煤矿用截齿失效研究现状及发展趋势
采煤机截齿分析与优化
采煤机截齿分析与优化采煤机截齿是煤矿生产中非常重要的零部件,其设计和优化对于提高采煤效率、降低生产成本具有重要意义。
本文将对采煤机截齿进行分析与优化,探讨如何提高其使用寿命和工作效率。
一、采煤机截齿的作用采煤机截齿是采煤机上的关键部件,其作用是在采煤机工作时破碎和剥离煤矸,将煤矿采取,是煤矿开采过程中不可或缺的工具。
采煤机截齿通常由合金和硬质合金制成,具有硬度高、耐磨性好、抗拉强度大的特点,能够适应煤矿中复杂的工况和恶劣的环境。
二、采煤机截齿的现状分析目前,采煤机截齿在工作中普遍存在磨损快、寿命短、效率低等问题。
主要原因是煤炭的硬度高,煤岩中夹杂的石头和砂石颗粒对截齿的磨损非常严重,导致截齿很快失效。
采矿工作环境复杂,温度高、湿度大、粉尘多,也会对截齿的使用寿命造成影响。
三、采煤机截齿的优化方向为了解决采煤机截齿存在的问题,需要进行优化设计和改进。
下面列举了一些采煤机截齿优化的方向:1.材料选择:选择耐磨性好、抗拉强度大的合金材料或者硬质合金材料来制作截齿,提高截齿的硬度和耐磨性,延长其使用寿命。
2.结构设计:优化截齿的结构设计,增加其强度和稳定性,使其能更好地适应煤矿中的工作环境,减少磨损和断裂的风险。
3.表面处理:对截齿表面进行特殊处理,如喷涂耐磨层、硬化处理等,提高其表面硬度和耐磨性,延长使用寿命。
4.工艺优化:优化截齿的生产工艺,提高生产精度和质量控制水平,确保每个截齿都具有一致的性能和质量。
5.配套优化:优化截齿和采煤机的配套设计,提高二者之间的匹配度,减少截齿在工作中的受力和磨损,提高工作效率。
四、采煤机截齿优化的意义通过对采煤机截齿进行优化,可以达到以下几个方面的意义:1.提高采煤效率:优化后的截齿具有更好的破碎和剥离性能,能够更快、更有效地采煤,提高采煤效率。
2.减少生产成本:优化后的截齿具有更长的使用寿命,减少更换和维护成本,降低生产成本。
3.保障安全生产:优化后的截齿具有更好的稳定性和可靠性,减少断裂和故障的风险,保障采矿的安全生产。
采煤机和掘进机截齿的失效分析及对策
采煤机和掘进机截齿的失效分析及对策1、截齿的失效分析截齿在截割煤岩时承受高的压应力、剪切应力和冲击负荷,煤的硬度虽不很高,但其中经常会遇到煤矸石等硬的矿料,并且在采煤和凿岩过程中,截齿还有升温问题,导致齿顶材质软化,加速了截齿的失效过程。
1.1刀头脱落当截齿磨损到一定程度后,其齿尖的硬质合金(刀形齿为合金片,镐形齿为合金头)将脱落。
刀头脱落的原因主要有2个方面:(1)钎焊质量问题,如焊接处存在夹砂、微裂纹以及虚焊等缺陷;(2)截齿在截到煤岩时承受的强大冲击负荷,致使缺陷产生应力集中,反复的冲击,必然导致合金刀头的松动,直致脱落。
脱落硬质合金刀头的截齿已经完全失效。
1.2刀头碎裂(崩刃)截齿截割煤岩时在冲击载荷的作用下,刀头处于高压应力状态。
若遇到煤岩中坚硬的矿料,在齿刃与煤岩接触不良处承受高的剪应力,处于拉应力状态,当拉应力超过合金的强度极限时即发生碎裂,对于刀形齿来说表现为合金片的断裂,而镐形齿为镶嵌刀尖的折断。
合金刀头碎裂一崩刃后,截齿缺乏锐利的合金齿尖,使截割阻力剧增,直接影响生产效率的提高,且加剧了截齿的磨损。
1.3截齿的磨损(1)磨粒磨损截齿在工作过程中,磨粒(煤矸石等)与截齿表面间产生较大的压应力,带有锐利棱角并具有合适的迎角的磨粒能切削截齿表面形成显微切削;如果磨粒不够尖锐或刺入截齿表面角度不适当,则在截齿表面挤出犁沟,随着截齿工作时间的延长,磨粒反复对截齿表面推挤,产生严重的塑性变形流动,使得表面下层塑性发生相互作用,导致塑变区内位错密度增加,变形材料表面产生裂纹,裂纹扩展,截齿表面形成薄片状磨屑。
而且煤层中存在腐蚀性介质与截齿表面发生化学反应而造成表面材料腐蚀,机械性能下降,并使表层金属与基体材料结合力降低,加快了截齿材料表层的磨损。
(2)热疲劳磨损截齿在截割煤岩时,承受高的间歇式的冲击载荷,为了分析其对截齿表层的破坏,可将冲击载荷分解成法向力和切向力。
法向力和切向力通过接触点作用传递到截齿次表层,在这些力的作用下,截齿表面上较硬的微凸点将变形,反复挤压导致附近软表面产生塑性流动并在截齿亚表面层形成积累。
采煤机截齿失效研究与实践
滚 筒采 煤 机是 目前 国 内 外煤 矿 井 下 广 泛 使 用 的 采 煤 机 械 之 一 , 齿 是 截 割 煤 岩 的关 键 性 零 件 , 煤 截 采
机 工 作 机 构 实 际 所 耗 用 的功 率 大 部 分 由 它 消 耗 。在
并 存 在 着 焊 缝 裂 纹 等 缺 陷 ; 加 热 时 间 及 温 度 控 制 ② 不 当 ; 截 齿 基 体 和 硬 质 合 金 的 热 膨 胀 系 数 相 差 较 ③
截 齿 在 滚 筒 上 的 排 列 与 配 置 不 能 随 意 , 与 煤 要 层 特 征 和 采 煤 机 技 术 参 数 严 格 一 致 。许 多煤 矿 由 于 截齿 排 列 不 当 , 截 齿 严 重 失 效 . 耗 极 高 。 使 齿 ( ) 人 操 作 4工
工 人 操 作 不 当 也是 造 成 截 齿 失 效 的主 要 原 因之
维普资讯
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劈 问题 探讨 嗣
文 章 编 号 :0 30 9 (0 2 0 .0 20 10 .74 20 )90 3.2
采 煤 机 截 齿 失 效 研 究 与 实 践
康晓 敏 ,张 平 ,李贵 轩
( 宁 工 程 技 术 大 学 , 辽 宁 阜 新 13 0 ) 辽 20 0
