發(fā)布時間：2020-04-20 21:08

【摘要】：刮板輸送機是煤炭生產(chǎn)中不可或缺的運輸設(shè)備,其服役時間的長短影響著煤礦的經(jīng)濟效益,而中部槽作為刮板輸送機核心部件,其工作狀態(tài)直接決定著刮板輸送機的壽命。中部槽過度磨損會造成刮板輸送機的失效,導(dǎo)致煤礦損失嚴(yán)重。為了探究刮板輸送機中部槽的磨損行為,本文利用試驗分析和有限元仿真技術(shù)對中部槽的磨損進行了研究。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)生成隨機粗糙表面,進一步得到了具有粗糙表面的實體模型,之后對其表面接觸和滑動進行了有限元仿真。粗糙表面的實際接觸面積極小,并隨壓力的升高而增加,滑動速度只是影響其波動性。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)力場的分析表明,在滑動階段,最大應(yīng)力會從表面轉(zhuǎn)移到亞表層,致使實體內(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,通過調(diào)壓變速摩擦試驗機進行了兩體金屬對磨試驗。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摩擦系數(shù)的影響。然后,在不同加載壓力和滑動速度下進行試驗,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性增加,隨著滑動速度的升高先增加較快后增加變慢。此外,還對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,并進行了工業(yè)分析和物理性質(zhì)的測定。通過與矸石和水的配比,得到了不同煤種、粒度、含水率、含矸率工況下的磨料。在磨粒磨損試驗機上進行了單因素試驗,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。為了評價不同因素對中部槽磨損影響的大小,設(shè)計并開展了六因素三水平L_(18)(3~6)正交試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)含水率、壓力和含矸率對中部槽磨損影響顯著,而煤種、粒度和滑動速度影響不顯著。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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD528.3

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