刮板机用耐磨板选材工艺技术的研究

张 鑫

（西山煤电（集团）有限责任公司机电厂， 山西 太原 030053）

引言

煤炭作为我国的重要能源，随着国民经济的不断发展，对于煤炭的需求量与日俱增，开采任务的日益繁重给机械设备带来了严峻挑战，尤其是刮板输送机的磨损消耗最为严重。刮板输送机的中部槽是煤炭的主要承载部分，同时链条和刮板等设备自身结构也需要在中部槽中滑行，这就加剧了刮板输送机中部槽的磨损。研究刮板输送机中部槽磨损的相关问题，提高中部槽的耐磨性，越来越多的引起了人们的关注，成为了当前研究的重要问题。

1 刮板输送机的组成和工作原理

刮板输送机按照不同的分类方式可以分为多种类型，按照刮板机溜槽的结构和布置方式划分，可分为重叠式和并列式两种，如果按照刮板机链条的数量和布置方式来划分，则可以分为单链式、双边链式、双中心链式和三链式等。

通常情况下，刮板输送机主要由机头部、中间部、机尾部和附属装置四部分组成，其中机头部主要由机头架、链轮组件、减速器、电动机以及液力联轴器等部件组成，中间部主要由刮板链、中部溜槽、连接溜槽、调节溜槽等部件组成，机尾部主要由机尾架、链轮组件、减速器、电动机、液力联轴器等部件组成，附属装置则主要由紧链装置、推移装置、防滑装置、挡煤板和铲煤板等部分组成。

刮板输送机的工作原理是将绕过机头链轮和机尾链轮的五级循环刮板链子作为牵引构件，以敞开的溜槽作为承载构件，同时以电动机、经液力联轴器等构件带动链轮旋转，进而带动整个刮板链子的不断运行，刮板链循环运行的同时带动货载沿着溜槽从机尾处移动到机头处卸载，从而实现货载的运送[1]。

2 刮板输送机的优缺点

刮板输送机的优点和缺点都十分明显，其优点主要表现在以下几个方面：首先，刮板输送机自身结构具有很高的强度，能够经受住外界比较激烈的冲撞和砸压等，充分适应井下恶劣的开采生产环境；其次，刮板输送机具有很强的运输能力，且运输能力不会因受载物的物理特性而受到影响；同时，刮板输送机机身较矮，结构紧凑灵活，装载十分方便，机身长度可以弯曲和调节，能够充分适应开采工作面底板不平和弯曲推移的需求，抗弯能力很强；此外，刮板输送机的机壳密闭性很强，能够将受载物与外界环境进行充分隔离，避免互相污染。其缺点主要表现在以下几个方面：首先，刮板输送机的能耗很高，运行阻力很大，恶劣的工作环境导致设备磨损很大，且空载功率消耗很大；其次，刮板输送机的长距离输送能力较差，使用范围受到了一定限制；同时，刮板输送机的维护保养工作比较复杂，如果出现问题容易发生跳链、掉链、断链等故障，影响正常生产运行。

3 刮板输送机中部槽磨损失效分析

3.1 推移耳失效

在实际生产中，由于自身使用操作不当或设备自身质量问题等因素，都可能会导致中部槽的推移耳发生故障，出现变形或断裂的情况，进而引起中部槽的故障和失效，但是这属于偶然事件，并不会经常发生，而且完全可以避免[2]。

3.2 中部槽中底板磨损

在刮板输送机运行过程中，会存在受载物被挤压在刮板链条之下的情况，尤其是那些硬度较高的物质，比如矸石、低质量煤等，如果不对其进行及时清理，将会随着刮板输送机的运行对中板进行连续的磨损，且受到中部槽自身结构的影响，加剧中部槽中底板距离两端150 mm范围内的磨损，以链道处最为严重，卸载高度不足或者受载物黏性过大等，也会造成刮板机回头煤运送量多，增加运行阻力，加剧磨损。

3.3 中部槽槽帮磨损

煤或矸石彼此之间的相互挤压，会造成刮板两端与槽帮M槽型之间的连续磨损，而且为了满足实际运行需求，中部槽往往需要水平弯曲，刮板链则需要保证平直的运行，彼此之间形成角度，加剧了槽帮两端的磨损，尤其是槽帮距离两端150 mm的范围。

4 刮板输送机中部槽耐磨材料的要求

刮板输送机中部槽耐磨材料的选择，应满足以下几方面的要求：首先，材料应具备足够的硬度，在实际生产中，具有较高的硬度就相当于具有较高的耐磨性能；其次，材料应具有良好的延展率，由于中部槽是一个结构比较复杂的结构件，要求对材料进行一定的加工才可以使用，需要材料容易成型，方可满足需求；再次，材料应具备良好的板料平整性，也可以称为平面度，尽量避免因表面粗糙而带来的磨损；此外，材料还应具备良好的机械加工性能，在复杂的机械加工过程中材料应当保证其原有的特性不受影响。通常情况下，材料的耐磨性与其他指标之间是相互矛盾的，需要对材料的性能进行综合分析和考虑，选择最恰当的材料以满足实际需求[3]。

5 提高刮板输送机中部槽耐磨性的技术措施

5.1 采用堆焊焊条在槽帮内腔进行耐磨层堆焊

进行耐磨层堆焊可以有效增加槽帮内腔的厚度，在一定程度上减小槽帮磨损，在槽帮铸造过程中通过进行耐磨槽的预留，并用堆焊的方式将其填充满，可以有效减小设备运行阻力，保证刮板链和货载的运行空间，堆焊应尽量避免分散焊缝的出现，并保证焊缝的长度、间距、顺序等指标满足要求，尽量减小焊接变形和焊接应力，对于焊接工艺水平的要求很高。

5.2 适当调整槽帮铸造材料的成分比例

槽帮材料是以碳、锰、硅三种元素组成的合金钢为主，三种元素的比例不同，所生产的材料性能也就不同，通常耐磨性能不足，通过对三种元素的比例进行调整，并适当融入铜、铬合金元素和稀土合金，优化热处理工艺，可以充分降低槽帮磨损，提高耐磨性[4]。

5.3 应用中部槽等离子熔覆涂层技术

在中部槽利用等离子熔覆涂层技术，将柔性高温等离子束流作为热源，并将陶瓷粉末或者合金粉末与基体表面进行迅速加热，使之一同熔化、混合并扩散，冷却后可形成一层质地均匀、结合紧密牢固的特殊保护层，实现了对中部槽的保护，提高表面强度。

5.4 利用镶嵌复合中板

中部槽中板的磨损通常是不均匀的，以链道位置磨损最为严重，将磨损严重的位置替换为复合中板，可以缓解磨损，节约成本，镶嵌复合中板主要由基层中板和复合中板两部分组成，基层中板利用NM360板，复合中板既可以采用BTW板，也可以采用单独进行铸造，要注意使复合中板高于基层中板1～2 mm，可有效降低磨损。

6 结语

研究刮板输送机耐磨的相关问题，提高设备工艺技术，可以充分提高刮板输送机的耐磨性，保障设备的正常运行和矿产的安全开采。