而成 。截 齿在 截 割 煤 岩 时 承 受 高 的 压 应 力 、 应 力 剪 和 冲 击 负 荷 , 常 会 遇 到 煤 矸 石 等 硬 的 矿 料 , 且在 经 并 采煤 过 程 中 截 齿 还 有 升 温 问 题 , 此 截 齿 工 作 的 工 因 况条件复杂多变 。
主要 原 因 。
磨料磨损的主要 原 因。 由于井 下环 境介 质 的腐蚀 ,
采煤用wc -Co硬质合金截齿的失效分析
采煤用wc -Co硬质合金截齿的失效分析摘要:对神华神东煤炭有限公司煤田采煤用硬质合金截齿进行了失效分析,认为该煤田截煤齿的主要失效形式为碎裂、磨损和断裂三种,引起截煤齿失效的主要原因为合金的抗弯强度不够、合金耐磨性较差以及抗疲劳性较差,分析认为可通过提高原料纯度、改变合金成分、优化成型烧结工艺、控制合金晶粒度以及对合金进行热处理等工艺手段提高增强截煤齿的性能,提高使用寿命。
关键词:硬质合金截煤齿失效分析采煤用WC-Co硬质合金截齿由经淬火、回火处理的低合金结构钢刀体上镶嵌、钎焊WC-Co硬质合金刀头组成,是采煤掘进机械中的易损件。
截齿性能的好坏,对采煤生产能力的大小、功率的消耗等均有直接影响,从而直接影响掘进机的掘进性能和掘进成本,是决定掘进机经济截割的重要因素[1-3]。
文章对内蒙古神华神东煤炭有限公司煤田采煤用截齿的失效进行了分析,截齿在截割煤层时,截齿以回转方式推进切割,承受高的周期性压应力、剪切弯曲应力、周期性或突发性冲击载荷等[1,4,5];另外,由于截齿与煤岩剧烈摩擦而产生的摩擦热使齿头表面产生600~800℃的高温,使截齿还承受着较大的热应力作用,同时磨损过程中可能还会伴随有接触性疲劳甚至断裂等多种力学行为[2]。
在如此复杂的工况条件下工作,截齿很容易发生失效,为有效提高截齿使用寿命,降低采煤成本,首先必须找出截齿失效的主要形式和原因,因此对截齿进行失效分析是相当重要的。
1失效形式采煤用截齿在切割煤层时承受高的周期性压应力、剪切弯曲应力、周期性或突发性冲击载荷以及热应力、磨损等作用,虽然煤的硬度不高,但经常会遇到石英、煤矸石等较硬的矿石,截齿在使用过程中发生失效,其主要失效形式有合金碎裂、磨损和断裂。
2 失效分析对公司煤田采煤用截齿失效后的齿头进行观察分析,齿头硬质合金牌号为YG9C、YG11C和YG13C矿用硬质合金2.1合金齿的碎裂合金齿头在煤层中掘进时,在冲击载荷作用下,表面处于高压应力状态,并且合金齿与煤层并不能完全良好的接触,若遇到煤层中坚硬的矿石,接触不良区域还会增加,在强大的推进力作用下,合金齿刃与煤层接触处承受高的剪切应力和压应力,合金齿头部将承受很高的拉应力,上述应力在交变载荷的作用下极易产生冲击疲劳,疲劳裂纹进一步发展导致大块的掉块,当应力作用超过合金的抗弯强度极限时将发生碎裂现象。
煤矿镐型截齿的损坏形式与解决方案
煤矿镐型截齿的损坏形式与解决方案镐形截齿是采煤机、掘进机的主要配件之一,在采煤及巷道掘进的过程中因为损耗严重,也被称为煤矿“易损件〞。
其性能好坏直接影响采煤机、掘进机生产能力的发挥,及其他相关零部件的使用寿命。
既然是煤矿易损件,那么镐形截齿的破坏和消耗量必然是巨大的。
在什么情况下,因为什么原因,镐形截齿会受到损耗呢.其损坏形式又有哪些呢.下面XX艾德为您具体介绍!1、截齿磨损镐形截齿随着截割时间的增加和煤岩的摩擦 ,导致齿尖变钝 ,出现磨损。
磨损后的截齿 ,切削局部的面积增大,使截割阻力增加 ,截齿强度降低 ,影响截齿质量。
怎么解决磨损的问题呢.对于镐形截齿 ,如果设计、制造和安装合理 ,可实现自磨刃性 ,就能够保持齿尖的锐利。
这时截齿出现的磨损为均匀磨损 ,截齿使用寿命就会很长。
2、合金头脱落当截齿磨损到一定程度后 ,其齿尖的硬质合金头将脱落。
合金脱落后 ,截齿利用齿身截割 ,阻力大 ,磨损严重 ,加速截齿的破坏。
如果要保证合金头在作业过程中不脱落,一方面要解决合金头材质的问题。
选择价格更高、材质更好的硬质合金,有利于合金头寿命的延长。
另一方面,通过在齿头部位堆焊耐磨层的方式,来增大合金头的支撑力,防止合金头脱落。
3、齿体弯曲与折断由于截齿的构造尺寸、刚度、布置方式等方面的原因 ,当截齿承受很大的外力时,截齿齿体出现弯曲、甚至折断的情况。
解决这个问题,需采用更好质量的截齿齿体材质,如42CrMo。
同时优化热处理工艺、保证截齿锻件的质量,以防止齿体的弯曲和折断。
4、截齿丧失在实际使用过程中 ,截齿的丧失现象也是普遍存在的问题。
截齿丧失的主要原因在于 :截齿固定不可靠或固定装置磨损等等。
这个问题很好解决,只要加强截齿的固定装置,同时操作人员多多细心观察,就能减少截齿丧失的问题发生。
通过上面的介绍,相信大家对截齿有了一定的了解,希望以上的介绍能对您有所帮助!。
采煤机滚筒截齿失效工况的影响分析
缺失 ,对采煤机的工作状态造成影响 ,降低采煤机的 均的情况 。采煤机在工 作过程中 ,截齿与煤岩产生不
使用寿命 。随着煤矿井下机械化程度 的发展及复杂的 同程度的碰撞 ,煤岩 中又 可能 会含有坚硬的矿物 质。
煤层 条件 ,采煤机滚 筒截齿失效的情况越来越多 ,对 这些情况 的综合作用 ,会使截齿局部承受 的应 力远远
V 巧
承受能 力就会发生磨 损 ;二是煤体表面不光滑且存在
大量 的尺寸不同的磨粒 ,割煤作业时 ,截齿与媒体接
触摩擦系数较大 ,产生较大的摩擦 力且 产生大量的热 ,
长时 间作用使截齿磨 损 ;三是煤体中含 有多种腐蚀 }生
(1)
J
物质 ,长期接触使截齿与这些腐蚀性物 质发生化学作
端盘的倾角 ,单位为 (。 );b表示滚筒 的叶片厚度 ,
单位为 m ;Dw表示滚筒叶片的外圆直径 ,单位为 rn。
初算叶片导程 S·为 :
