中部槽耐磨修復(fù)技術(shù)
煤炭是我國(guó)重要的能源之一，其開發(fā)利用在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的位置。隨著人們環(huán)保節(jié)能意識(shí)的提高，國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，創(chuàng)建節(jié)約型和創(chuàng)新型社會(huì)，煤礦綜采裝備耗能過(guò)大的問(wèn)題日益突出。由于綜采三機(jī)是機(jī)械化采煤過(guò)程中必不可少的設(shè)備，加之煤礦開采運(yùn)輸過(guò)程中工況條件不好，故綜采三機(jī)易磨損。為了符合國(guó)家政策，節(jié)約生產(chǎn)成本，對(duì)三機(jī)槽體類進(jìn)行修復(fù)從而循環(huán)使用成為研究的重點(diǎn)。本文對(duì)綜采中部槽耐磨技術(shù)進(jìn)行研究。
1.三機(jī)槽體類失效原因分析
1.1 中部槽的結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)
刮板輸送機(jī)溜槽多為整體鑄焊封底式結(jié)構(gòu)（如圖1）。
圖1 中部槽結(jié)構(gòu)形式
1.2 工作原理
以繞過(guò)機(jī)頭鏈輪、機(jī)尾鏈輪的循環(huán)的刮板鏈作為牽引機(jī)構(gòu)，以溜槽作為承載機(jī)構(gòu)，以傳動(dòng)部帶動(dòng)刮板鏈連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)將裝在溜槽中的煤從機(jī)尾運(yùn)至機(jī)頭卸載。
1.3 失效原因
在運(yùn)行工作中，由于承受壓拉彎曲沖擊振動(dòng)摩擦和腐蝕等作用，中板作為槽體框架結(jié)構(gòu)承載部分，直接接受刮板鏈磨損和整機(jī)壓拉彎曲沖擊，因此中板磨損是槽體失效的主要故障。表面硬度沿表面磨損深度的變化圖如下圖2所示。
圖2 硬度沿表面磨損深度的變化圖
從圖2可以看出，當(dāng)中板表面磨損1-2mm時(shí)中板表面硬度急劇下降至200HB左右，耐磨性能隨之急劇下降，這也反應(yīng)出中板熔覆處理的必要性。
2.中部槽修復(fù)工藝對(duì)比
對(duì)中部槽分別采用補(bǔ)焊修復(fù)、激光熔覆修復(fù)、等離子熔覆修復(fù)，其工藝對(duì)比如下表1所示。
表1 中部槽修復(fù)工藝對(duì)比
工藝名稱 | 補(bǔ)焊修復(fù)工藝 | 激光熔覆修復(fù)工藝 | 等離子熔覆修復(fù)工藝 |
工藝流程 | 1、槽體拉筋； 2、鏈溝除銹； 4、修磨。 | 1、熔覆處除銹去表層； 2、熔覆 3、修復(fù)熔覆缺陷
| 1、焊前預(yù)處理，如除銹，除疲勞層； 2、送粉：采用氬氣送粉，送分精度要求低，可以有一定的傾斜度。
|
2.1 不同修復(fù)工藝耐摩層形狀對(duì)比
為減小熱應(yīng)力變形，補(bǔ)焊工藝采用間斷補(bǔ)焊，其耐磨層形狀如下圖3所示。
圖3 補(bǔ)焊修復(fù)工藝的耐磨層形狀
激光熔覆工藝的耐磨層形狀如下圖4所示，等離子熔覆修復(fù)工藝的耐磨層形狀如下圖5所示。
圖4 激光熔覆工藝的耐磨層形狀
圖5 等離子熔覆工藝的耐磨層形狀
2.2 不同修復(fù)工藝的耐磨層性能對(duì)比
不同修復(fù)工藝的耐磨層性能對(duì)比如下表2所示。
表2 不同修復(fù)工藝的耐磨層性能對(duì)比
對(duì)比項(xiàng) | 補(bǔ)焊耐磨層修復(fù) | 激光熔覆耐磨層修復(fù) | 等離子熔覆修復(fù) |
熱影響區(qū)域 | 1、影響區(qū)域大，層間補(bǔ)焊需敲擊消除應(yīng)力；補(bǔ)焊前需進(jìn)行熱。 2、對(duì)刮板機(jī)中板補(bǔ)焊5mm以上時(shí)，因焊接應(yīng)力作用，中板易變形，凹陷，甚至引起槽體整體變形，使槽體互換性受到影響；對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)對(duì)于轉(zhuǎn)載機(jī)槽體更易引起槽體整體變形，間斷補(bǔ)焊的形式，導(dǎo)致槽體間連接孔、定位孔錯(cuò)位。 | 1、影響區(qū)域中板熱影響區(qū)域小，溫度低，不會(huì)引起槽體局部或整體變形； | 熱影響區(qū)域相對(duì)較大而且比較深，易于應(yīng)力釋放。 |
質(zhì)量 | 因焊接受熱不均勻易產(chǎn)生裂紋，且受熱溫度高對(duì)母材性能會(huì)造成影響。 | 激光熔覆層整體均勻、沒(méi)有夾雜物、氣孔、裂紋等缺陷；針對(duì)母材特配金屬粉末，熔覆結(jié)合性能好，能與中板表層形成冶金結(jié)合。 | 1、穩(wěn)定性好，熔池易控制，熱影響區(qū)域過(guò)度較好。 2、熔覆層均勻度好，修復(fù)缺陷相對(duì)較少。 |
耐磨性 | 硬度一般在HB350 | 硬度可達(dá)到HB550，硬度也可根據(jù)需要根據(jù)配置粉末調(diào)定。
| 硬度可達(dá)HB650，其余同激光熔覆 |
使用 壽命 | 補(bǔ)焊耐磨層一次提高耐磨壽命1.5倍。 | 熔覆一次壽命提高2-3倍過(guò)煤量。 | 同激光熔覆 |
2.3 不同修復(fù)工藝的成本對(duì)比
以SGZ800刮板輸送機(jī)1.5米中部槽為例（參考上述不同工藝的耐磨層形狀，只對(duì)中板上表面進(jìn)行耐磨處理）：其成本如下表3所示。
表3 不同修復(fù)工藝成本對(duì)比
修復(fù)工藝 | 補(bǔ)焊工藝 | 激光熔覆工藝 | 等離子熔覆 |
成本（元） | 900 | 3000 | 2000 |
從表中可以看出，激光熔覆修復(fù)工藝的成本最高，等離子熔覆工藝次之，補(bǔ)焊工藝的修復(fù)成本最低。
綜上所述，結(jié)合不同修復(fù)工藝的性能、成本、修復(fù)質(zhì)量對(duì)比，等離子熔覆修復(fù)更適合于中部槽的修復(fù)。
經(jīng)過(guò)對(duì)造成三機(jī)槽體失效的原因進(jìn)行分析，并結(jié)合目前現(xiàn)有對(duì)槽體中板采用的耐磨處理技術(shù)、工藝、性能、成本等對(duì)比，可以看出等離子熔覆耐磨修復(fù)中板技術(shù)存在諸多優(yōu)點(diǎn)，比較適合三機(jī)槽體中板磨損初次使用一個(gè)工作面后，中板磨損3mm-5mm以內(nèi)鏈溝槽體中板的修復(fù)，可有效限制中板的磨損速度，增加槽體的使用壽命，繼而提高槽體利用率。