉的特性；⑦要求具备无毒害，并且对环境没有污染。
3.2 几类适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料
从当前关于水润滑技术的研究来看，有如下几类适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料可供选择：
（1）金属材料。从当前来看，适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料可供选择的金属材料主要有奥氏体不锈钢、铜镍合金、铅青铜、镍基合金（Monelk500）、铝合金、钛合金等。
（2）橡胶材料。橡胶材料的特点就是高弹性，而又要很好的磨粒嵌藏性和自润滑性能等特点，所以对于缓冲和防振的性能较为突出，对泥沙不敏感，在含泥沙的水中耐磨性明显优于其他材料，因此比较适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料。
（3）工程塑料。当前适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料有如下几种工程塑料可供选择，即，酚醛塑料、尼龙塑料、氟塑料（聚四氟乙烯）、UHMW-PE等；
（4）陶瓷材料。陶瓷本身就是一种比较好的摩擦材料，在汽车刹车等领域已经有了应用，其耐磨性很强，摩擦因素比较低，而且耐高温、导热性能良好，硬度高，对于杂质的适应能力非常强，而且成本低廉，当前可以用于水润滑环境的陶瓷有Si3C4、Al2O3及其复合材料、SiC、SiSiC等。
（5）表面工程材料。表面工程材料是一种在基体材料表面镀覆耐蚀耐磨材质形成表面层的方法，主要的镀覆方法包括了激光镀、化学镀、热喷以及气象沉淀等适用范围较广。
4 结束语
水润滑技术是一门重新崛起的新学科，是传统润滑技术的继承与发展，可以为国家建设可持续发展的资源节约型和环境友好型社会服务。在煤炭行业中，水润滑技术的应用前景很广。
参考文献
[1] 余江波.基于资源节约与环境友好的高性能水润滑轴承关键技术研究[D].重庆大学，2006.
[2] 肖科，王家序，张榆，等.纳米级氧化锌晶须对水润滑轴承材料的改性研究[J].润滑与密封，2004（2）：78-79.
[关键词]煤矿机械；润滑；水润滑技术
中图分类号：TD40文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0019-01
煤矿机械的润滑对发挥机器设备的工作效能、延长设备的使用寿命、避免发生某些设备事故和零件损坏，具有重要的意义。长久以来，煤矿的现场生产条件十分恶劣，发生在煤矿机械中的润滑油“跑、冒、滴、漏”现象在现阶段还是司空见惯的，不仅影响设备的正常运转和使用寿命，还造成工作环境以及地下水资源的污染，有时甚至还会引发火灾、爆炸等重大事故。
近年来，随着人们对生产安全的日益重视以及环保意识的增强，传统的油润滑技术面临着日益严峻的考验，欧洲和美国已经规定在矿井、高温明火环境以及在内陆流域行驶的船舶上，不允许使用石油基润滑油。相比之下对环境友好且具有良好生态效益的水润滑技术则引起了人们越来越多的关注。水是自然界中最为安全和环保的清洁能源之一，是最具有发展潜力的一种“绿色”润滑介质，用其取代石油基润滑油作为润滑介质，可以解决因石油基润滑油的使用和排放所带来的一系列环境和能源问题。
1 水润滑技术在煤矿机械润滑中的应用
煤矿的生产环境与普通的生产环境有着较大的差异，由于煤矿井下的生产过程中容易产生瓦斯，而且矿井的相对密闭性以及承压能力较弱的特点，导致煤矿井下一旦出现火灾，很有可能导致灾难性的事故出现。因此，对于煤矿机械的润滑介质本身就有要求其具备难燃性的特点。而水润滑技术采用的润滑介质是水，水不但难以燃烧，而且可以用来作为灭火的用途，这样就可以较好地满足这种需求，对于煤矿的安全生产也能够得到保证。
对于以前使用润滑油作为润滑剂的煤矿机械设备，不能够简单地用水来代替以前的石油基润滑油，而需要对相关的零部件都作出相应的改动之后才能够真正地应用水润滑技术，根据煤矿机械的特点对于水润滑介质存在的弊病进行克服，这种解决的策略要从材料选择以及结构设计2个方面来把握，尽可能地消除水润滑带来的水对于摩擦副润滑以及承载能力的负面影响。而在材料的选择方面，根据当前的技术研究的发展，可以选择在金属摩擦副表面覆盖陶瓷涂层来解决上述的问题。一般地，可以运用热喷涂层的方式在金属副表面覆盖陶瓷涂层，这样既能够保证基体材料本身不会发生性能的变化，同时又能够使得陶瓷涂层与金属基体的结合比较牢固。除此之外，还要通过盐浴的方式进行复合处理，以有效地提高金属的耐磨性能以及防腐性能。有條件的，还可以采用精细陶瓷、碳纤维材料等来替代传统的材料。
