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1、合金截齒性能影響因素及優(yōu)越性分析摘要:合金截齒是煤炭資源開采機械的重要部分之一,煤炭資源有著不能取代的作用,為了倡導高效節(jié)約能源,只有對其高效高產(chǎn)的開采才能保障經(jīng)濟建設任務的順利進行。對于煤炭的現(xiàn)代化開采,物品的節(jié)能與在利用是很總要的。因此要采用高新材料,合理的設計,提高采掘機合金截齒的綜合性能。關(guān)鍵詞:合金截齒;截齒材料;生產(chǎn)制造概述合金截齒其實就是裝載在采掘機械滾筒上面的割煤刀具,在采掘過程中采掘機械的功率消耗最主要的承擔者就是截齒,為了更好的減少對截齒的損耗,提高開采的效率,其耐磨性須達到一定的要求,對于其刀體來說要有足夠的強度、耐磨性和韌性。目前研究中的鑄
2、鋼技術(shù)制作的截齒強度可以遠遠超過由焊接技術(shù)制造的截齒強度,而且已經(jīng)運用到實際的操作過程中,這對截齒使用壽命有很大程度的提高,從而在實際的生產(chǎn)過程中有力地保障了生產(chǎn)工作的順利進行。1、截齒損壞形式截齒尖頭脫落在實際的生產(chǎn)過程中,截齒刀體磨損程度達到了一定限度時,其齒尖的硬質(zhì)合金頭因受到彎曲應力導致刀體脫落。造成刀頭脫落的原因主要是刀頭和刀體之間釬焊的質(zhì)量問題。在使用的過程中,刀體受到磨損或者偏磨的現(xiàn)象較為嚴重,也會給刀頭的脫落帶來很大的可能。在截齒運轉(zhuǎn)的過程中,因為其工作的程度較為頻繁,使用時間過長,使得刀頭在較為頻繁的沖擊力作用下更容易造成脫落。如果在使用的過程中
3、,遇到了煤層中相對較為堅硬的硬巖石,那就會使截齒處在一個拉應力的狀態(tài)之下,如果這種拉應力超過了合金的強度承受極限,就會使其發(fā)生碎裂的現(xiàn)象。2、選擇合金截齒材料2.1選擇的原則采掘機械工作的環(huán)境較為特殊,截齒的工作環(huán)境也就變得更加特殊,這樣就會容易使截齒發(fā)生失效的現(xiàn)象,主要的表現(xiàn)就是截齒丟失、刀頭碎裂、硬質(zhì)合金刀頭脫落和磨損等。由此可見,截齒的材料選擇要滿足一定的強度和硬度要求,其中強度主要指抗彎強度和抗拉強度,當然截齒同時需要滿足較高的沖擊韌性。在研究過程中通常要選擇相對要求較高的材料作為截齒材料,這其中應用相對較廣泛的材料就是中等碳量的稀土低合金貝氏體耐磨鑄鋼。
4、2.2成分組成2.2.1鋼中的主要組成元素有很多,其中碳就是主要元素之一,也是重要的元素之一,因此對鋼的淬透性、強韌性、耐磨性以及硬度就提出了相當高的要求,因為碳對其都有一定的影響。碳的含量既不能過低也不能過高,碳的含量取值范圍應該定為在百分之0.35到百分之0.45之間。含碳量提高了,那么高的強度與硬度也就有了相應的提高。但是由于在鋼的成分中含有一定量的合金元素,其占有的比重主要在百分之3到百分之5之間,正是這些含量不多的合金元素,碳與它們可以形成相應的碳化物,在制作的過程中,形成的碳化物溶解性較差,擴散的程度也不夠充分與均勻,從而就會對奧氏體的穩(wěn)定性造成一定的
5、影響,使其穩(wěn)定性大大降低,含碳量超標,也就會進一步導致淬透性變差,從而使得鋼的韌性進一步降低。如果碳的含量過低,那就會使鋼的淬硬性變差,耐磨性也就會降低。2.2.2鉻、錳是其中相對重要的元素,他們所起到的主要作用是進一步提高鋼的淬透性,從而對在連續(xù)冷卻情況先獲得的貝氏體的組織與結(jié)構(gòu)進一步的改善,從而提高鋼的各方面的性能。2.2.3另一個重要的元素硅,硅在鋼中不會形成相應的碳化物,但是會起到強化的作用,對于鋼的回火穩(wěn)定性也可以起到相應的提高作用,對于第一類回火脆性的發(fā)生起到很好的推遲作用。2.2.4鋼的組成元素中的硼,其作用主要是可以將淬透性提高,同時可以形成相應的
6、硼的碳化物。2.2.5與此同時,將一定的稀土加到鋼中,可以起到將鋼水凈化的作用,同時可以起到細化鑄態(tài)組織的作用。3、設計與制造3.1設計方面3.1.1對于采掘機械截割頭的設計,其幾何形狀要按照一定合理的設計方法來進行設計,不僅要對其幾何形狀合理的設計,更要對其尺寸、相應的集合參數(shù)、截齒的排列方式以及截割時對應的參數(shù)進行相應匹配的設計,要保證在使用的過程中,能夠使合金截齒在工作中均勻的受力,使其磨損的程度盡量相同,保證運動過程中的平穩(wěn)程度,進一步提高截齒割煤巖工作的效率,盡量減少截齒的磨損與損壞可能,以此保證截齒可靠性得到提高。3.1.2在實際操作過程中,需要對實際
7、情況進行仔細的研究與分析,根據(jù)實際開采的地質(zhì)條件進行有針對性的實驗,以便進一步確定煤巖體的硬度系數(shù)與相關(guān)數(shù)據(jù),根據(jù)實驗所得到的數(shù)據(jù)與相關(guān)的硬度指數(shù),選擇不同牌號與型號的截齒和合金刀頭來進行實際開采工作,從而保證截齒的使用壽命達到最大程度,避免不必要的損失,提高抗沖擊能力的同時還可以保證開采工作的順利進行。3.1.3在實際的采掘過程中,采掘機械的截齒齒體材料的選擇有著一定的要求,一般應該采用鍛造性能相對優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。在我國目前的經(jīng)濟與科技水平條件下,普遍應用的主要是35CrMnSi,這種材料在實際的操作工程中,經(jīng)過調(diào)質(zhì)后具有相對較高的疲勞極限,抗沖擊的能力也
8、有所提高,