提高采煤机截齿可靠性和寿命的途径

1、提高采煤机截齿可靠性和寿命的途径0 引言 在采煤机中，截齿作为截煤工具。在截煤过程中，电动机的 绝大部分功率都消耗在截齿上。 在采煤机上， 可以说截齿是最容 易损坏和更换最频繁的零件，进而在一定程度上影响着吨煤成 本。在提高采煤机的生产效率和降低生产成本方面， 截齿的质量 和工作性能发挥着重要作用。1 截齿的类型截齿按形状分为刀形截齿和镐形截齿， 按安装方向分为径向 截齿和切向截齿。刀形截齿可径向安装，也可切向安装。镐形截 齿只能切向安装，在齿座中能转动，可起到均匀磨损，提高耐磨 寿命的作用。截齿上部是齿头，镶嵌有硬质合金齿尖；截齿下部是齿柄， 装在齿座之中。2 截齿的失效形式 在实际截割煤岩

2、体的过程中，在交变应力和磨损力的作用 下，容易导致截齿发生失效。其失效形式主要表现为：磨损包 围合金部分的齿体， 在一定程度上， 当齿体磨损影响到合金的侧 向分力时，导致合金发生脱落。在破煤过程中，由于合金头部 强度比较低，进而容易破碎，当合金破碎后，齿体磨损进一步加 快。由于齿体强度比较低，使得齿体容易弯曲变形，进而容易 炸裂折断。正常磨损合金、齿体。在工作过程中，由于安装 不牢固进而导致齿体丢失。3 提高截齿可靠性和寿命的途径3.1 提高截齿的质量 强度、冲击韧性、抗磨损程度，以及刀头焊接质量等因素， 在一定程度上影响截齿的使用功效。 在刀体的选材方面， 国内一 般选择35CrMnSiA高

3、强度优质的合金钢，为了获得下贝氏体和马 氏体混合组织， 采用等温淬火工艺对这些材料进行处理， 使截齿 具有较高的强度和塑性，进一步提高其冲击的韧性。采用喷丸强化的冷作硬化处理， 进一步提高截齿表面的强化 层，以及截齿高温抗疲劳强度和抗腐蚀性能。对于 YG11C、 YG13C等硬质合金材料来说， 其特点是强度和韧性比较高； 为确保强度、 塑性、润滑性、耐热性和良好的焊接性能，通常选用 Cu-Zn-Mn 的 105 和 801 做铜基钎料。对于铜基钎料的间隙，国外资料一 般为0.10.15mm，经大量实验检验，最佳间隙通常为0.150.3mm,此时接头处强度最大。弱间隙偏小，增加了材料充 填的难度

4、；如果间隙偏大，损坏毛细管作用，导致钎料充填不充 分，同时造成母材与填缝钎料的合金化作用消失， 这些都会降低 接头处的强度。所以，在焊接过程中，采用选配方法对间隙进行 控制。在截齿制造工艺中， 硬质合金头钎焊在刀身上的质量是很重 要的， 一些损坏的截齿就是因钎焊质量不高而合金头被碰掉。 焊 接是用105号锰铜焊料，钎焊间隙为 0.10.15mm英国为了进 一步提高钎焊接头的强度， 取间隙更小， 使焊接层的最小厚度达 0.06mm所用焊料是含有铜、锌、镉、镍的银合金，其熔化温度 为 630 680C。3.2 选择合理的刀身材料 对于截齿来说，将多晶金钢石镶嵌在特殊设计的碳化钨表面，与普通碳化钨截

5、齿相比，其寿命明显提高。在截割煤岩过程 中，由于截齿需要承受高压应力、剪切应力和冲击负荷等，为了 提高截齿的综合机械化性能， 延长截齿的使用寿命， 一方面需要 确保截齿表面足够的耐磨性，另一方面需要注意截齿材料的韧 性。3.3 选择合理的截齿类型在层理、节理发达或含夹石的脆性煤岩中， 可以使用镐形齿， 对于刀形齿来说， 主要适用于截割坚韧以及层理和节理不发达的 煤岩。在煤质软和、夹矸少的地方，通常使用齿体硬度高、a k值相应较低的截齿，相反，需要提高材料的塑性和韧性，硬度可 以稍微降低一些。3.4 改进截齿的几何形状和参数对于截齿来说， 通常情况下， 其几何参数在一定程度上影响 和制约截齿的截

6、割性能和使用寿命。 截齿的截割阻力和轴向力受 其几何参数的影响， 截齿的排列方式影响截齿的截割状态。 因此， 要根据煤岩物理机械性质的实际情况， 选择相应的排列方式。 如 果排列方式选择不当，将会直接影响截齿的可靠性。在实际的截煤过程中， 对于韧性煤， 镐形齿与刀形截齿相比， 其切削阻力比较大，并且磨损比较快；对于脆性坚硬的煤岩，或 者磨蚀性较强的煤岩， 镐形齿与刀形齿相比， 由于自身的安装结 构能够进行自转， 使截齿磨损均匀分布， 进而在一定程度上延长 了其使用寿命。有人曾经做过试验： 如图 1 所示，当镐形截齿刀头圆锥角和 安装分别为 75、 50时，这时的截割阻力最小。75 /250 图 1 镐形截齿结构图 但是，在使用过程中，如果刀头太尖，容易破碎，建议圆锥 角为 85。通过图 1 可以看出，与刀体下部角度相比，包围刀 尖的角度明显不同， 这样处理的作用是减小与煤体的摩擦。 如果 此处磨损过大，容易导致刀头脱落。所以，此处的锥度与大小直 径非常重要，如果设计不合理，容易造成磨损。3.5 使用大截齿为提高产量， 采煤机的牵引速度明显增大。 为了提高块煤率 和降低煤