刮板輸送機中部槽磨粒磨損的離散元法研究

未 星，王學(xué)文，李 博，3，楊兆建

（1.太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.煤礦綜采裝備山西省重點實驗室，山西 太原 030024；3.山西煤礦機械制造股份有限公司博士后科研工作站，山西 太原 030031）

1 引言

刮板輸送機是綜采工作面機械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備，在煤炭生產(chǎn)中起著非常重要的作用。刮板輸送機的失效形式主要是中部槽的磨損失效，在煤料輸送過程中，刮板和鏈條在中板上滑動，煤和煤矸石作為磨粒與中板發(fā)生劇烈摩擦，造成中板的嚴(yán)重磨損[1-2]。磨粒磨損是指硬質(zhì)顆粒與材料表面發(fā)生相互作用，造成材料質(zhì)量損失而形成的磨損[3]。針對磨料磨損的研究，文獻[4]應(yīng)用MS-T3000 摩擦磨損試驗機測試了微織構(gòu)鈦合金在不同粒度磨料作用下的摩擦學(xué)性能，提出將磨料粒度與微結(jié)構(gòu)恰當(dāng)匹配，可以降低摩擦減少磨損；文獻[5]采用MLS-225 濕砂半自由磨料磨損試驗機對復(fù)合工況下中部槽磨損規(guī)律進行了研究，結(jié)果表明：磨損量隨著壓力和滑動速度得增加而增加，隨著水、煤、矸石比例升高而減少。

離散元法（Discrete Element Method，EDM）根據(jù)離散體的離散特性來建立數(shù)值模型，在分析散體物料和幾何體接觸的力學(xué)方面具有很大的優(yōu)越性[6-8]。將經(jīng)典的磨損模型和離散元法相結(jié)合，為研究散體物料與幾何體接觸造成的磨損提供了新的途徑，文獻[9]將DEM-FEM 與Achard 模型相結(jié)合，利用轉(zhuǎn)鼓試驗臺對磨損常數(shù)進行了標(biāo)定，實現(xiàn)了對自卸車工作狀態(tài)的仿真，得到的試驗結(jié)果與磨損規(guī)律相一致；文獻[10]應(yīng)用離散元法研究了不同參數(shù)對振動篩磨損的影響，發(fā)現(xiàn)增加振動頻率和網(wǎng)格斜率會增加其磨損率；……