【摘要】：刮板輸送機(jī)是煤炭生產(chǎn)中不可或缺的運(yùn)輸設(shè)備,其服役時(shí)間的長(zhǎng)短影響著煤礦的經(jīng)濟(jì)效益,而中部槽作為刮板輸送機(jī)核心部件,其工作狀態(tài)直接決定著刮板輸送機(jī)的壽命。中部槽過(guò)度磨損會(huì)造成刮板輸送機(jī)的失效,導(dǎo)致煤礦損失嚴(yán)重。為了探究刮板輸送機(jī)中部槽的磨損行為,本文利用試驗(yàn)分析和有限元仿真技術(shù)對(duì)中部槽的磨損進(jìn)行了研究。為了研究中部槽表面微觀摩擦磨損現(xiàn)象及規(guī)律,利用分形函數(shù)生成隨機(jī)粗糙表面,進(jìn)一步得到了具有粗糙表面的實(shí)體模型,之后對(duì)其表面接觸和滑動(dòng)進(jìn)行了有限元仿真。粗糙表面的實(shí)際接觸面積極小,并隨壓力的升高而增加,滑動(dòng)速度只是影響其波動(dòng)性。表面接觸壓力分布不均勻,微凸體上承受了比外載荷大得多的壓力。應(yīng)力場(chǎng)的分析表明,在滑動(dòng)階段,最大應(yīng)力會(huì)從表面轉(zhuǎn)移到亞表層,致使實(shí)體內(nèi)部首先產(chǎn)生疲勞源而發(fā)生磨損。為了研究中部槽兩體磨損規(guī)律,通過(guò)調(diào)壓變速摩擦試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了兩體金屬對(duì)磨試驗(yàn)。首先分析了試樣表面磨損面積與磨損行程的關(guān)系,之后考察了不同材料、不同壓力和不同表面粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響。然后,在不同加載壓力和滑動(dòng)速度下進(jìn)行試驗(yàn),分別獲得了中部槽材料隨壓力和滑速的變化關(guān)系。中部槽磨損量隨著壓力的升高幾乎是線(xiàn)性增加,隨著滑動(dòng)速度的升高先增加較快后增加變慢。此外,還對(duì)比了同一工況條件下六種中部槽材料的耐磨性,結(jié)果表示,隨著材料表面硬度的升高,其耐磨性增加,不同材料的磨損量與表面硬度呈負(fù)相關(guān)。分析了多種對(duì)中部槽磨損有影響的因素,選取三種不同變質(zhì)程度的煤料,并進(jìn)行了工業(yè)分析和物理性質(zhì)的測(cè)定。通過(guò)與矸石和水的配比,得到了不同煤種、粒度、含水率、含矸率工況下的磨料。在磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了單因素試驗(yàn),得到了中部槽磨損與各因素的關(guān)系。結(jié)果表明,變質(zhì)程度越深、哈氏可磨性指數(shù)越低的煤種對(duì)中部槽的磨損越大;粒度越大,中部槽磨損越大;中部槽磨粒磨損量隨著含矸率的升高而增加,隨著含水率的升高先減小后增大。為了評(píng)價(jià)不同因素對(duì)中部槽磨損影響的大小,設(shè)計(jì)并開(kāi)展了六因素三水平L_(18)(3~6)正交試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)含水率、壓力和含矸率對(duì)中部槽磨損影響顯著,而煤種、粒度和滑動(dòng)速度影響不顯著。之后利用掃描電鏡考察中部槽試樣磨損表面形貌,發(fā)現(xiàn)在低含水率工況下的磨損機(jī)制為磨粒磨損,并且隨著含水率的升高,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦g磨損。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TD528.3

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