工作原理及影響因素
1. 采煤機(jī)截齒耐磨堆焊層的工作原理
截齒耐磨堆焊層實(shí)質(zhì)上是一個(gè)沿截齒齒頭圓周方向，采用堆焊方法形成的、具有一定寬度(20～30mm)和一定厚度(2～3mm)的環(huán)形隔離帶(見(jiàn)圖2)。這個(gè)環(huán)形隔離帶使齒頭不再與被采煤巖直接接觸，保護(hù)截齒齒頭母材免遭強(qiáng)烈磨損;齒頭壽命延長(zhǎng)的同時(shí)維護(hù)了硬質(zhì)合金刀頭正常作業(yè)，免遭刀頭過(guò)早脫落使截齒失效。截齒堆焊層的工況條件比較復(fù)雜，截齒在切割煤巖過(guò)程中除了承受周期性壓應(yīng)力、切應(yīng)力和沖擊載荷作用外，還要承受長(zhǎng)時(shí)間磨粒磨擦、沖擊產(chǎn)生的溫升作用以及腐蝕介質(zhì)的腐蝕作用。
不難看出，截齒堆焊層的性能要求比較苛刻，首先自身要耐磨，也就是說(shuō)在采煤過(guò)程中，截齒堆焊層與煤層間會(huì)發(fā)生持續(xù)磨擦運(yùn)動(dòng)，截齒堆焊層必須經(jīng)受住煤層的長(zhǎng)時(shí)間磨損。在這種情況下，堆焊層的硬度、耐磨性越高越好;其次，必須考慮截齒在切割煤巖過(guò)程中不可避免的沖擊載荷作用，如果堆焊層的硬度太高，金屬韌性較差，堆焊層金屬容易發(fā)生崩裂或斷裂。因此，堆焊層的硬度不一定是越高越好，而是應(yīng)當(dāng)綜合考慮，使其具有良好的綜合抗磨性能。所謂綜合抗磨性能，是指具有較高耐磨性能前提條件下，適當(dāng)降低硬度和耐磨性，以其適度的耐磨性改善堆焊層綜合抗損性。最佳的綜合抗損性與堆焊層硬度之間存在一定的匹配關(guān)系，該關(guān)系的量化確定，可能對(duì)于截齒堆焊層焊接材料性能的重大改進(jìn)產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。
鎬型截齒由硬質(zhì)合金刀頭、齒頭和齒柄三部分組成，采用釬焊工藝將硬質(zhì)合金刀頭嵌入齒體連接。可供選用的、能夠滿足截齒工況條件的齒體鋼種很多，截齒制造企業(yè)可根據(jù)截齒種類及具體工況條件選擇合適的截齒刀體材質(zhì)。有些截齒經(jīng)受不住采煤過(guò)程中煤炭巖石的強(qiáng)烈磨損，而且因其過(guò)早磨損而喪失對(duì)硬質(zhì)合金刀頭的保護(hù)，導(dǎo)致刀頭過(guò)早脫落、失效。在嵌入合金刀頭附近圓周方向堆焊一個(gè)推焊層，相當(dāng)于在截齒齒體薄弱環(huán)節(jié)加裝了一圈鎧甲(見(jiàn)圖3)，避免截齒齒體與被切割煤炭過(guò)早直接接觸，保護(hù)截齒齒體免遭煤炭及巖層強(qiáng)烈磨損。
圖3 截齒的組成
截齒堆焊層的使用性能影響因素較多，總體上有三大因素：一是載荷力的影響。在采煤過(guò)程中，凡是增大作用在堆焊層與煤巖間接觸力的因素，如增大采煤機(jī)牽引速度時(shí)，截齒的切割阻力增大，截齒的磨損現(xiàn)象就會(huì)加劇;二是截齒的幾何參數(shù)和排列方式的影響。合理的截齒幾何形狀參數(shù)以及與被采煤巖物理特性良好匹配的截齒排列方式，可以減小截齒的切割阻力和軸向力，從而減緩截齒的磨損;三是堆焊層與煤巖材料特性的影響。煤質(zhì)的軟硬以及夾矸石的多少，對(duì)截齒的磨損影響非常明顯。煤質(zhì)較軟、夾矸石較少的煤巖，截齒切割阻力較小，采煤機(jī)牽引阻力也較小，截齒的磨損率較小;反之，截齒的磨損率較大。
在上述堆焊層性能影響因素中，第一點(diǎn)和第二點(diǎn)是外在因素，第三點(diǎn)是內(nèi)在因素，外因通過(guò)內(nèi)因起作用。也就是說(shuō)，無(wú)論是載荷力的影響，還是截齒的幾何參數(shù)和排列方式的影響多木專業(yè)生產(chǎn)等離子弧粉末堆焊機(jī)，最終要反映到堆焊層與煤巖材料特性的影響。材料特性是核心影響因素。在這里，煤巖材料特性是被預(yù)先選定的(即被采煤巖特性是客觀已經(jīng)存在的)，可以改變材料特性的是截齒堆焊層。而截齒堆焊層特性的改變，歸根結(jié)底取決于堆焊材料成分、組織和性能的變化，以及配套堆焊工藝的嚴(yán)格實(shí)施。
陳誠(chéng) 13651967323