S : T【Dwtantt (5)
S·可 能 是任 意 值。选 择 与 sI相 近 的 S值 之 后 ,
Байду номын сангаас
再按 照式 (6)确定实际 0【值 。
a=arctan(S/rrD ) (6) 根据式 (4)至式 (6)可以算出叶片升角最佳值 ,
磨损失 效 割煤 作业 过程 中,滚 筒截齿 必然 与煤 岩碰 击和 摩擦 ,因此 ,截 齿失效主要有三个方面 ,一是煤 岩中
造成齿身弯曲与折断的情况 ;二是采煤机作业过程中 , , , ● \
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碰到坚硬的矿 物质 ,截齿收到瞬 间冲击而发生折断 。
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滚 筒 特 性 参 数 分 析
截齿的发展现状
截齿的发展现状
截齿是一种迅速发展的技术,其应用范围正不断扩大。
截齿技术通过利用计算机辅助设计和三维打印等先进工艺,可以快速制造出复杂的零件和产品。
目前,截齿已经在许多领域得到应用。
在汽车工业中,截齿技术可以用于制造高精度的齿轮和传动系统。
通过截齿,可以提高齿轮的精度和强度,降低噪音和摩擦。
同时,截齿还可以降低生产成本,提高生产效率。
在航空航天领域,截齿技术可以制造出轻质、高强度的零件。
例如,截齿可以用于制造飞机发动机的叶片和涡轮。
通过截齿,可以减少零件的重量,提高发动机的性能。
在医疗领域,截齿技术可以用于制造人工关节和牙科种植体等医疗器械。
由于截齿技术可以加工出复杂的形状和精确的尺寸,因此可以提供个性化的解决方案,符合患者的需求。
此外,截齿技术还广泛应用于通信设备、电子产品、机械配件等领域。
随着截齿技术的不断发展和成熟,相信它将在更多领域得到应用,并为各行各业带来更多创新和发展机遇。
国内矿用镐形截齿的研究现状及趋势李建楠
煤矿机械Coal Mine MachineryVol.34No.01Jan.2013第34卷第01期2013年01月行问卷调查,以了解技术应用情况和亟待解决的问题,并可发挥优势资源力量攻关技术难题,并有针对性地解决存在的问题。
问卷调查内容可包括:煤矿现有设备选型及技术性能指标,设备故障的主要原因、现有防范措施及存在的问题,需待改进的方面,新设备和政策标准的需求及项目合作需求信息、相关的借鉴经验或建议等;(11)优势产业及人才资源的整合,应推行“政府引导、校企联研、专家合作、严格评审、技术推广、企企借鉴”的模式,实现有针对性的研究、推动科研成果的快速转化;(12)科研成果的鉴定和审查需结合现场应用效果做长期实效的追踪审查和监督,应制定有时间效应的长期实效审查监督机制。
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掘进机截齿失效形式与对策分析
座配合是否恰 当、 间隙大 小、 合金与齿体焊接质量等方面 , 都要注 意保证截 齿 的 制 造质 量 。合 理 选 择 截 齿 的尺 寸 公 差 的精 度 , 使 固定 件 物 理 机 械 性 能 满足要求, 截 齿才 能固定, 防止丢齿 。 2 . 5 合理 地 选 择 材 料 及 热 处 理 工 艺 种截 齿在 特 殊 设计 的碳 化 钨 表 面 镶 多 晶金 钢 石 , 寿 命 比普 通 碳 化钨 截 齿 有 明 显提 高 。 由 于截 齿 在 截 割 煤 岩 时 承 受 高 压 应 力 、 剪 切 应 力 和冲 击 负荷 , 因此, 在保 证截齿表 面足够 的耐磨性 的同时 , 要 注 意 截 齿 材 料 的 韧
量 出现问题 , 如果焊接 处有杂质就 会使得焊接 不够牢 固; 截 齿在受 到高强
度 负荷 的 时候 就会 产 生应 力 的冲 击 , 长 此 以 往 就 会 使 得 合 金 头 脱 落 。 当 合 金 头 脱 落 后 , 如果 没 有 及 时地 发 现 就会 出 现 直 接 用 截 齿 齿 身 来 进 行 截 割 , 这样 一来就会产生很大 的摩擦 阻力, 对于齿 身的磨损程度 也很大 , 也 会 加 速 截 齿 的失 效 。 1 - 3 刀头 碎 裂 刀 头在 工 作 的过 程 中 直 接接 触 煤 岩 , 而且 , 经 常处 于 高压 状 态 。 在 较 高 的负 荷 下就 会 提 高应 压力 , 如 果 遇 到较 为 坚 硬 的 矿 料 时 就 会 出现 承 受 力 不
根据 上述分析 的截 齿失效形式 , 我 们可 以采取相应 的解决方法 , 尽 可
能 的 减少 齿 轮 的失 效 , 提高掘进机工作效率 。 2 . 1 正确 地选 用 截 齿 的 类 型 镐 形 齿 适 用 于 层 理 、 节 理 发 达 或 含 夹 石 的 脆性煤岩 , 而 刀 形 齿 适 用 于 截 割 坚 韧 以及 层 理 和 节 理 不 发 达 的煤 岩 。 2 . 2 改 进 截 齿 齿 体 与 齿 头 的 复 合 形 式 传 统 的截 齿 采 用 钎 焊 工 艺 , 存在 齿体 与齿头 的硬度梯度较大( HR C 3 0 ~ 7 0 ) 和钎焊焊缝强度低等缺陷。 采用镶 铸工 艺, 刀头 硬质合金与截 齿体产生熔合层 , 解决 了硬质合 金与截齿体 间 的联 接 问题 , 大 大 提 高 了固 接 强 度 , 而 且铸 钢 往 往 具 有 二 次 硬 化 效 应 , 在保 持齿头高硬度的同时, 基 体 具 有 较 高 冲 击韧 性 , 能够 满 足 整 体 性 能 要 求 。
煤矿截齿,截齿磨损及对策分析报告
