如何提高截齒的性能？
來源：森工機械 發(fā)布時間：2020-11-25
采煤機截齒是直接破碎煤體的刀具，是實現煤炭現代化施工的主要設備。它在工作中經常受到強烈的沖擊和磨損，更換截齒的工作也很頻繁，在使用的過程中能夠減少勞動力，提高員工的安全，在采煤機施工的過程中截齒工作作為主要的承力者，它消耗量的大小直接關系到采煤成本的高低，因此，設計出結構合理、選材正確的截齒具有重要意義。
鎬形截齒撞擊煤巖體的過程中，截齒齒尖以一定的角度鍥入煤巖體內，從而使煤巖體被壓部位逐漸粉碎。隨著截齒鍥入深度的增加，煤巖體內部的壓張力逐漸增大，使被粉碎的煤巖體的截面不斷擴大。同時，被壓部位表面會產生大的彈性變形，從而使煤巖體斷裂，并形成扇形落煤。
提高截齒性能的技術途徑
1 抗沖擊、耐磨、無裂紋的硬質合金刀頭研制 在硬質合金研究方面,與株洲硬質合金廠合作,對硬質合金進行了研究。通過對國內外硬質合金刀頭的解剖分析,得出國外合金與國產合金的3項性能(磁力、比重、硬度)基本接近。在合金的顯微結構上,也很難看出兩者有很大差距。但是國外刀頭的耐沖擊性和耐磨性比較明顯地優(yōu)于國產刀頭合金,主要是由于國產刀頭合金原料純度低,粉末成型工藝落后造成的。為此,對硬質合金新材質新工藝進行了研究。研制的截齒刀頭選用了優(yōu)質原料,改進成型工藝和合金制取工藝(高純鎢粉、高溫還原、高溫碳化)等3條技術措施,提高了截齒刀頭的壽命。研制的合金具有高韌性、高耐磨性和高沖擊性。
2 耐磨層的堆焊
為了解決截齒在采煤過程中的快速磨損失效問題，采用堆焊方式(或其他冶金方式)在截齒錐頂(硬質合金刀頭)以下齒體部位，沿圓周方向堆焊一個寬度約20-30mm、厚度2-3mm的環(huán)形帶。此環(huán)形帶即稱之為耐磨堆焊層。常用的耐磨堆焊材料為馬氏體堆焊合金(D317，D327，DG7等)、高鉻Fe-Cr-C合金系(D688，D638等)、碳化鎢、碳化鈮(北京固本牌KB515)等。從機理上講，截齒耐磨堆焊層的作用是：1、彌補或改變因硬質合金刀頭釬焊工藝在齒體圓周形成的性能劣化現象(指先熱處理后釬焊工藝生產的截齒)。2、進一步優(yōu)化或強化刀頭部分使用性能。當然，采用先釬焊刀頭后整體熱處理截齒的制造工藝時，后者的作用更為突出。然而，實際情況并不簡單，截齒耐磨堆焊層的出現和使用，將截齒刀頭與被切割煤巖之間的磨擦、沖擊等作用，轉換為或部分轉換為堆焊層與被切割煤巖之間的磨擦、沖擊等作用。它們之間的磨擦磨損、沖擊損傷等，不僅取決于兩個接觸體材料的特性及其匹配行為，同時還受到采煤過程中諸多因素的影響。
3 刀體材質的研究
目前國內掘進機截齒刀體的材料多為合金結構鋼35CrMnSiA ,這種材料在淬火低溫回火或等溫淬火后,有較高的綜合機械性能,但該材料橫向性能比縱向性能差,有明顯的回火脆性等缺陷。為此,進行了用42CrMo合金結構鋼作為截齒體材料的研究。42CrMo同樣屬于中淬透合金鋼,該鋼無回火脆性,調質后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力,與35CrMnSiA合金鋼相比,更適合截齒的受力特性,試驗結果表明,該鋼制作的齒體頭部的抗裂性能和沖擊韌性要比35CrMnSiA鋼種好。因此,42CrMo合金結構鋼比35CrMnSiA合金結構鋼更適宜作截齒材料。
4 焊縫間隙的研究
截齒釬焊焊縫間隙的大小是影響焊縫致密性和焊縫強度的關鍵因素。間隙太小,妨礙釬焊料流入;間隙過大,破壞釬焊縫的毛細管作用,使釬料不能填滿焊縫間隙。截齒的釬焊,是鋼與硬質合金的異種材料焊接,考慮硬質合金的線膨脹系數是鋼的1Π2～1Π3 ,因此釬焊縫間隙應比鋼對鋼焊接時稍小。
