刮板機(jī)用耐磨板選材工藝技術(shù)的研究

張 鑫

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司機(jī)電廠， 山西 太原 030053）

引言

煤炭作為我國的重要能源，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于煤炭的需求量與日俱增，開采任務(wù)的日益繁重給機(jī)械設(shè)備帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，尤其是刮板輸送機(jī)的磨損消耗最為嚴(yán)重。刮板輸送機(jī)的中部槽是煤炭的主要承載部分，同時(shí)鏈條和刮板等設(shè)備自身結(jié)構(gòu)也需要在中部槽中滑行，這就加劇了刮板輸送機(jī)中部槽的磨損。研究刮板輸送機(jī)中部槽磨損的相關(guān)問題，提高中部槽的耐磨性，越來越多的引起了人們的關(guān)注，成為了當(dāng)前研究的重要問題。

1 刮板輸送機(jī)的組成和工作原理

刮板輸送機(jī)按照不同的分類方式可以分為多種類型，按照刮板機(jī)溜槽的結(jié)構(gòu)和布置方式劃分，可分為重疊式和并列式兩種，如果按照刮板機(jī)鏈條的數(shù)量和布置方式來劃分，則可以分為單鏈?zhǔn)?、雙邊鏈?zhǔn)?、雙中心鏈?zhǔn)胶腿準(zhǔn)降取?/p>

通常情況下，刮板輸送機(jī)主要由機(jī)頭部、中間部、機(jī)尾部和附屬裝置四部分組成，其中機(jī)頭部主要由機(jī)頭架、鏈輪組件、減速器、電動(dòng)機(jī)以及液力聯(lián)軸器等部件組成，中間部主要由刮板鏈、中部溜槽、連接溜槽、調(diào)節(jié)溜槽等部件組成，機(jī)尾部主要由機(jī)尾架、鏈輪組件、減速器、電動(dòng)機(jī)、液力聯(lián)軸器等部件組成，附屬裝置則主要由緊鏈裝置、推移裝置、防滑裝置、擋煤板和鏟煤板等部分組成。

刮板輸送機(jī)的工作原理是將繞過機(jī)頭鏈輪和機(jī)尾鏈輪的五級(jí)循環(huán)刮板鏈子作為牽引構(gòu)件，以敞開的溜槽作為承載構(gòu)件，同時(shí)以電動(dòng)機(jī)、經(jīng)液力聯(lián)軸器等構(gòu)件帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)刮板鏈子的不斷運(yùn)行，刮板鏈循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)帶動(dòng)貨載沿著溜槽從機(jī)尾處移動(dòng)到機(jī)頭處卸載，從而實(shí)現(xiàn)貨載的運(yùn)送[1]。

2 刮板輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

刮板輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都十分明顯，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，刮板輸送機(jī)自身結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度，能夠經(jīng)受住外界比較激烈的沖撞和砸壓等，充分適應(yīng)井下惡劣的開采生產(chǎn)環(huán)境；其次，刮板輸送機(jī)具有很強(qiáng)的運(yùn)輸能力，且運(yùn)輸能力不會(huì)因受載物的物理特性而受到影響；同時(shí)，刮板輸送機(jī)機(jī)身較矮，結(jié)構(gòu)緊湊靈活，裝載十分方便，機(jī)身長度可以彎曲和調(diào)節(jié)，能夠充分適應(yīng)開采工作面底板不平和彎曲推移的需求，抗彎能力很強(qiáng)；此外，刮板輸送機(jī)的機(jī)殼密閉性很強(qiáng)，能夠?qū)⑹茌d物與外界環(huán)境進(jìn)行充分隔離，避免互相污染。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，刮板輸送機(jī)的能耗很高，運(yùn)行阻力很大，惡劣的工作環(huán)境導(dǎo)致設(shè)備磨損很大，且空載功率消耗很大；其次，刮板輸送機(jī)的長距離輸送能力較差，使用范圍受到了一定限制；同時(shí)，刮板輸送機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)工作比較復(fù)雜，如果出現(xiàn)問題容易發(fā)生跳鏈、掉鏈、斷鏈等故障，影響正常生產(chǎn)運(yùn)行。

3 刮板輸送機(jī)中部槽磨損失效分析

3.1 推移耳失效

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于自身使用操作不當(dāng)或設(shè)備自身質(zhì)量問題等因素，都可能會(huì)導(dǎo)致中部槽的推移耳發(fā)生故障，出現(xiàn)變形或斷裂的情況，進(jìn)而引起中部槽的故障和失效，但是這屬于偶然事件，并不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，而且完全可以避免[2]。

