CN103662636B - 一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽及其制造方法，该自润滑耐磨轻型刮板机溜槽由主要承担承载功能的结构模块和主要承担使用寿命功能的工作层模块组成；结构模块包括中溜基板（1）和槽帮（2），工作层模块包括金属基高耐磨复合材料板(3)和改性高分子材料自润滑耐磨板(4)；所述的中溜基板（1）的两侧焊接有槽帮（2）；金属基高耐磨复合材料板(3)和改性高分子材料自润滑耐磨板(4)设置在中溜基板（1）的上表面上。该溜槽具有高耐磨、自润滑、低噪音和轻量化以及结构模块的重复使用和零部件可再制造等特点。

Description

一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种刮板机溜槽，特别涉及一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽及其制造方法，属于矿山机械领域。

背景技术

煤矿刮板输送机溜槽是采煤过程中的一个重要消耗部件，长壁采煤工作面上的刮板输送机溜槽工作环境恶劣。刮板输送机溜槽与刮板及物料之间产生的摩擦、冲击等因素引起溜槽磨损，输送物料对溜槽产生腐蚀。这些因素使得刮板输送机溜槽在正常的输送过程中，由于磨损、腐蚀等原因遭到破坏，并且经常出现跳链卡死现象，导致断链和电机过载甚至烧毁电机等故障。这使得刮板机溜槽寿命短，消耗量大，造成大量的资源浪费和低下的生产效率。

目前刮板输送机溜槽主要有锰钢焊接而成，其结构和设计方法存在一些缺陷，有很大的改进余地。锰钢的抗磨性能和抗腐蚀性能在煤矿采煤工作面上的工况下显得不足。运输的物料对溜槽表面的冲击和摩擦使得锰钢表面产生塑性变形、疲劳裂纹以及磨粒磨损等。物料成分复杂，含有大量的硫化物、松节油等强腐蚀性成分，并且水的存在使得锰钢表面氧化产生氧化磨损。腐蚀和氧化加剧了磨损，反过来，磨损导致裸露了新鲜的金属表面又加剧了腐蚀和氧化的程度。严重的摩擦也导致刮板机运行过程中产生的噪音极大，并耗费大量的电力能源。这使得目前传统的刮板机溜槽的可拆卸性、可回收性、可维护性和可重复利用性较差，而且寿命低下，对环境的综合影响较大且资源消耗量巨大。

发明内容

本发明目的是为解决上述问题，将提供一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽及其制造方法。使得刮板机溜槽从设计、制造、使用到报废处理的整个生命周期中，延长溜槽的使用寿命，减小对环境的负面影响，提高资源利用率，并实现溜槽的再制造。

本发明的技术方案是：一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：由主要承担承载功能的结构模块和主要承担使用寿命功能的工作层模块组成；结构模块包括中溜基板和槽帮，工作层模块包括金属基高耐磨复合材料板和改性高分子材料自润滑耐磨板；所述的中溜基板的两侧焊接有槽帮；金属基高耐磨复合材料板和改性高分子材料自润滑耐磨板设置在中溜基板的上表面上。

所述的中溜基板的厚度为4mm至10mm，材质为16Mn钢板；所述的槽帮厚度为8mm至20mm，材质为槽帮钢M510、M540或M565中的其中一种。

所述的金属基高耐磨复合材料板和改性高分子材料自润滑耐磨板交替间隙排列，并通过螺栓固定在中溜基板上。

所述的金属基高耐磨复合材料板和改性高分子材料自润滑耐磨板之间的间隙为20mm至60mm。

所述的金属基高耐磨复合材料板的长度为400mm至1500mm，宽度为50mm至200mm，金属基高耐磨复合材料板是由基材和熔覆层组成，熔覆层熔覆在基材的外表面上；其中基材的材质是16Mn钢板。

所述的改性高分子材料自润滑耐磨板长度为400mm至1500mm，宽度为50mm至200mm，其材质为改性MC尼龙。

所述的中溜基板、槽帮、金属基高耐磨复合材料板和改性高分子材料自润滑耐磨板的长度相同。

所述的熔覆层是采用激光熔覆，用于激光熔覆的原材料组成为：42CrMo粉为55%，粒度为-200目全粉；65镍合金粉为20%，粒度为-200目全粉；纳米碳化钨为5%，粒度为20nm～200nm；铝粉为15%，粒度为-200目全粉；石墨为5%，粒度为-325目全粉，上述百分数均为重量百分比。

所述的改性MC尼龙的是由下述化学原料按下述的重量比组成：1.5%二硫化钼、8%石墨粉、15%滑石粉、8%玻璃纤维、3%二氧化硅、0.5%二氧化钛和64%MC尼龙，所述的MC尼龙是由下述化学原料按下述的重量比组成：92%己内酰胺、5%己内酰胺钠催化剂和3%的多苯基多亚甲基多异氰酸酯胶粘剂。