近年来，随着水润滑技术的不断发展，直接运用水润滑技术的煤矿生产设备也如雨后春笋般涌现，比如水压凿岩机、水压支架、水压锚杆钻机、水垫带式输送机，这些机械设备不仅将水作为动力介质，同时也将水作为了润滑介质。水润滑技术也使得这些水液压机械设备能够更为符合煤矿的生产条件，从而得到了广泛的运用。水润滑技术在这些设备中的使用，有效地避免了传统的润滑油润滑所带来的密封成本，从而降低了机械设备的生产成本，提高了这些机械设备的普及率。
2 水润滑技术的优势
由于纯水的理化特性和润滑油相比有较大差别，因此水润滑技术必然与传统油润滑技术有许多不同之处。与传统油润滑技术相比，水润滑技术的独特优点主要表现在以下5个方面。
（1）节省资源，降低成本。石油基润滑油的生产、运输、废液处理等需要很高费用，而水的来源广泛，价格低廉，不需要冶炼提纯、运输储存、废液回收，明显降低了生产成本和维护成本。
（2）环境友好，没有污染。润滑油对环境的污染非常严重，泄露的油液使空气中充满异味，工作环境和周边环境变得恶劣。用水作摩擦副润滑介质，工作场所清洁，基本不会对环境产生任何污染。
（3）安全性好，减少事故。油液在高温明火下会燃烧，一些摩擦副在干摩擦时会引起火花，这些在煤矿等特殊场合下可能会导致恶性事故的发生。而水是一种无毒和阻燃物质，还可以用来灭火和消除火灾危险，特别适用于在煤矿井下等对安全防火要求较高的场所。
（4）维护方便，容易保养。由于水本身就具有清洁功能，所以用水作为润滑介质的润滑系统维护保养起来非常方便，清洁、维护成本较低。
（5）降低摩擦因数，冷却效果良好。水的黏度很低，因此其摩擦因数也要比油润滑更小。另外由于水的比热和传导系数比石油基润滑油大，对于摩擦发热的冷却效果要比润滑油好。
3 煤矿机械中水润滑摩擦副材料的选择
3.1 煤矿机械中水润滑摩擦副材料的选材原则
如果要在煤矿机械中应用水润滑技术，摩擦副材料的选择是非常重要的，要确保其能够适应煤矿井下机械设备工作的环境以及水质特点，彻底解决其在实际使用过程中所必然要面对的腐蚀、泄漏、磨损等问题。因此，在选材的时候，要遵循如下几个方面的原则：①要具备耐水磨蚀的特性，同时具有优良的化学特性和耐电化学腐蚀特性；②要具备良好的机械性能，尤其是抗腐蚀疲劳性能以及抗冲击性能；③要具备良好的自润滑性能以及一定的硬度；④要具备良好的抗冲蚀性能以及抗气蚀磨损性能；⑤要求具备较好的成型性能，能够便于加工；⑥要求具备来源广泛，成本低廉的特性；⑦要求具备无毒害，并且对环境没有污染。
3.2 几类适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料
从当前关于水润滑技术的研究来看，有如下几类适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料可供选择：
（1）金属材料。从当前来看，适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料可供选择的金属材料主要有奥氏体不锈钢、铜镍合金、铅青铜、镍基合金（Monelk500）、铝合金、钛合金等。
（2）橡胶材料。橡胶材料的特点就是高弹性，而又要很好的磨粒嵌藏性和自润滑性能等特点，所以对于缓冲和防振的性能较为突出，对泥沙不敏感，在含泥沙的水中耐磨性明显优于其他材料，因此比较适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料。
（3）工程塑料。当前适用于煤矿机械中的水润滑摩擦副材料有如下几种工程塑料可供选择，即，酚醛塑料、尼龙塑料、氟塑料（聚四氟乙烯）、UHMW-PE等；
（4）陶瓷材料。陶瓷本身就是一种比较好的摩擦材料，在汽车刹车等领域已经有了应用，其耐磨性很强，摩擦因素比较低，而且耐高温、导热性能良好，硬度高，对于杂质的适应能力非常强，而且成本低廉，当前可以用于水润滑环境的陶瓷有Si3C4、Al2O3及其复合材料、SiC、SiSiC等。
（5）表面工程材料。表面工程材料是一种在基体材料表面镀覆耐蚀耐磨材质形成表面层的方法，主要的镀覆方法包括了激光镀、化学镀、热喷以及气象沉淀等适用范围较广。
4 结束语
水润滑技术是一门重新崛起的新学科，是传统润滑技术的继承与发展，可以为国家建设可持续发展的资源节约型和环境友好型社会服务。在煤炭行业中，水润滑技术的应用前景很广。
参考文献
[1] 余江波.基于资源节约与环境友好的高性能水润滑轴承关键技术研究[D].重庆大学，2006.
[2] 肖科，王家序，张榆，等.纳米级氧化锌晶须对水润滑轴承材料的改性研究[J].润滑与密封，2004（2）：78-79.