煤矿截齿,截齿磨损及对策分析报告山西宏盛能源开发投资集团有限公司高飞,景云煤矿截齿是采煤机破碎岩石和煤层的重要部件,也是我公司机械中的易损件之一,公司煤矿综采队反应说截齿性能的好坏对采煤生产能力的发挥、采煤机功率的消耗、工作平稳性和其它零件的使用寿命有很大的影响,要求使用性能更好的采煤截齿;然而市场上国产截齿质量与进口截齿相比还有较大差距,进口截齿虽然性能好但是价格过高又提高了煤矿业生产成本。
经过对采煤机作业中煤矿截齿的损坏情况进行分析,我们总结出来了2点可以降低采煤用截齿消耗量,提高劳动生产率,减轻井下工人的劳动强度等都有很大帮助的应对措施。
1、煤矿截齿刀头、齿体的磨损:煤矿截齿在工作过程中煤砰石等较硬的岩石与刀头、截齿体摩擦,各种形状的岩石与硬质合金刀头撞击;岩石刺入截齿表面则在截齿表面挤出犁沟,随着截齿工作时间的延长,如果长时间的单面磨损,就很容易使截齿体表面产生裂纹,裂纹扩展导致变形材料形成截齿合金刀头的脱落。
而且煤层中还存在腐蚀性介质与截齿表面发生化学反应,而造成表层材料腐蚀,机械性能下降,并使表层金属与基体材料结合力降低,加快了煤矿截齿材料表层的磨损。
同时截齿在切煤岩时,由于磨损热使刀头磨损表面产生600一800℃的高温,而截齿切削煤岩是周期性的,当刀头接触煤岩时升温,离开煤岩时降温,使截齿齿顶产生高温回火,截齿表面的性能发生变化,硬度下降50%,加速了截齿的磨损。
煤矿截齿刀头、齿体的磨损应对措施就截齿磨损现象,我发现各矿使用截齿的失效各不相同,软质煤或夹砰少的各矿,截齿失效以多次磨损为主,硬质煤或夹砰多的各矿多以合金头崩碎、丢失和刀杆折断为主。
在复杂的工况的条件下,高硬度不一定对应高的耐磨性,公司矿山机械也用过等离子熔覆的截齿,但效果并不是很理想。
针对截齿刀头、齿体的磨损我们采用过很多的方法,刚开始使用进口耐磨截齿,进口截齿在性能方面确实领先国产产品,基层单位反映良好,但是高价格始终是一个负担,在多方调研后我们公司决定使用耐磨堆焊煤矿截齿。
采煤机截齿分析与优化
采煤机截齿分析与优化
采煤机是煤炭开采中的重要设备,而截齿作为采煤机的关键零部件,直接影响着采煤效率和生产成本。
对采煤机截齿进行分析与优化具有重要的意义。
本文将从采煤机截齿的结构特点、磨损形式和优化方案等方面进行分析与探讨。
一、采煤机截齿的结构特点
采煤机截齿是一种特殊结构的刀片,一般由硬质合金材料制成,具有较高的硬度和耐磨性。
截齿的结构一般包括刀身和刀片两部分,刀片通常由硬质合金焊接在刀身上,形成一个整体的截齿结构。
截齿根部通常通过螺栓或焊接固定在采煤机的截齿座上,以确保截齿在工作时的稳固性和可靠性。
二、采煤机截齿的磨损形式
采煤机截齿在采煤作业中会受到严重的磨损,主要表现在以下几个方面:
1. 刀片磨损:由于采煤机在煤层中不断进退和旋转运动,导致截齿刀片与煤岩之间发生剧烈的摩擦和碰撞,从而导致刀片表面的磨损。
长时间的磨损会导致刀片的失效,影响采煤效率。
2. 刀身变形:在采煤机作业过程中,由于刀片受到巨大的冲击载荷,刀身很容易发生塑性变形,进而影响采煤机的稳定性和工作效率。
三、采煤机截齿的优化方案
针对采煤机截齿存在的问题,可以从以下几个方面进行优化:
1. 材料优化:选择高强度、耐磨性好的硬质合金材料,并对其进行适当的热处理,以提高截齿的硬度和耐磨性。
2. 结构优化:采用更加合理的截齿结构设计,增加刀片的焊接面积,提高刀片与刀身的连接强度,以减少截齿的断裂。
3. 表面涂层优化:对截齿表面进行涂层处理,以提高截齿的抗磨性和耐腐蚀性,延长其使用寿命。
4. 制造工艺优化:采用先进的制造工艺,提高截齿的加工精度和表面光洁度,以提高截齿的使用性能。
截齿竞争激烈,高质量采煤机截齿成未来主流
截齿竞争激烈,高质量采煤机截齿成未来主流
随着我国经济持续高速增长,包括煤炭在内的能源需求增长明显加快,采煤机截齿产品呈现出供不需求的局面,生产厂家也越来越多,国家对煤炭行业的发展也是比较关注的,现在的煤炭开采及配件企业都得到政府的大力支持。
1、生产工艺标准完善:发展截齿的种类很多,一般结构是在经淬火、回火处理的低合金结构钢刀体上镶嵌硬质合金刀头。
截齿的生产过程是按照截割煤岩时对截齿的性能要求而制定的,所以有必要了解截齿在采煤工作中的受力、失效形式和原因以及优质截齿的综合性能标准,同时还应熟知截齿的材质、生产设备与工
艺。
2、矿用截齿是采煤及巷道掘进机械中的易损件之一:它是落煤及碎煤的主要工具,它的性能好坏直接影响采煤机械生产能力的发挥、功率的消耗、工作平稳性和其他相关零部件的使用寿命。
截齿在工作时承受高的周期性压应力、切应力、冲击负荷。
煤的硬度虽然不是很高,但其中经常会遇到煤矸石等硬的矿料,切割煤岩过程中由于摩擦、冲击还会造成截齿温度升高,在此复杂工况条件下工作的截齿,就要求其刀体既要耐磨又应具有较好的耐冲击性。
3、矿用截齿是开采业的常见部件之一:由于其工作条件的因素,也是矿山机械更换最频繁的机械部件之一。
目前我国煤炭生产主要采用采煤机,刨煤机,掘进机等进行开采。
在煤炭生产的过程中,大量的煤矿用截齿消耗不仅增加吨煤成本、影响煤碳生产的经济效益,而且还会因为更换截齿的时间增加而降低生产效率。
上面就是山东艾德给大家带来的关于截齿的相关内容,希望对大家有所帮助!。
采煤用WC-Co硬质合金截齿的失效分析
寿命, 低采煤成本, 降 首先 必须 找 出截 齿失 为 3 0 ~5 0 M P , 硬 质合 金 力学 性 能 使用 过 程 中应 加 大 冷 却 齿头 力 度 , 2 0 0 O a 从 尽量 减 小 效 的主 要 形 式 和原 因 , 因此 对 截 齿进 行 失效 上分 析 认 为 , 金 齿头 发 生碎 裂现 象 主 要 是 合金 齿的 冷 热 循环 , 长合 金 齿 使用 寿 命。 延 合 分 析是 相 当重 要 的。 因为 合 金 的抗 弯 强度 值不 够 高而 导 致 的 , 31 提 高合 金 齿 强 度、 另 . 韧性