所述的改性MC尼龙的制备方法包括如下步骤：

1）所述的MC尼龙制备，将92%己内酰胺放入反应器中，加热熔融，当温度为130度时，开真空泵减压至-0.1Mpa蒸馏10分钟，停止抽真空，并将温度控制在140度，依次加入5%己内酰胺钠催化剂和3%的多苯基多亚甲基多异氰酸酯胶粘剂搅拌均匀，然后浇铸到已经余热160度的模具中，聚合10分钟即可；

2）依次将1.5%二硫化钼，8%石墨粉，15%滑石粉，8%玻璃纤维，3%二氧化硅，0.5%二氧化钛加入到64%步骤1的MC尼龙混合均匀即可；

上述步骤1和2的百分数均为重量百分数。

本发明的优点是：本发明的结构模块由锰钢制作，厚度比传统溜槽薄，耐磨板使用报废后，作为结构模块的中溜基板和槽帮可进行重复利用或再制造。工作层模块由具有激光熔覆层的金属基高耐磨复合材料块和改性高分子材料自润滑耐磨办交替间隙排列而成，具有高耐磨性能和自润滑性能，并且易于更换。从而实现溜槽的高耐磨、自润滑、降低运行噪音和轻量化以及结构模块的重复使用和金属基高耐磨复合材料等零部件的再制造。两种耐磨板交替间隙排列，刮板机运行前，用煤粉将其间隙填平；由于中溜基板比传统设计的溜槽板较薄、改性高分子材料具有很低的密度以及使用煤粉填充耐磨板之际的间隙，使得溜槽重量比传统溜槽减轻20%至30%。使用耐磨板及煤粉填充间隙技术后，由于耐磨性能的提升和耐磨板具有自润滑功能，比传统溜槽寿命提高近一倍，能耗降低30%至40%。

下面结合实施例及实施例附图对本发明做进一步的描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明刮板机溜槽的结构示意图；

图2是本发明刮板机溜槽的横向截面示意图。

图中，1、中溜基板；2、槽帮；3、金属基高耐磨复合材料板；4、改性高分子材料自润滑耐磨板；5、基材；6、熔覆层。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，由主要承担承载功能的结构模块和主要承担使用寿命功能的工作层模块组成；结构模块包括中溜基板1和槽帮2，工作层模块包括金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4；所述的中溜基板1的两侧焊接有槽帮2；金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4设置在中溜基板1的上表面上。

实施例2

如图1和图2所示，

一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，由主要承担承载功能的结构模块和主要承担使用寿命功能的工作层模块组成；结构模块包括中溜基板1和槽帮2，工作层模块包括金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4；所述的中溜基板1的两侧焊接有槽帮2；所述的金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4交替间隙排列，并通过螺栓固定在中溜基板1上。金属基高耐磨复合材料板3共3块，两边和中间各一块，改性高分子材料自润滑耐磨板4共两块。金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4之间的间隙为28mm，两边金属基高耐磨复合材料板3与槽帮2距离为14mm。

所述的中溜基板1的长1210mm，宽640mm，厚5mm，材质为16Mn钢板；所述的槽帮为GB/T3414规定的M15型，长度为1210mm，材质为M510。

所述的金属基高耐磨复合材料板尺寸为：长1210mm，宽100mm，厚度10mm。

所述的金属基高耐磨复合材料板3是由基材5和熔覆层6组成，熔覆层6熔覆在基材5的外表面上。厚度10mm的金属基高耐磨复合材料板3中，基材5厚度为6mm，熔覆层6为4mm；其中基材5的材质是16Mn钢板。

熔覆层6是采用激光熔覆，用于激光熔覆的原材料组成为（重量比）：42CrMo粉为55%，粒度为-200目全粉；65镍合金粉为20%，粒度为-200目全粉；纳米碳化钨为5%，粒度为20nm～200nm；铝粉为15%，粒度为-200目全粉；石墨为5%，粒度为-325目全粉，激光熔覆方法属于公知技术，这里就不做详细描述。

所述的改性高分子材料自润滑耐磨板4尺寸为：长1210mm，宽100mm，厚度10mm。其材质为改性MC尼龙。所述的改性MC尼龙的是由下述化学原料按下述的重量比组成：1.5%二硫化钼、8%石墨粉、15%滑石粉、8%玻璃纤维、3%二氧化硅、0.5%二氧化钛和64%MC尼龙，所述的MC尼龙是由下述化学原料按下述的重量比组成：92%己内酰胺、5%己内酰胺钠催化剂和3%的多苯基多亚甲基多异氰酸酯（简称PAPI）胶粘剂。

改性MC尼龙的制备方法包括如下步骤：

1）所述的MC尼龙制备，将92%己内酰胺放入反应器中，加热熔融，当温度为130度时，开真空泵减压至-0.1Mpa蒸馏10分钟，停止抽真空，并将温度控制在140度，依次加入5%己内酰胺钠催化剂和3%的多苯基多亚甲基多异氰酸酯（简称PAPI）胶粘剂搅拌均匀，然后浇铸到已经余热160度的模具中，聚合10分钟即可。

