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上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1耐磨性和强度的分析研究

上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1作为采煤机中比较关键的零部件，同时也是容易发生损坏的零件之一，起导向和支撑的作用，实际生产过程中，因为会连续受到载荷冲击，而且导轨和导向滑靴之间的接触状态为干摩擦，磨损比较严重。

在俯采时，采煤机在自身重量作用下，重心会偏向滚筒一侧，机身压向煤壁，采煤机滚筒与煤壁之间的摩擦力加大，采煤机负荷也随之增加，工作不稳定，有时会出现“噎死”采煤机现象；在仰采时，侧向力主要作用在上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1上，磨损加大，滚筒侧支撑滑靴的垂直支撑力也会加大，导致采煤机行走机构损坏、齿轨轮断裂等故障。针对上述情况，提出了一种采煤机自适应滑靴系统，该系统可对采煤机的仰俯角进行调节，使采煤机重心内移，改善采煤机导向滑靴和支撑滑靴的受力，进而提高其使用寿命，对煤矿高产、**和安全生产具有重要的意义。

上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1是采煤机上重要的零部件,在采煤机上起到了支撑和导向的作用,其正常与否,直接影响着采煤机的正常运行。在实际的井下作业时,由于环境的恶劣多变,使得采煤机导向滑靴不断受到冲击载荷的作用,并且导向滑靴的导向面与导轨的接触面之间是无油干摩擦状态,因此上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1磨损严重,需要经常检修或者直接更换新的导向滑靴,不仅降低了采煤机的使用寿命,更加降低了采煤效率。所以对导向滑靴的强度和耐磨性的分析是非常有必要的。

本文通过静力学理论,对采煤机的整机进行了力学分析,求解出导向滑靴的受力情况;并运用此受力,通过有限元仿真软件对导向滑靴进行了接触应力、摩擦应力以及摩擦状态的仿真,并对导向滑靴的强度进行了校核;实际生产中,导向滑靴的导向面由于摩擦,会产生一定的高温。由于采煤机在作业时推进速度较低,故导向滑靴的散热方式主要以热传导和自然对流换热为主。结合传热学理论知识,解算出适合采煤机井下作业时的对流换热系数,运用有限元仿真软件的温度仿真模块,对导向滑靴工作时的温度场进行了仿真;理论分析了采煤机的磨损机理,并通过模型计算出导向滑靴堆焊层的厚度范围,选取三种常见的上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1堆焊材料进行了摩擦磨损实验。

本文通过以上的分析,得出如下结论:(1)不同工况条件,采煤机整机的受力各不相同,其中采煤机导向滑靴的受力主要受煤层倾角及采煤机仰俯采角影响,且煤层倾角对采煤机整机受力的影响*为显著。(2)导向滑靴在运行中会受到较大的等效应力和接触应力。由于有较大的接触应力,导向滑靴在工作中与销轨有一定的粘连,会在接触面上形成剥落,从而加速了导向滑靴耐磨层的磨损。(3)采煤机工作时,导向滑靴的温度场复杂,极端工况下会产生近150℃的高温,使导向滑靴材料的内部组织发生相变,从而降低材料的硬度,使耐磨性降低,加速了导向滑靴的磨损。(4)导向滑靴耐磨层磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损,温度和压力对导向滑靴耐磨层的耐磨性影响很大,通过耐磨性实验,当选用D、E作为导向滑靴耐磨材料时,采煤机在运行150～200公里时,可考虑对导向滑靴进行检修。

上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1导向滑靴是采煤机重要部件，主要在采煤机行走中起导向和支撑的作用。由于煤矿井下地质条件恶劣，导向滑靴受力复杂，常发生断裂现象，直接影响工作面正常生产。本文通过应用微量Mo、Ni、B、Ti、Al、稀土等对现有材料进行复合变质处理、对新材料的冶炼过程与铸造工艺进行控制、对新材料的热处理工艺进行试验研究及调整等手段，提高新材料的强度、韧度、耐磨性及铸件质量，减少导向滑靴使用过程中事故的发生率，从而延长导向滑靴乃至整台采煤机的使用寿命。

采煤机的上海天地500/600/700采煤机配件导向滑靴SM60PJ3-02-1/SM60JY2-02-1装置的主要功能是在采煤机行进过程中起到支撑和导向作用，实现采煤机在刮板输送机上的平稳运行。导向滑靴是采煤机工作时的易损部件，一般来说，每开采100万t煤时应修复或更换导向滑靴，然而由于井下条件限制，拆装困难且工作量大，所以研究提高采煤机导向滑靴的材质性能，以提高其使用性能，是十分必要的。