耐磨板堆焊機(jī)廠家耐磨板磨損的原因及磨損分析

錨桿鉆車的主要工作方式是鉆箱沿著鉆架的主體軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)鉆桿的打孔過程。鉆箱在運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)于鉆架主體做摩擦運(yùn)動(dòng)，由于鉆架受偏載力，導(dǎo)致導(dǎo)向板在運(yùn)動(dòng)過程中受力不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)楔形現(xiàn)象。通過對(duì)導(dǎo)向板材料能的分析，找到影響導(dǎo)向板磨損過快的主要原因。

1、鉆架運(yùn)動(dòng)

鉆架是錨桿鉆車的主要工作機(jī)構(gòu)，依靠液壓泵提供的動(dòng)力來推動(dòng)液壓油缸升降和帶動(dòng)鉆箱旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鉆桿的鉆孔和錨桿的安裝。鉆架工作時(shí)，首先通過手動(dòng)換向閥將鉆架主體中的支撐柱油缸升起，支撐柱油缸帶動(dòng)鉆架的頂板升起，將要鉆孔的頂板區(qū)域保護(hù)起來，起避免巷道頂板局部垮落和穩(wěn)定鉆架的作用。操作第2個(gè)手動(dòng)換向閥，將液壓泵提供的動(dòng)力供給提升油缸升起，液壓油缸帶動(dòng)鉆架主體向上運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)操作該手動(dòng)換向閥，使液壓油進(jìn)入二級(jí)提升油缸來帶動(dòng)鏈傳動(dòng)裝置中的倍增機(jī)構(gòu)和鉆箱向上運(yùn)動(dòng)，通過第3個(gè)手動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)鉆箱的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并可通過調(diào)速閥來調(diào)整鉆箱的進(jìn)給速度，以實(shí)現(xiàn)鉆桿勻速的鉆孔過程。其中使用到2級(jí)倍增推進(jìn)機(jī)構(gòu)，能夠很好地解決由于頂板高度限制而鉆架原始體積不能太大情況下鉆孔的問題，實(shí)現(xiàn)了“一次成孔”。

在鉆架運(yùn)動(dòng)過程結(jié)束時(shí)，鉆架主體上的潤滑裝置為導(dǎo)向板和鉆架主體之間提供液壓油潤滑，但是少量的液壓油不足以供整個(gè)軌道進(jìn)行潤滑，而且鉆架工作的環(huán)境特別惡劣，鉆桿鉆孔過程中會(huì)產(chǎn)生的大量粉塵和煤灰不同程度附著在鉆架主體表面軌道。當(dāng)鉆箱沿著鉆架主體軌道上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向板和鉆架主體軌道之間會(huì)有大量的污染磨粒進(jìn)入；同時(shí)在板和鉆架主體軌道之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量的金屬磨粒，金屬磨粒和污染物磨粒同時(shí)影響著鉆架的導(dǎo)向板。大量不規(guī)則的磨粒在鉆箱運(yùn)動(dòng)過程時(shí)會(huì)在導(dǎo)向板的接觸表面上產(chǎn)生大量的凹痕和梨溝，同時(shí)也加速了導(dǎo)向板的磨損。

2、磨損分析

2.1受力分析

鉆箱在運(yùn)動(dòng)過程中受偏載力的現(xiàn)象很嚴(yán)重，而且導(dǎo)向板接觸面上受到的力很不均勻，且從中部到下邊緣的力從零均勻增加到大值q。由于導(dǎo)向板邊緣受到的力大，且在運(yùn)動(dòng)過程中存在很嚴(yán)重的磨粒磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致導(dǎo)向板的邊緣很容易受到磨損。

接觸面上的摩擦系數(shù)，載荷和比壓也都會(huì)隨著大，磨損現(xiàn)象也會(huì)加重；但是當(dāng)材料發(fā)生變化時(shí)，其受到的載荷和比壓也都不同。可見如在同樣的工況下，導(dǎo)向板的材料因素是影響其磨損速度的主要原因。

經(jīng)過力學(xué)方面的分析，可以得出如在同樣的工況下，材料的力學(xué)性能和是影響導(dǎo)向板磨損速度的主要因素。

2.2分析

使用布氏硬度機(jī)，檢測現(xiàn)有導(dǎo)向板材料和鉆架主體材料的HB值。可以測出現(xiàn)有導(dǎo)向板材料的HB平均值為110，而鉆架主體材料的HB平均值為200，后者的硬度是前者硬度的1.7倍，為典型的軟材料和硬材料的配對(duì)摩擦副?，F(xiàn)役導(dǎo)向板材料與鉆架主體材料的硬度差很大，很可能是導(dǎo)致現(xiàn)有導(dǎo)向板材料不足的重要原因。

(1)宏觀現(xiàn)象

①經(jīng)過短短幾個(gè)月的使用，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)使用的導(dǎo)向板存在著嚴(yán)重的偏磨現(xiàn)象，從上而下磨損逐漸加重。終因下邊緣磨損過量致使導(dǎo)向板失效，現(xiàn)役材料接觸區(qū)呈楔形，喪失了導(dǎo)向板的作用。同時(shí)在工作中，由于導(dǎo)向板呈楔形，鉆箱向后面傾斜，鉆桿在鉆孔過程中不能垂直于頂板，在打孔過程中經(jīng)常會(huì)打斜眼，嚴(yán)重影響錨桿支護(hù)的強(qiáng)度；鉆箱離工作臺(tái)太近，且導(dǎo)向板呈楔形導(dǎo)致鉆箱斜置，下落過程中鉆箱很容易與工作臺(tái)相撞.嚴(yán)重影響鉆箱的使用壽命和整機(jī)的開機(jī)時(shí)間，很大程度上影響了煤礦生產(chǎn)速度。

②從直觀地發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向板與鉆架主體之間的接觸表面上布滿了沿摩擦方向的劃痕，且有較多明顯可辨的溝槽，可見鉆箱工作中發(fā)生了較嚴(yán)重的磨粒磨損。

(2)微觀分析

通過使用發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)向板的磨損面進(jìn)行掃描電鏡(SEM)觀察分析。從的SEM圖像可以看到導(dǎo)向板的接觸表面上有擠壓剝落的現(xiàn)象，同時(shí)其表面也產(chǎn)生了大量由切削和犁溝作用形成的溝槽。通過SEM圖像并結(jié)合磨粒磨損產(chǎn)生的原因可以看出導(dǎo)向板的損傷主要是來源于磨粒磨損。同時(shí)在磨損表面還存在大量的疲勞磨損和茹著磨損的痕跡，這些都會(huì)影響現(xiàn)有導(dǎo)向板的。