刮板機用耐磨板選材工藝技術的研究

張 鑫

（西山煤電（集團）有限責任公司機電廠， 山西 太原 030053）

引言

煤炭作為我國的重要能源，隨著國民經濟的不斷發展，對于煤炭的需求量與日俱增，開采任務的日益繁重給機械設備帶來了嚴峻挑戰，尤其是刮板輸送機的磨損消耗最為嚴重。刮板輸送機的中部槽是煤炭的主要承載部分，同時鏈條和刮板等設備自身結構也需要在中部槽中滑行，這就加劇了刮板輸送機中部槽的磨損。研究刮板輸送機中部槽磨損的相關問題，提高中部槽的耐磨性，越來越多的引起了人們的關注，成為了當前研究的重要問題。

1 刮板輸送機的組成和工作原理

刮板輸送機按照不同的分類方式可以分為多種類型，按照刮板機溜槽的結構和布置方式劃分，可分為重疊式和并列式兩種，如果按照刮板機鏈條的數量和布置方式來劃分，則可以分為單鏈式、雙邊鏈式、雙中心鏈式和三鏈式等。

通常情況下，刮板輸送機主要由機頭部、中間部、機尾部和附屬裝置四部分組成，其中機頭部主要由機頭架、鏈輪組件、減速器、電動機以及液力聯軸器等部件組成，中間部主要由刮板鏈、中部溜槽、連接溜槽、調節溜槽等部件組成，機尾部主要由機尾架、鏈輪組件、減速器、電動機、液力聯軸器等部件組成，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。

刮板輸送機的工作原理是將繞過機頭鏈輪和機尾鏈輪的五級循環刮板鏈子作為牽引構件，以敞開的溜槽作為承載構件，同時以電動機、經液力聯軸器等構件帶動鏈輪旋轉，進而帶動整個刮板鏈子的不斷運行，刮板鏈循環運行的同時帶動貨載沿著溜槽從機尾處移動到機頭處卸載，從而實現貨載的運送[1]。

2 刮板輸送機的優缺點

刮板輸送機的優點和缺點都十分明顯，其優點主要表現在以下幾個方面：首先，刮板輸送機自身結構具有很高的強度，能夠經受住外界比較激烈的沖撞和砸壓等，充分適應井下惡劣的開采生產環境；其次，刮板輸送機具有很強的運輸能力，且運輸能力不會因受載物的物理特性而受到影響；同時，刮板輸送機機身較矮，結構緊湊靈活，裝載十分方便，機身長度可以彎曲和調節，能夠充分適應開采工作面底板不平和彎曲推移的需求，抗彎能力很強；此外，刮板輸送機的機殼密閉性很強，能夠將受載物與外界環境進行充分隔離，避免互相污染。其缺點主要表現在以下幾個方面：首先，刮板輸送機的能耗很高，運行阻力很大，惡劣的工作環境導致設備磨損很大，且空載功率消耗很大；其次，刮板輸送機的長距離輸送能力較差，使用范圍受到了一定限制；同時，刮板輸送機的維護保養工作比較復雜，如果出現問題容易發生跳鏈、掉鏈、斷鏈等故障，影響正常生產運行。

3 刮板輸送機中部槽磨損失效分析

3.1 推移耳失效

在實際生產中，由于自身使用操作不當或設備自身質量問題等因素，都可能會導致中部槽的推移耳發生故障，出現變形或斷裂的情況，進而引起中部槽的故障和失效，但是這屬于偶然事件，并不會經常發生，而且完全可以避免[2]。

3.2 中部槽中底板磨損

在刮板輸送機運行過程中，會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，比如矸石、低質量煤等，如果不對其進行及時清理，將會隨著刮板輸送機的運行對中板進行連續的磨損，且受到中部槽自身結構的影響，加劇中部槽中底板距離兩端150 mm范圍內的磨損，以鏈道處最為嚴重，卸載高度不足或者受載物黏性過大等，也會造成刮板機回頭煤運送量多，增加運行阻力，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，會造成刮板兩端與槽幫M槽型之間的連續磨損，而且為了滿足實際運行需求，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 刮板輸送機中部槽耐磨材料的要求

刮板輸送機中部槽耐磨材料的選擇，應滿足以下幾方面的要求：首先，材料應具備足夠的硬度，在實際生產中，具有較高的硬度就相當于具有較高的耐磨性能；其次，材料應具有良好的延展率，由于中部槽是一個結構比較復雜的結構件，要求對材料進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，材料還應具備良好的機械加工性能，在復雜的機械加工過程中材料應當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之間是相互矛盾的，需要對材料的性能進行綜合分析和考慮，選擇最恰當的材料以滿足實際需求[3]。

5 提高刮板輸送機中部槽耐磨性的技術措施

5.1 采用堆焊焊條在槽幫內腔進行耐磨層堆焊

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

5.2 適當調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，所生產的材料性能也就不同，通常耐磨性能不足，通過對三種元素的比例進行調整，并適當融入銅、鉻合金元素和稀土合金，優化熱處理工藝，可以充分降低槽幫磨損，提高耐磨性[4]。

5.3 應用中部槽等離子熔覆涂層技術

在中部槽利用等離子熔覆涂層技術，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行迅速加熱，使之一同熔化、混合并擴散，冷卻后可形成一層質地均勻、結合緊密牢固的特殊保護層，實現了對中部槽的保護，提高表面強度。

5.4 利用鑲嵌復合中板

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重，將磨損嚴重的位置替換為復合中板，可以緩解磨損，節約成本，鑲嵌復合中板主要由基層中板和復合中板兩部分組成，基層中板利用NM360板，復合中板既可以采用BTW板，也可以采用單獨進行鑄造，要注意使復合中板高于基層中板1～2 mm，可有效降低磨損。

6 結語

研究刮板輸送機耐磨的相關問題，提高設備工藝技術，可以充分提高刮板輸送機的耐磨性，保障設備的正常運行和礦產的安全開采。