2）依次将1.5%二硫化钼，8%石墨粉，15%滑石粉，8%玻璃纤维，3%二氧化硅，0.5%二氧化钛加入到64%步骤1的MC尼龙混合均匀即可。上述步骤1和2的百分数均为重量百分数。

在MC尼龙制备中，采用多苯基多亚甲基多异氰酸酯替代现有技术所采用的甲苯二异氰酸脂（简称TDI），可降低毒性。

上述的化学原料都可以从市场上直接购得，其中，MC尼龙也可以直接从市场直接购得。

本实施例中金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4与中溜基板连接螺栓为M8×15，每块板采用3个螺栓固定。

本发明的自润滑耐磨轻型刮板机溜槽在使用时，用煤粉填平溜槽内耐磨板之间的间隙。

上述实施例中的中溜基板、槽帮、金属基高耐磨复合材料板和改性高分子材料自润滑耐磨板尺寸不仅限于实施例中的尺寸，只要是所述的中溜基板1的厚度为4mm至10mm，所述的槽帮2厚度为8mm至20mm，材质为槽帮钢M510、M540或M565中的其中一种；所述的金属基高耐磨复合材料板3和改性高分子材料自润滑耐磨板4之间的间隙为20mm至60mm。所述的金属基高耐磨复合材料板3的长度为400mm至1500mm，宽度为50mm至200mm，所述的改性高分子材料自润滑耐磨板(4)长度为400mm至1500mm，宽度为50mm至200mm范围均可。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：由主要承担承载功能的结构模块和主要承担使用寿命功能的工作层模块组成；结构模块包括中溜基板（1）和槽帮（2），工作层模块包括金属基高耐磨复合材料板(3)和改性高分子材料自润滑耐磨板(4)；所述的中溜基板（1）的两侧焊接有槽帮（2）；金属基高耐磨复合材料板(3)和改性高分子材料自润滑耐磨板(4)设置在中溜基板（1）的上表面上；所述的金属基高耐磨复合材料板(3)的长度为400mm至1500mm，宽度为50mm至200mm，金属基高耐磨复合材料板(3)是由基材（5）和熔覆层（6）组成，熔覆层（6）熔覆在基材（5）的外表面上；其中基材（5）的材质是16Mn钢板；所述的熔覆层（6）是采用激光熔覆，用于激光熔覆的原材料组成为：42CrMo粉为55%，粒度为-200目全粉；65镍合金粉为20%，粒度为-200目全粉；纳米碳化钨为5%，粒度为20nm～200nm；铝粉为15%，粒度为-200目全粉；石墨为5%，粒度为-325目全粉，上述百分数均为重量百分比。

2.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的中溜基板（1）的厚度为4mm至10mm，材质为16Mn钢板；所述的槽帮（2）厚度为8mm至20mm，材质为槽帮钢M510、M540或M565中的其中一种。

3.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的金属基高耐磨复合材料板(3)和改性高分子材料自润滑耐磨板(4)交替间隙排列，并通过螺栓固定在中溜基板（1）上。

4.根据权利要求3所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的金属基高耐磨复合材料板(3)和改性高分子材料自润滑耐磨板(4)之间的间隙为20mm至60mm。

5.根据权利要求1、3和4中的任意一个所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的改性高分子材料自润滑耐磨板(4)长度为400mm至1500mm，宽度为50mm至200mm，其材质为改性MC尼龙。

6.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的中溜基板（1）、槽帮（2）、金属基高耐磨复合材料板（3）和改性高分子材料自润滑耐磨板（4）的长度相同。

7.根据权利要求5的所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的改性MC尼龙的是由下述化学原料按下述的重量比组成：1.5%二硫化钼、8%石墨粉、15%滑石粉、8%玻璃纤维、3%二氧化硅、0.5%二氧化钛和64%MC尼龙，所述的MC尼龙是由下述化学原料按下述的重量比组成：92%己内酰胺、5%己内酰胺钠催化剂和3%的多苯基多亚甲基多异氰酸酯胶粘剂。

8.根据权利要求7的所述的一种自润滑耐磨轻型刮板机溜槽，其特征在于：所述的改性MC尼龙的制备方法包括如下步骤：

1）所述的MC尼龙制备，将92%己内酰胺放入反应器中，加热熔融，当温度为130度时，开真空泵减压至-0.1Mpa蒸馏10分钟，停止抽真空，并将温度控制在140度，依次加入5%己内酰胺钠催化剂和3%的多苯基多亚甲基多异氰酸酯胶粘剂搅拌均匀，然后浇铸到已经余热160度的模具中，聚合10分钟即可；

2）依次将1.5%二硫化钼，8%石墨粉，15%滑石粉，8%玻璃纤维，3%二氧化硅，0.5%二氧化钛加入到64%步骤1的MC尼龙混合均匀即可；

上述步骤1）和步骤2）的百分数均为重量百分数。