齿 与 煤 岩 剧 烈摩 擦而 产生 的摩 擦 热 使 齿头
当热 应 力接 近 硬 质合 金抗 弯 强度 值 时, 在该 突 发性 冲 击 载 荷 以 及合 金 齿 与煤 层 剧 烈 摩
表 面产 生6 0 0 ℃的 高温 , 截 齿还 承受 应 力的 循 环 作用下 , 导 致合 金热 疲 劳 裂 纹 擦 时产 生 的 摩 擦 热 从 而 造 成 的 冲 击 疲 劳 和 0 ~8 0 使 将 随 热 着 较 大 的 热 应 力作用 , 同时 磨 损过 程 中可能 的 产生 , 着 循 环 热 应 力 的不 断 作用 , 疲 热疲 劳 裂 纹 。 还 会 伴 随 有 接 触 性 疲 劳 甚 至 断裂 等 多种 力 劳 裂 纹 将 进 一 步 扩 展 从 而在 宏观 上表 现 为 因此 为 了提 高 硬 质合 金 截 齿 的使 用 效 合金 齿 的 碎裂 [6。 21 , 学 行 为 。 如 此 复杂 的 工 况 条 件下 工作 , 在 率 , 制 备 合 金 时 就 应 尽 量 提 高 其 抗 弯 强 在 截 齿 很 容 易发 生 失 效 , 为有 效 提 高截 齿 使用 般来说, 矿用 硬 质合 金抗 弯 强度 一 般 度 、 磨 性 , 高 合 金 的 疲 劳 抗 性 , 时 在 耐 提 同
煤矿用截齿
煤矿用截齿摘要:煤矿用截齿是开采业的常见部件之一,由于其工作条件的因素,也是矿山机械更换最频繁的机械部件之一。
目前我国煤炭生产主要采用采煤机,刨煤机,掘进机等进行开采。
在煤炭生产的过程中,大量的煤矿用截齿消耗不仅增加吨煤成本、影响煤碳生产的经济效益,而且还会因为更换截齿的时间增加而降低生产效率。
煤截齿的性能如何将直接影响采煤产量、吨煤成本及采煤工人的劳动强度。
研制高强度截齿一直是广大科技工作者的迫切任务。
关键词:煤矿用截齿;堆焊截齿;耐磨截齿煤矿用截齿耐磨堆焊层以其良好的综合抗损性能,保护截齿头免遭强烈的磨损而过早失效,在机械化综合采煤生产作业中获得了推广应用。
从广义上讲,如果报废截齿被修复再利用,那么,截齿耐磨堆焊层工艺技术,将可能成为煤矿综采装备实现节约型循环经济技术的组成部分。
虽然说截齿耐磨堆焊层在我国采煤生产作业中使用可能已有几十年的历史,一些单位在生产截齿耐磨堆焊层技术方面积累了一些经验。
然而,在不少采煤作业中,由于采煤机截齿的质量问题,硬质合金刀头脱落、刀头碎裂、截齿头过早磨损失效的现象时有发生,致使每万吨煤消耗的截齿数量居高不下,加大了生产成本,直接影响了采煤机的生产效率。
为此北京科技理工大学在对根据煤矿用截齿的磨损形式及特点,采用碳化铌作为耐磨硬质相,开发出高硬度、无裂纹、耐冲击的采煤机截齿堆焊焊丝,并对堆焊层的组织及性能做了研究,并且已经成功的在开滦(集团)蔚州矿业公司进行了工业性试验,取得了良好的效果。
此项课题的研究内容是利用耐磨堆焊工艺,在煤截齿钢机表面堆焊上一层碳化铌硬质合金,以获得与基体呈冶金结构的堆焊耐磨层。
碳化铌密集分布在铁基马氏体和残留奥氏体上,保护集体不受磨损,堆焊层的高硬度硬质合金以及大量起到耐磨骨架作用的金相组织,使堆焊层具有较高的耐磨性。
耐磨堆焊层的平均显微硬度为580HV,洛氏硬度为54HRC,最高硬度可达到68HRC。
工业试验2012年3月6日,100把以北京固本耐磨焊丝为堆焊材料堆焊处理过的煤矿用截齿在崔家寨煤矿综采队的井下工业性试验期间,首先在综采二队MGTY300/730型双滚筒采煤机上(截齿型号U92,单筒齿数为40,滚筒转速为35.7r/m,截齿割深为0.7m)安装使用40把耐磨堆焊煤截齿在工作面地质条件较好、虽然存在小褶皱但基本上没有破矸的情况下进行试验。
煤矿机械传动齿轮失效形式及改进措施
煤矿机械传动齿轮失效形式及改进措施■煤矿机械论文•工业论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印一一摘要:随着社会经济的快速发展,人们生活生产对于煤炭的需求量越来越大,对煤矿开采工程的要求越来越高。
作为煤矿生产的机械设备,在复杂的开发环境下因为外界因素的影响而可能出现传动齿轮失效的现象,最后会导致机械设备运转停止,影响设备的安全运行, 影响煤矿开采工作的安全和效率。
鉴于此,有必要对煤矿机械设备内部传动齿轮进行分析研究,探讨齿轮失效的主要形式和原因,然后采取相应的改进措施。
木文将结合陕西某煤矿,对该煤矿在生产作业中机械设备传动齿轮失效形式、原因等进行具体分析,然后给出相应的改进建议。
关键词:煤矿机械设备;传动齿轮;失效形式;原因;改进措施1煤矿机械设备传动齿轮失效形式本文以陕西某煤矿为例,据调查资料发现该煤矿需要长时间井下作业,鉴于井下作业的恶劣环境,对各种机械设备的要求均很高。
作为机械设备最重要的组成部分,齿轮承担着机械能传递、使设备运行、使开采工作正常运行的作用。
考虑到该煤矿开采作业时井下空间小、粉尘聚集,对于齿轮的破坏作用很大,且还会受到人为因素的影响, 因此出现传动齿轮失效的现象比较常见,下文对该煤矿传动齿轮主要的失效形式进行分析讨论。
1.1齿面疲劳齿面疲劳指的是在齿轮的表而出现了裂纹,主要特征是金属的移动与凹坑,并使凹坑合并或使尺寸增大,具体有齿而点蚀和疲劳剥损2种。
其中齿而点蚀是指在齿轮运行中在高度接触下,齿轮表面因为接触应力较大且超出了正常值,在超荷载影响下就会出现裂纹。
比如齿轮节线就是最早出现的裂纹部分,在持续接触应力作用下齿轮表面上麻点应力增大,齿轮表面会出现片状金属剥落,从而对齿廊产生破坏。
