还需要进一步改善其表面的耐磨性

2019-04-26 06:43

矿山机械当中的各种设备包括:采煤机和掘进机上的截齿、齿座、截盘、滚筒,绞车、运输机、采煤机上的齿轮,刮板运输机的中部槽、刮板、链条、链轮,煤车轴、皮带托辊,提升钢丝绳,液压支架的阀门、缸体和柱塞,煤水泵、泥浆泵及其输送管道,选煤厂的破碎机、溜煤槽、斗子链板、筛子板、挖掘机斗齿、装岩机溜槽以及钢轨、钎钢,这些设备磨耗失效的速度和范围是十分惊人的。据相关调查统计报告显示,当前全国煤矿系统因煤矿机械磨损失效问题而导致的经济损失每年高达800亿元以上,因此对其磨损失效问题及对策的研究有重要理论意义和现实意义[1]。

露天开采机械的磨损形式主要是磨粒磨损,那么其主要的解决对策是提高机械设备材料的硬度来缓解其磨损。相关实验研究表明[5],当金属材料的硬度是与其发生摩擦的磨粒硬度的1.3倍以上时,金属材料的耐磨性能性是比较好的,其使用的寿命也比较长。邵荷生教授研究了煤做为磨料的磨损性能与材料硬度的关系。在机械设计阶段,就需要考虑好金属材料的选择问题。还需要考虑到金属材料的工作环境所造成的腐蚀磨损。另外对于大磨粒凿削状态下的磨损,还需要进一步改善其表面的耐磨性。冯仕炎等人就采用最新的激光熔覆技术来改善金属材料表面的耐磨性,其对45钢材料的表面使用激光熔覆了ni60+15%wc的合金粉末,其表面的硬度和耐磨性得到大大提高,基本上能满足当前的需要。

采煤机与掘进机是开采中的主要设备,其截齿是割煤的主要部件。截齿与煤层直接接触发生相应的摩擦实现其割煤的主要工作,从磨损形式上来看,其主要属于摩擦磨损。当煤层中存在着很硬的矿物时,这种磨损就会加剧,从而还会产生800℃的高温。在这样的状态下截齿的磨损情况是非常严重的,有时甚至于会直接发生断裂情况。采煤机与掘进机当中的滚筒磨损也是非常严重的,煤块切割下来后需要沿着螺旋滚筒进行轴向移动,在这个过程中的摩擦非常大,其螺旋叶片可以从最新的25mm磨损到1~2mm。另外滚筒的端盘齿座与换刀孔的磨损也是非常容易被磨损的部位,每年因其磨损造成的经济损失非常之大。

磨粒磨损的定义为硬质颗粒与物体表面进行摩擦从而导致在摩擦过程中硬质颗粒的突出物对对方物体表面进行了表面划伤而导致的表层材料脱落的现象。在露天开采过程中,机械设备的上空弥漫着大量的煤粉磨料颗粒,在其杂乱无章的运动过程中就会形成磨粒磨损。磨粒磨损的因素较多,包括磨料的大小、形状和硬度[2],包括机械设备材料的表面硬度等因素。煤炭开采出来后不仅仅是具有碳元素,还有很多的硬物杂质,其综合的硬度很好。一般都需要先计算煤矿煤层的硬度,再去购买相匹配硬度的煤矿机械设备。对于煤层硬度大于4的煤层颗粒的硬度更高,其对割煤机的磨粒磨损情况就非常严重了。