[實用新型]一種高耐磨全壽命安全型采煤截齒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520589616.7
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN204941538U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜洪奎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學(xué)院
• 主分類號: E21C35/183
• 分類號: E21C35/183
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及采煤截齒，尤其是涉及一種高耐磨全壽命安全型采煤截齒。

背景技術(shù)

采掘機(jī)械所用的采煤刀具稱為截齒，它是綜采機(jī)上直接切割煤巖的關(guān)鍵零件。截齒是易損件，對噸煤成本有一定的影響，所以提高截齒質(zhì)量，延長其使用壽命，對提高采煤機(jī)工作效率和降低生產(chǎn)成本有重要意義。

截齒是直接截割煤和巖石的，它受到煤和巖石的磨粒磨損和沖擊，因此，對截齒的基本要求是：（1）高耐磨性；（2）高強(qiáng)韌性。當(dāng)遇到夾矸及斷層時不僅要求耐磨性好，而且耐沖擊，最好達(dá)到刀頭不崩裂，刀體不磨損。

一般的硬質(zhì)合金截齒生產(chǎn)工藝過程是：齒體鍛造——熱處理——釬焊硬質(zhì)合金頭，這樣的結(jié)果是釬焊硬質(zhì)合金的熱循環(huán)會使齒體退火而變軟，降低了截齒的耐磨性；還有生產(chǎn)廠家采取如下的生產(chǎn)工藝：齒體鍛造——釬焊硬質(zhì)合金頭——整體熱處理，這樣的結(jié)果是整體熱處理會影響到合金頭的性能，會在釬焊縫及硬質(zhì)合金頭中產(chǎn)生微裂紋，損害截齒使用壽命。這是一對很難解決的矛盾。針對截齒在使用中的難題，國內(nèi)外都采取了種種措施，但是目前使用的截齒仍不夠理想。

瓦斯和煤塵爆炸是嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害，此類事故一旦發(fā)生將造成群死群傷的嚴(yán)重后果，不僅嚴(yán)重影響礦井經(jīng)濟(jì)效益，而且會影響整個煤炭行業(yè)的整體形象，帶來嚴(yán)重的社會問題。

瓦斯爆炸發(fā)生必須具備三個條件：（1）瓦斯?jié)舛仍诒O限范圍內(nèi)（5%——16%）（2）足夠能量的引火源（3）空氣瓦斯混合氣體中氧含量在12%以上。因此防止瓦斯爆炸事故發(fā)生的重點在兩個方面，其一是采取各種措施防止瓦斯聚集，目前采取的瓦斯抽采，通風(fēng)排放就是為了防止瓦斯聚集。而消除引起瓦斯爆炸的能量源是瓦斯爆炸的另一重要技術(shù)手段。煤塵爆炸預(yù)防也有類似情況。

引起瓦斯和煤塵爆炸的引火源有：電器火花、放炮火源、機(jī)械摩擦、吸煙明火等，而機(jī)械與巖石摩擦、撞擊產(chǎn)生火花也是引起瓦斯爆炸的重要原因。有文獻(xiàn)報道了多起采煤截齒摩擦火花引發(fā)瓦斯爆炸的案例。根據(jù)對我國361起一次死亡3人以上的瓦斯事故引火源的統(tǒng)計，結(jié)果表明：電器火花引燃占總次數(shù)的41.55%，放炮火源占29.92%，摩擦撞擊占8.59%，吸煙明火占1.94%，其它占18.00%。雖然摩擦和撞擊火花是引起瓦斯爆炸的重要原因之一，但是這一問題還沒有引起人們的充分認(rèn)識，往往是在找不到其他火源的情況下，才會考慮摩擦撞擊火花的原因。實驗室研究表明：在金屬與巖石撞擊或相互劇烈摩擦出的部分熱量，將導(dǎo)致熔化的顆粒沿著旋轉(zhuǎn)或飛散的軌跡飛濺，顆粒在離切削表面10-30cm處最先產(chǎn)生火花，這是其切削表面的溫度往往達(dá)到或超過1400℃，該溫度足以使瓦斯被點燃或引爆。

隨著我國煤礦向集約化生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，大量高速、重載采煤機(jī)械已投入使用，如德國生產(chǎn)的EDW450/1000L型采煤機(jī)，其功率高達(dá)1000KW。為發(fā)揮設(shè)備效力，一般滾筒直徑較大，截齒數(shù)量多，旋轉(zhuǎn)速度快，截齒作為其核心配件起著相當(dāng)重要的作用。從礦井安全角度看，當(dāng)遇到夾矸時極易產(chǎn)生火花，此類截齒的最大問題是其本質(zhì)不具備防火花功能。在沒有及時停機(jī)的情況下，將產(chǎn)生二次火花，二次火花能量遠(yuǎn)高于一次火花，在瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸極限或恰逢瓦斯突出時，極易發(fā)生瓦斯爆炸。

鑒于上述情況，有必要研究開發(fā)長壽命本安型煤礦截齒，此種截齒在遇到夾矸或堅硬煤層時，截齒與煤巖撞擊不會產(chǎn)生火花或產(chǎn)生的火花不足以引燃瓦斯，這樣就可以從根本上消除瓦斯爆炸的可能性。同時，截齒壽命應(yīng)大大提高，以降低噸煤成本，降低工人勞動強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種高耐磨全壽命安全型采煤截齒，解決了采煤截齒使用中短壽命，同時截齒切割煤巖時，無火花，不能引燃瓦斯，確保截齒在全壽命周期中的使用安全。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

本實用新型包括硬質(zhì)合金頭和采煤截齒齒體；本實用新型所述硬質(zhì)合金頭為蘑菇狀硬質(zhì)合金頭，除蘑菇狀硬質(zhì)合金頭裸露部分外，在采煤截齒齒體的錐體前部20～30mm打磨深度6～8mm處，堆焊硬度不小于HRC63的耐磨合金層，蘑菇狀硬質(zhì)合金頭與采煤截齒齒體配合處用銅基釬焊層連接。

所述堆焊的耐磨合金層的厚度為7～9mm。

所述耐磨合金層的復(fù)合粉末的材料配方，按質(zhì)量百分比分別為：80%的Ni60AA和20%的Co-WC；其中Co-WC中，Co和WC的質(zhì)量百分比分別為：12%、88%。

所述蘑菇狀硬質(zhì)合金頭材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比分別為：11.5%的Co、87.5%的WC和0.5-1%的N。

本實用新型具有的有益效果是：