3.2 中部槽中底板磨損

在刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中，會(huì)存在受載物被擠壓在刮板鏈條之下的情況，尤其是那些硬度較高的物質(zhì)，比如矸石、低質(zhì)量煤等，如果不對(duì)其進(jìn)行及時(shí)清理，將會(huì)隨著刮板輸送機(jī)的運(yùn)行對(duì)中板進(jìn)行連續(xù)的磨損，且受到中部槽自身結(jié)構(gòu)的影響，加劇中部槽中底板距離兩端150 mm范圍內(nèi)的磨損，以鏈道處最為嚴(yán)重，卸載高度不足或者受載物黏性過大等，也會(huì)造成刮板機(jī)回頭煤運(yùn)送量多，增加運(yùn)行阻力，加劇磨損。

3.3 中部槽槽幫磨損

煤或矸石彼此之間的相互擠壓，會(huì)造成刮板兩端與槽幫M槽型之間的連續(xù)磨損，而且為了滿足實(shí)際運(yùn)行需求，中部槽往往需要水平彎曲，刮板鏈則需要保證平直的運(yùn)行，彼此之間形成角度，加劇了槽幫兩端的磨損，尤其是槽幫距離兩端150 mm的范圍。

4 刮板輸送機(jī)中部槽耐磨材料的要求

刮板輸送機(jī)中部槽耐磨材料的選擇，應(yīng)滿足以下幾方面的要求：首先，材料應(yīng)具備足夠的硬度，在實(shí)際生產(chǎn)中，具有較高的硬度就相當(dāng)于具有較高的耐磨性能；其次，材料應(yīng)具有良好的延展率，由于中部槽是一個(gè)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，要求對(duì)材料進(jìn)行一定的加工才可以使用，需要材料容易成型，方可滿足需求；再次，材料應(yīng)具備良好的板料平整性，也可以稱為平面度，盡量避免因表面粗糙而帶來的磨損；此外，材料還應(yīng)具備良好的機(jī)械加工性能，在復(fù)雜的機(jī)械加工過程中材料應(yīng)當(dāng)保證其原有的特性不受影響。通常情況下，材料的耐磨性與其他指標(biāo)之間是相互矛盾的，需要對(duì)材料的性能進(jìn)行綜合分析和考慮，選擇最恰當(dāng)?shù)牟牧弦詽M足實(shí)際需求[3]。

5 提高刮板輸送機(jī)中部槽耐磨性的技術(shù)措施

5.1 采用堆焊焊條在槽幫內(nèi)腔進(jìn)行耐磨層堆焊

進(jìn)行耐磨層堆焊可以有效增加槽幫內(nèi)腔的厚度，在一定程度上減小槽幫磨損，在槽幫鑄造過程中通過進(jìn)行耐磨槽的預(yù)留，并用堆焊的方式將其填充滿，可以有效減小設(shè)備運(yùn)行阻力，保證刮板鏈和貨載的運(yùn)行空間，堆焊應(yīng)盡量避免分散焊縫的出現(xiàn)，并保證焊縫的長度、間距、順序等指標(biāo)滿足要求，盡量減小焊接變形和焊接應(yīng)力，對(duì)于焊接工藝水平的要求很高。

5.2 適當(dāng)調(diào)整槽幫鑄造材料的成分比例

槽幫材料是以碳、錳、硅三種元素組成的合金鋼為主，三種元素的比例不同，所生產(chǎn)的材料性能也就不同，通常耐磨性能不足，通過對(duì)三種元素的比例進(jìn)行調(diào)整，并適當(dāng)融入銅、鉻合金元素和稀土合金，優(yōu)化熱處理工藝，可以充分降低槽幫磨損，提高耐磨性[4]。

5.3 應(yīng)用中部槽等離子熔覆涂層技術(shù)

在中部槽利用等離子熔覆涂層技術(shù)，將柔性高溫等離子束流作為熱源，并將陶瓷粉末或者合金粉末與基體表面進(jìn)行迅速加熱，使之一同熔化、混合并擴(kuò)散，冷卻后可形成一層質(zhì)地均勻、結(jié)合緊密牢固的特殊保護(hù)層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中部槽的保護(hù)，提高表面強(qiáng)度。

5.4 利用鑲嵌復(fù)合中板

中部槽中板的磨損通常是不均勻的，以鏈道位置磨損最為嚴(yán)重，將磨損嚴(yán)重的位置替換為復(fù)合中板，可以緩解磨損，節(jié)約成本，鑲嵌復(fù)合中板主要由基層中板和復(fù)合中板兩部分組成，基層中板利用NM360板，復(fù)合中板既可以采用BTW板，也可以采用單獨(dú)進(jìn)行鑄造，要注意使復(fù)合中板高于基層中板1～2 mm，可有效降低磨損。

6 結(jié)語

研究刮板輸送機(jī)耐磨的相關(guān)問題，提高設(shè)備工藝技術(shù)，可以充分提高刮板輸送機(jī)的耐磨性，保障設(shè)備的正常運(yùn)行和礦產(chǎn)的安全開采。