铲斗是电铲的主要工作部件,每年几百万吨矿石和原煤铲掘和铲运都要通过电铲斗来完成。在作业过程中铲斗受到物料的冲击和强烈磨损,仅3~4个月,覆盖在铲斗内表面的衬板就严重的磨损需要更换修理。铲斗的维修和衬板的更换历来是各露天煤矿的重要工作,每年的维修费用极高、工作强度极大,下面小编做一简要介绍。
1.矿用电铲铲斗的失效分析
电铲铲斗由斗体和斗门2部分组成。斗体是铲斗的框架主体,外形类似前后两面开口的方形壳体。在作业过程中,斗体的底板和两面侧板均与物料产生强烈磨擦,受到物料的强烈磨损。斗门与斗体之间设计成可以任意关闭或开启。铲装物料时,斗门与斗体之间是闭合的,电铲斗铲装物料后仰起,在此过程中,物料滑向斗门方向并冲击斗门。当铲斗移动到矿用汽车的车厢上方时,斗门开启,物料滑落到车厢内。因此可以认为,斗体受到的磨损是典型的磨粒磨损,而斗门受到带有冲击的磨损。
为更换维修方便,铲斗的斗体和斗门磨损部位全部覆盖一层衬板,衬板与铲斗母体采用塞焊固定。观察斗体和斗门衬板的磨损表面,除了金属体积的磨损外,还可看到有很深的沟痕。
这种沟痕的产生表明,岩石的硬度高于金属衬板的表面硬度。采剥物料中的主要磨料是石英,石英的硬度为Hv1000~1100,而经过淬一回火的以马氏体为主相的合金钢,其表面硬度仅为Hv500~800。据了解,目前铲斗衬板的材料多数为锰钢、高锰钢和合金钢,即使经过形变硬化或热处理淬火也仅为马氏体组织为主。因此,衬板表面受到磨损是难以避免的。
2.铲斗耐磨材料的要求
铲斗的失效分析表明,铲斗衬板的失效报废主要是物料的磨粒磨损造成。根据磨损学的研究机理,当金属材料的表面硬度Hm等于或大于磨料的表面硬度Ha,金属材料表面的磨损才会大大减轻。上文提到,构成对铲斗磨损的主要物料是岩石中的石英,其硬度为Hv1000~1100,因此若提高铲斗的使用寿命满足2个条件,一是衬板材料表面要有极高的硬度和耐磨性,二是从安装工艺上考虑,衬板要有良好的焊接性。
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