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数控等离子耐磨技术的综采中部槽修复

发布时间:2020-04-02来源:点击:1744

一、数控等离子耐磨技术


数控等离子耐磨技术是近年来逐渐发展与成熟的一种金属表面改性技术。相比传统的耐磨堆焊技术,其可控性更好,效率更高,修复的耐磨层表面质量更好。相比先进的激光熔覆技术,其成本低,故数控等离子技术特别适合中部槽的耐磨修复

数控等离子耐磨技术原理:通过数控系统控制伺服电机,实现两轴或三轴运动,等离子炬按照既定程序在中部槽表面进行耐磨层修复。在工作时,等离子束作为高能热源,在基材表面形成熔池,合金粉末、基材、熔池相互作用,形成一系列的耐磨强化相,从而达到中部槽表面耐磨修复的效果。


二、数控等离子耐磨技术设备


数控等离子耐磨技术设备主要包括等离子耐磨修复技术数控系统及重力送粉系统。其中,数控系统主要通过预先设定的程序控制等离子炬的移动,从而保证综采中部槽的修复轨迹,重力送粉系统主要用来供应等离子修复所需的耐磨合金粉末。

 

2.1等离子耐磨修复技术数控系统


数控等离子耐磨修复系统由等离子电源启弧、息弧,伺服电机控制修复轨迹,其示意图如下图1所示。

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1等离子耐磨修复技术数控系统

等离子耐磨修复技术数控系统通过PLC控制模块及伺服驱动器控制电机,实现两轴及三轴运动。同时,通过人机界面可以实现熔炼图形的选择及熔炼参数的修改。另外,其冷却系统具有温度自动调节功能,且添加了冷却水流量低保护、冷却水温度高保护以及送风压力低保护装置。因此,该修复技术数控系统能够实现冷却水、送粉、送气、供电等系统的集中控制。

2.2 重力送粉系统
重力送粉系统由储粉罐、气动控制阀和等离子炬组成,其中等离子炬集中了主电路、引弧电路、离子气路、送粉气路、粉路和冷却水路,整个设备就是通过它来达到综采设备中部槽耐磨修复的目的,是该系统的核心技术所在,其示意图如图2所示。

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重力送粉系统示意图


重力送粉系统的原理是依靠粉末自身的重力进入输粉管道该系统是一个循环的过程,其主要运行原理为:起动电磁阀打开气缸动作送粉开关开启合金粉末分两路进入等离子炬。同时送粉气阀开启调节流量计送粉气分两路进入等离子炬调节送粉量大小。


三、应用效果


中部槽修复的实施方法主要是利用该数控等离子耐磨技术,在磨损的中部槽表面进行表面堆焊,将要修复的轨迹进行数控编程,输入该数控等离子耐磨熔覆机中,然后进行中部槽的耐磨强化和修复。

采用数控等离子耐磨技术修复综采中部槽,40TX中部槽的修复轨迹图如图3所示。

图片3.jpg


3  40TX中部槽(中板)数控等离子耐磨技术修复轨迹图

对所修复的中部槽进行硬度测试和磨损测试,其硬度值见表1,磨损测试实验参数为压力45N,预磨1000转,磨损2000转,转速为200/min,其实验数据见表2.

图4.jpg

数控等离子耐磨技术修复中部槽硬度测试值(HRC

由表1可以看出,经过数控等离子耐磨技术修复后的中部槽硬度提高,平均值约为57HRC。硬度的提高说明了等离子耐磨修复过程中使用的专用耐磨合金粉末硬度达到了使用要求。

图5.jpg

数控等离子耐磨技术修复中部槽磨损实验数据(g

由表2可以看出,经过数控等离子耐磨技术修复后的中部槽磨损失重量显著减少。磨损的平均值仅为标准块的十分之一,说明修复后耐磨性显著提高。因为中部槽的磨损主要产生原因有磨料磨损、黏着磨损、接触疲劳磨损,刮板输送机运行时,会受到各种摩擦力的作用,当中部槽修复后,这些磨损先作用于修复的耐磨层,从而提高中部槽的使用寿命。磨损实验结果说明,本文所介绍的基于数控等离子的耐磨技术适用于综采中部槽的修复,而且所采用的专用耐磨合金粉末符合中部槽耐磨性要求。
该数控等离子耐磨技术于20135月在宁煤梅花井矿井实验,修复后中部槽寿命提高1.5-2倍,并与201311月在宁夏煤业灵新煤矿进行实验,修复1套工作面槽体,使用效果良好,修复后使用寿命提高约2.5倍。

四、结语

1)基于数控等离子耐磨技术的综采中部槽修复,中部槽寿命提高了约2倍,取得了良好的修复效果,说明数控等离子耐磨技术适用于综采中部槽修复。

2)数控等离子耐磨技术修复中部槽,抗磨性能显著提高,具有较好的经济效益和社会效益。




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