关于疲劳剥损具体是指机械设备木身存在的潜在破坏,比如有较大颗粒物从齿而上脱落。
一般来说,表面淬火的齿轮和硬齿面更容易发生疲劳剥损问题。
1.2齿而胶合齿轮胶合是指齿轮在运行过程中受的外界负荷过大、又没有正确使用润滑剂,所以导致齿合区的温度快速升高并使其遭到严重的超负荷破坏,使齿轮接触而油膜被破坏导致齿轮金属表而直接接触在一起且焊接在了一起,使软齿的位置出现部分凹陷或起沟。
对煤矿机械传动齿轮失效的相关探讨
对煤矿机械传动齿轮失效的相关探讨煤炭作为我国的主要能源,我国煤矿中大部分都是井工开采,只有不到百分之十的是属于露天开采。
在机械传动中,齿轮传动使用范围很广,可以用来传递任意两根轴之间的运动和动力,但是齿轮的失效速度也很快,最后导致设备的功能发挥不够充分,严重影响到煤矿企业的安全高效运行。
本文通过对煤矿机械中各种齿轮的失效形式及原因的分析,不仅能够使得煤矿机械设备的功能发挥到极致,同时还能够对设备本身存在的一些缺点做了很好的补充,这样可以使得机械设备的使用寿命大幅度提高,对煤矿企业实现安全高效生产提供了有力保障。
标签:煤矿机械机械传动齿轮失效1 概述煤炭作为我国的主要能源,我国煤矿中大部分都是井工开采,只有不到百分之十的是属于露天开采,这与一般工农业相比,在煤矿生产中机械设备又具有以下几个鲜明特点:第一,工作环境极其恶劣,机械设备时刻受到粉尘、水汽、有害气体等的危害;第二,正常工作情况下,条件苛刻,大部分的机械设备是处在负载大、振动强、摩擦厉害、介质腐蚀严重的高速环境下工作;第三,工作时间超长,许多机器都是不分昼夜的连续性工作;第四,因为环境恶劣,工况要求高,再者停机时间短,这样直接使得机械零部件得不到良好的润滑和维护。
这几年来,齿轮传动在煤矿机械中的使用更为广泛,但是齿轮的失效速度也很快,最后导致设备的功能发挥不够充分,严重影响到煤矿企业的安全高效运行。
下面就齿轮传动的失效进行分析。
2 煤矿机械齿轮失效形式随着煤矿机械化、现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大。
为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,对其传动齿轮必然要提出更高的要求。
下面简要分析煤矿机械齿轮失效的几种形式:2.1 表面疲劳由于轮齿表面或表面下存在着裂纹生核,其特征是金属的移动和形成凹坑,并可使得凹坑合并或增大尺寸。
第一,齿面点蚀,轮齿在工作时,齿轮之间的接触为高副接触,轮齿表面会受到很大的接触应力。
当出现齿面接触应力比允许应力大时,同时,齿面表层又处在多级载荷作用下,这使得齿面很容易出现裂纹,这些裂纹通常开始于轮齿节线附近,如图1所示,就可以清楚的看出。
截齿的发展现状
截齿的发展现状截齿是一种常见的牙齿畸形,主要特征是上下牙弓无法正常咬合,造成牙齿之间的间隙或错位。
这种情况严重影响了口腔的咀嚼功能和美观性,给患者带来很多的困扰。
目前,截齿的发展现状如下:首先,随着医学技术的不断进步,截齿的治疗方法愈发多样化。
传统的治疗方式主要是通过牙齿矫正器进行牙齿的调整,通过渐进式的矫正器调整牙齿的位置,使之恢复到正常的咬合状态。
近年来,随着口腔种植技术的发展,截齿患者也可以选择牙齿种植术进行治疗。
种植术可以通过人工种植牙齿来填补缺失,恢复口腔的咀嚼功能和美观性。
其次,截齿的治疗周期在不断缩短。
传统的牙齿矫正疗程较长,需要1-3年的时间才能完成,而且患者需要定期去医院进行调整。
然而,随着数字化技术的应用,如计算机辅助设计和数字化矫正技术,可以更精确地制定治疗方案,并在较短时间内完成治疗。
例如,隐形矫治技术和数字化矫治器可以通过立体影像技术对牙齿进行精准的定位和调整,大大加快了截齿的治疗速度。
再次,截齿的治疗效果也得到了显著改善。
传统的牙齿矫正器需要通过牵引力逐步调整牙齿的位置,治疗效果受到许多因素的影响,如患者的合作度、治疗技术等。
而数字化矫治技术可以通过仿真软件进行模拟预测,更准确地评估截齿的治疗效果,并进行个性化的治疗方案设计。
此外,数字化技术还可以帮助医生进行术前术后的对比分析,为患者提供更客观、更直观的治疗结果。
最后,对于截齿的治疗也更加注重个性化。
每个患者的牙齿畸形情况都有所不同,因此,个性化治疗成为了当前治疗截齿的趋势。
医生需要根据患者的具体情况,结合数字化技术进行全面的分析和评估,以制定个性化的治疗方案。
例如,对于牙齿缺失的患者,种植术可以选择不同种植体的形状和材料,以达到更好的修复效果。
对于传统矫正的患者,可以选择不同类型的矫治器和不同的矫治方案来满足个性化的需求。
总之,随着医学技术的进步和数字化技术的应用,截齿的治疗方法和效果都得到了显著的提高,解决了许多患者的口腔问题。
从三个方面分析截齿、接链环等矿山配件的发展前景
从三个方面分析截齿、接链环等矿山配件的发展前景采煤机截齿是煤矿采掘设备的零部件之一,而接链环则属于煤矿输送设备的关键连接件。
在整个煤炭行业逐步回暖的当下,相关上下游产业也迎来了快速发展。
包括截齿、钻头、钻杆、接链环、链条等采掘、运输设备的关键零部件制造业,有望迎来新一轮的增长。
接下来,山东艾德将从三个方面分析截齿、接链环等矿山配件的发展前景。
第一、能源需求为产业发展提供信心煤炭能源作为十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一,对于人类社会的发展进步起到了举足轻重的作用。
而我国作为能源耗费大国,即便煤炭在能源中的占比迟缓下行,也仍占比最重。
我国能源行业的开展在短时期内,还将继续依赖煤炭。
