刮板输送机中部槽磨损行为试验研究

发布时间：2020-04-20 21:08

【摘要】：刮板输送机是煤炭生产中不可或缺的运输设备,其服役时间的长短影响着煤矿的经济效益,而中部槽作为刮板输送机核心部件,其工作状态直接决定着刮板输送机的寿命。中部槽过度磨损会造成刮板输送机的失效,导致煤矿损失严重。为了探究刮板输送机中部槽的磨损行为,本文利用试验分析和有限元仿真技术对中部槽的磨损进行了研究。为了研究中部槽表面微观摩擦磨损现象及规律,利用分形函数生成随机粗糙表面,进一步得到了具有粗糙表面的实体模型,之后对其表面接触和滑动进行了有限元仿真。粗糙表面的实际接触面积极小,并随压力的升高而增加,滑动速度只是影响其波动性。表面接触压力分布不均匀,微凸体上承受了比外载荷大得多的压力。应力场的分析表明,在滑动阶段,最大应力会从表面转移到亚表层,致使实体内部首先产生疲劳源而发生磨损。为了研究中部槽两体磨损规律,通过调压变速摩擦试验机进行了两体金属对磨试验。首先分析了试样表面磨损面积与磨损行程的关系,之后考察了不同材料、不同压力和不同表面粗糙度对摩擦系数的影响。然后,在不同加载压力和滑动速度下进行试验,分别获得了中部槽材料随压力和滑速的变化关系。中部槽磨损量随着压力的升高几乎是线性增加,随着滑动速度的升高先增加较快后增加变慢。此外,还对比了同一工况条件下六种中部槽材料的耐磨性,结果表示,随着材料表面硬度的升高,其耐磨性增加,不同材料的磨损量与表面硬度呈负相关。分析了多种对中部槽磨损有影响的因素,选取三种不同变质程度的煤料,并进行了工业分析和物理性质的测定。通过与矸石和水的配比,得到了不同煤种、粒度、含水率、含矸率工况下的磨料。在磨粒磨损试验机上进行了单因素试验,得到了中部槽磨损与各因素的关系。结果表明,变质程度越深、哈氏可磨性指数越低的煤种对中部槽的磨损越大;粒度越大,中部槽磨损越大;中部槽磨粒磨损量随着含矸率的升高而增加,随着含水率的升高先减小后增大。为了评价不同因素对中部槽磨损影响的大小,设计并开展了六因素三水平L_(18)(3~6)正交试验,结果发现含水率、压力和含矸率对中部槽磨损影响显著,而煤种、粒度和滑动速度影响不显著。之后利用扫描电镜考察中部槽试样磨损表面形貌,发现在低含水率工况下的磨损机制为磨粒磨损,并且随着含水率的升高,逐渐转变为腐蚀磨损。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD528.3

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