对采煤机截齿失效形式的认识与分析.pdf

科技信息专题论述 妁采煤觚截齿失效形式昀认识与分析 大同煤矿集团同家桀矿高挡二队扬天文 [ 摘要] 皋蠼机概齿主要作用是将蛙从煤壁上切射下采，生产实巍中往往报多的原因导致概齿失鼓，影响采煤工作的 正常进行。表文从对其进行了分析并提出对堇，对生产宾际有一定的抽导作用． [ 关键词] 采蛙机藏齿失效形式对置分析 、 O 、引言 采煤机是煤矿井下采煤的主要机械设备，其工作时．截齿会 承受高的压应力、剪切应力和冲击负荷，同时坚硬的夹石还会使 截齿受到较大的冲击．此外，截齿还有升温何题．导致齿顶材质 软化，加速了截齿的失效过程。为了保证采煤工作的正常进行， 有必要对采煤机截齿失效的主要原因进行分析并提出解决的对 篾． 1 、截齿主要的失效形式 1 ．1 截齿的磨损 锐利的截齿随着截割时间的增加．和煤岩的摩擦使齿失变 钝．出现磨损。这也是截齿失效的主要原因，磨损后的截齿．切削 部分的面积增大，使截割阻力增加，截齿强度降低，而且粉尘量 增多．对于镐形齿，如果设计、制造和安装合理。可实现自磨刃， 能够保持齿尖的锐利。截齿出现的磨损为均匀磨损，截齿使用寿 命长，否则．将出现单面磨损． 另外，截齿在截割煤岩时，由于磨损热使刀头磨损表面产生 6 0 0 一8 0 0 ℃的高温．面截齿藏割攥岩是周期性的固转运动，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，其组织一般为回火索氏体和铁索体，其硬度下降5 0 ％，加速 了截齿的磨损．大量的实践表明．各矿用截齿的失效各不相同． 软质煤或夹矸步的各矿，截齿失效以多次磨损为主，硬质煤或夹 矸多的各矿多以合金头崩碎，丢失和杆断为主． 1 ．2 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z 个方 面，①焊接质量问题，如焊接处存在夹砂、微裂纹以厦虚焊等缺 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橙动直致脱落．脱 落硬质合金后截齿利用齿身截削，阻力大，严重磨损，加速截齿 的破坏． 1 ．3 刀头碎裂 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，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，且加剧丁截齿的磨损． 1 ．4 齿身弯曲 当截齿承受很大的外力时，导致截齿的结构尺寸、刚度、布 置方式等方面发生变化，引起齿身弯曲。齿身弯曲多发生在径向 布置 弯矩较大 的刀形齿上．齿身弯曲后．截齿受力状态改变， 就不能很好地完成截削任务． 1 ．5 齿身折断 由于截齿齿身强度不足，截齿截削坚硬岩石或包裹体夹杂 物时，载荷加大，超过截齿许用强度时就容易引起齿身折断． I ．6 截齿丢失 在实际使甩过程中，截齿的丢失现象也是普遍存在的问题． 截齿丢失的主要原因在于一截齿固定不可靠或固定装置磨损等 等． 经过大量事实统计表明，各种截齿的失效形式所占比例不 同．依重轻程度的次序分别为磨损、刀头脱落、齿身折断、齿身 弯曲．约有5 0 “的截齿失效是由磨损造成的． 3 0 6 2 、对策分析 根据上述分析的截齿失效形式，我们可以采取相应的解央 方法，尽可能的减步齿轮的失效，提高采煤机工作效率． 1 正确地选用截齿的类型 情形齿适用于层理、节理发达或古央石的臆性煤岩，而刀形 齿适用于截割坚韧以及层理和节理不发达的攥岩． 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 H R c 3 0 一7 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问 的联接同题。大大提高了同接强度，而且铬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。 3 合理地选择截齿的几何参数和排列方式 截齿的几何参数对截齿的截割性能和寿命影响很大。几何 参数选择直接影响截齿的截割阻力、轴向力大小。截齿排列方式 对工作机构的截帮状态有重要影响．不同钫理机被性质的煤岩． 应选择不同的排列方式．设计不当。截齿的可靠性将显著地降 低。 4 提高截齿的制造质量 截齿的制造质量对截齿的失效有重要影响。从制造工艺上， 截齿与齿座配合是否恰当、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t 使固定件物理机械性能满足要求，截齿才能固定。防止丢 齿。 5 合理地选择材料及热处理工艺 一种截齿在特殊设计的碳化鹌表面镶多品金钢石，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性，以提高截齿的综合机械化性 能。延长截齿的使用寿命。 6 正确使用截齿 一种截齿满足一定的截割参数和特定煤岩要求的，如果把 适用于较敖煤岩的截齿用于截割较硬岩石，必然加剧截齿的破 坏。另外。在工作过程中随时注意工作机构上载齿的状态，以免 加重相邻截齿的负担，及时更换磨损的截齿、时添补丢失的截 齿，以保证截齿的正常使用． 3 、结柬语 通过对截齿的失效分析，进行相应的对策探讨，是开展截齿 可靠性研究的基础．只要解央截齿在设计、制造，选择和使用等 方面存在的问题，就能够明显地提高截齿的可靠性。大大降低截 齿损耗．进一步提高煤炭生产的效益，很好地适应高产高教矿井 建设和发展的需要。 参考文献 [ 1 ] E 建全．皋蠛机砬雌理论[ M ] ．王庆庚译．北京煤炭工 业出檀牡．1 9 9 Z ． [ 2 ] 季晓每，程东囊．掘进机截捌工蔸套美的研究[ J ] ．雌矿 机械．1 9 9 l 2 t 1 3 1 6 ． [ 3 ] 孛晓缸．棰进机最割头设计与研兜．北索。中圈华侨出版 社．1 9 9 7 ． 万方数据