报告显示,2018年全国规模以上煤炭企业主营收入为2.27万亿元,同比增长5.5%;实现利润2888.2亿元,同比增长5.2%。
煤炭产业的良好发展趋势,也将带动整个机械设备制造业、上下游零部件生产企业进入发展快车道。
只要煤炭还是主要的能源,那么接链环、截齿等关键零部件,就是不可获取的产品。
第二、大型煤企整合对零部件提出更高要求值得一提的是,近两年随着供给侧改革的加快,全国煤矿数量大幅减少,多家小型煤矿面临着关闭、整改、被收购的格局,大型现代化煤矿成为煤炭生产主体。
数据显示,截止到2018年底,全国煤矿数量减少至5800处左右,平均产能提高到92万吨/年左右。
在以前,很多低质量产品凭借价格低廉的优势占据着众多小型煤矿、私人煤矿的市场。
主要在于,私营煤矿更加注重成本,忽略质量。
但是当煤炭企业向着现代化、正规化、大型化的方向前进时,对于截齿、接链环等机械设备零部件也将提出更高的要求。
大型煤炭企业重视质量、注重效率、优选国产,高质量的国产接链环、截齿产品,或将成为众多煤业集团的首选。
小型低质量零部件制造商,将在这一波产业升级中面临淘汰的命运。
第三、国产替代成未来主要趋势全球化趋势下,国产制造业成为关乎国家战略的关键性领域。
随着《中国制造2025》的提出与实施,我国众多制造型企业都在朝着“制造强国”的目标前进。
煤矿机械传动齿轮失效问题及对策-煤矿机械论文-工业论文
煤矿机械传动齿轮失效问题及对策-煤矿机械论文-工业论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——引言从客观现实来看,我国矿山机械事故的发生概率大,最根本的原因在于对齿轮机械的故障分析水平低。
从另一方面来看,由于井下工程建设生产的环境十分恶劣,对工程生产会产生直接的影响,与此同时在生产的建设过程中,对人的身体也会产生直接伤害。
在井下的生产中,机械的使用通常是在白天进行的,而工人也是以三班倒形式进行轮流工作,这些客观因素都会直接导致机械更容易出现故障,如果不能做到及时的维护,那么对日常工作将产生极其恶劣的影响。
1传动齿轮失效的成因分析现代井下运输基本上都依靠齿轮运输作为主要的运输基础支持。
而齿轮的常见性问题成因则主要分为以下几点。
1)磨损。
井下煤矿运输,主要由于地质条件的影响,其工作量十分大,这样就导致齿轮经常处于高负荷状态下工作。
而这些都会加重工作的负担,导致在生产中产生较大影响。
而齿轮磨损,则成为了最主要的损伤形式之一。
在进行基层生产的过程中,通过层面的生产使用方法,也会加重齿轮的使用寿命。
而在运输中,过长的皮带运输机制,也加重了工作负担。
因此在井下运输中,齿轮的消耗是十分快的,而在建设过程中,齿轮的磨损,也会直接影响到生产的可持续性。
2)表面金属疲劳。
金属疲劳顾名思义是齿轮表面或内部出现的一种材料损伤情况,对于持续性的高效率生产,齿轮的金属内部构造会产生一定的拉伤,主要成因就是因为在生产的过程中,生产力超过了齿轮的额定荷载上线,从而导致内部出现裂纹,而生产过程中,这些裂纹就会导致齿轮的断裂,严重损害了井下生产传动系统的安全性。
3)塑性流动。
塑性变形会导致严重的飞边现象产生,对周边的生产等也会产生影响。
由于齿面失去了部分的作用效果,在使用中就会导致出现人字形的鱼尾状皱纹,并导致整体结构的滑动。
4)断裂问题。
断裂意味齿轮都将失去使用作用。
在生产中,齿轮发生断裂的原因有很多,断裂导致的问题则影响严重。
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煤矿用截齿失效研究现状及发展趋势
矿用截齿是煤炭工业采掘工程中采煤机、掘进机等矿用机械装备用来破岩落煤用的刀具,截齿在工作过程中,由于地质条件复杂,造成失效,使得截齿消耗量较大。
截齿在煤机装备使用中属易损件,是更换量最大的煤矿机械零件之一。
目前,国内外使用的截齿主要有两类,割刀型截齿和镐形截齿,其中镐形截齿应用较广。
该两类截齿的共同特点,是在截齿前端中心孔中镶嵌硬质合金头,硬质合金头采用钎焊技术镶焊在刀体头部的中心孔中。
1、截齿的失效形式
截齿在截割煤岩时,承受高的压应力、剪切应力和冲击负荷,以及由于磨损热使截齿刀头磨损表面产生600一800℃的高温,使截齿齿顶产生高温回火,硬度下降50%ol,加速了截齿的失效过程。
1.1截齿磨损
截齿在截割煤岩过程中,通过敲击摩擦实现破岩落煤的功能,磨损是截齿失效的主要形式。
根据磨损理论,煤岩对金属的磨损属于磨料磨损。
在干摩擦状态下,煤中的硬矿物(如石英、黄铁矿等)是造成截齿磨损的主要因素。
由于井下环境介质的腐蚀作用,截齿的磨损还有少量的腐蚀磨损,在煤岩水浆腐蚀磨损中,介质的腐蚀作用,也进一步加剧了截齿的磨损。
截齿磨损失效主要有两种形式:刀头(硬质合金)磨损和刀体(与硬质合金接触的锥体部分)磨损。
刀头磨损主要是硬质合金在疲劳载荷下产生破碎脱落,刀体磨损是由于截齿刀体本身合金元素含量较低,耐磨性能差所至,其结果是容易造成合金头裸露脱落。
磨损是截齿失效的主要原因之一。
1.2硬质合金头脱落
当截齿刀体的锥体部分磨损到一定程度后,其齿尖的硬质合金(割刀形截齿为合金片,镐形截齿为合金头)将受弯曲应力导致脱落。
刀头脱落的原因主要有:(1)刀头和刀体间钎焊存在质量问题,未能达到要求的焊接强度,如焊接处存在夹砂、微裂纹以及虚焊等缺陷;
(2)刀体在使用过程中磨损过度,尤其是发生刀体的偏磨现象,容易造成刀头裸露而脱落。
脱落刀头的截齿将发生快速磨损,应及时更换,否则将造成齿座的磨损。
1.3硬质合金头碎裂(崩刃)
截齿截割煤岩时,在频繁的冲击载荷作用下,刀头处于高压应力状态。
若遇到煤岩中坚硬的矿料,在齿刃与煤岩接触不良处承受高的剪应力,处于拉应力状态,当拉应力超过合金的强度极限时,即发生碎裂。
对于刀形齿来说,表现为合金片的断裂,而镐形齿为镶嵌刀尖的折断鹕。
造成硬质合金头碎裂的原因主要有:
(1)硬质合金中含有杂质,晶粒不均匀,部分合金中有裂纹;
(2)硬质合金压制工艺比较落后,合金密度差大、孔隙多、硬度低。
合金头碎裂后,截齿缺乏锐利的合金齿尖,使得截割阻力加大,影响截割效率,并加剧截齿齿体的磨损。
1.4截齿丢失
在实际使用过程中,截齿的丢失现象是普遍存在的问题。
截齿丢失的主要原因,
在于截齿固定不可靠或固定装置磨损等等。
综合起来,截齿的主要失效形式有:磨损(包括硬质合金刀头、齿体)、硬质合金刀头脱落、刀头碎裂(崩刃)及截齿丢失等。
研究证明,随着截齿截割煤岩条件的不同,其失效形式也各不相同,对于软质煤岩或央矸少的地质环境,截齿失效以磨损为主;对于硬质煤岩或夹矸多的地质条件,截齿失效多以硬质合金头崩碎、丢失和杆断为主嘲。
2、提高截齿耐磨性的技术对策趋势
为了适应煤炭生产高效、安全的要求,尤其是掘进机向半煤岩巷、岩巷的挺进,满足新型采掘机械装备对截齿的要求,截齿性能应具有低比能耗、大块度煤炭、降低粉尘浓度、高强度、高耐磨性、自旋转、工作可靠、寿命长等特点。
为了提高截齿的耐磨性能,延长使用寿命,目前常用的工艺措施如下:
2.1采用可实现转动的截齿
增大刀头直径D与固定轴直径d的比值,使得截割中刀齿在齿座中自动旋转,刀齿的旋向使刀尖自动刃磨,提高截齿的寿命心
2.2利用热喷涂技术对截齿进行处理
热喷涂是利用一种热源,将喷涂材料加热至熔融状态,并通过气流吹动,使其雾化高速喷射到零件表面,以形成喷涂层的表面加工技术%热喷涂技术可在金属基体上沉积陶瓷涂层,将陶瓷耐高温、耐磨、耐蚀等特性与金属材料的强韧性、可加工性、导电导热性等特性结合起来,以获得理想复合涂层制品,已成为当今复合材料及制品研制领域的—个重要发展方向。
采用热喷涂工艺,在采煤机截齿体头部喷焊一层高硬度耐磨合金,该合金层与截齿体具有良好的冶金结合,具有高硬度耐磨不脆裂的特点,其寿命比传统的镶嵌硬质合金截齿高0.5—1.0倍左右,且制备工艺简单161。
2.3利用堆焊技术对截齿进行处理
在传统镶嵌硬质合金头位置的截齿头部,利用堆焊技术,按截齿形状要求分层堆焊出截齿头部。
堆焊涂层的主要合金元素为W、Cr、V,且合金元素含量与W 系高速钢基本一致,涂层处于熔融状态。
因此涂层结构类似铸造高速钢组织,其组织由骨骼状的共晶莱氏体和奥氏体的转变产物组成,保证涂层具有较高的硬度与耐磨性。
涂层硬度为660.6HV,虽然不如硬质合金的高,但是相比之下,涂层的抗冲击性能要优于硬质合金,较适合于煤层中含有夹矸或有断层的情况田。
2.4利用等离子束表面冶金对截齿进行处理
等离子束表面冶金技术,本质上是一种快速非平衡冶金反应过程,原则上可不受组成物的相溶性、熔点、密度等性质的限制,可利用任意粉末的任意配比,获得通常冶金方法不能得到的合金层。
它是在喷涂、熔覆、堆焊之后发展起来的涂层技术is},在传统的热处理工艺基础上,对截齿齿体进行等离子束表面冶金,可以获得耐磨抗冲击涂层,与用传统工艺生产的同型号截齿相比,寿命提高2倍以上,制造成本降低了20%,具有十分显著的推广应用价值翻。
2.5采用镶铸工艺制造截齿
镶铸截齿,是采用在铸型型腔中放硬质合金,然后浇注铁液一次成型。
解决了钎焊截齿所存在的问题。
通过调整铸件合金元素的加入量,使截齿体具有较好的耐磨性和韧性,同时使硬质合金和截齿体之间达到冶金结合,显著提高硬质合金和截齿体之问结合力。
而且简化了工艺,降低了成本,并显著提高了使用寿命,与锻造钎焊截齿相比,综合寿命提高4倍以上。
2.6采用“三裔”制粉工艺生产硬质合金头
采用“三高”制粉工艺生产硬质合金头材料,具有以下特点:
(1)选用“三高”制粉工艺生产的合金原料纯度高,杂质含量低钨粉还原和碳化温度高,碳化钨结晶较完整,避免了特别粗大的碳化钨晶粒的出现,减少了合金潜在的裂源;
(2)采用钴相非均匀合金制造工艺制取硬质合金头,兼有高钴合金的高韧性和低钴合金的高耐磨性及粗晶粒合金的高韧性和细晶粒合金的高耐磨性等特点;(3)采用二次加料压制成型的新工艺,可克服通常采用的手压模成型出现的缺陷,使硬质合金头的密度基本趋向一致;
(4)主要力学性能指标:硬度HRC89、强度即2650MPa,冲击韧性ar=16J/em2。
采用“三高”制粉工艺生产硬质合金头技术研制的矿用截齿被应用于EBJ一120TP型掘进机,在平顶山煤业集团一矿进行的井下工业性试验中取得了好的效果。
试验期间共掘进进尺792nl,掘进断面13秆,其中岩巷进尺45m,半煤岩巷进尺40m,岩石硬度卢6—8的条件下,截齿共消耗5把,折合0.0006把/m3(实体)。
截齿消耗低于原所用截齿的指标,其抗磨损性能和抗冲击性能有了较大的提高。
2.7合金头采用硬质合金表面烧结金刚石
针对硬质合金头容易发生碎裂的现象,目前有些企业正在研究在传统硬质合金头表面烧结一层金刚石,从而进一步提高合金头切割硬岩的能力,同时利用表面处理技术,处理截齿的锥体部分,使得合金头与齿柄部分的耐磨性均能够大幅度的提高。
3、结束语
煤矿生产,环境恶劣,截齿工况苛刻,每年因截齿失效造成的经济损失大得惊人。
政府和相关部门应对截齿可靠性研究给予高度重视。
重视摩擦学理论与设计的应用,充分发挥现代表面工程技术的作用,加速抗磨材料的研发,加强截齿的维护和管理。
解决矿用截齿在研发设计、制造工艺、针对不同地质条件的选型和使用等方面存在的问题,进一步提高截齿的寿命,可以大大降低截齿损耗,进一步提高煤炭生产效益,降低成本,很好地适应高产高效矿井建设和硬岩掘进的需要。