高分子材料種類(lèi)繁多,具有耐磨、抗沖擊、耐腐蝕、耐疲勞及絕緣性能好的特點(diǎn),目前在機(jī)械工業(yè)各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,使輸送機(jī)從傳統(tǒng)的不安全、笨重、高能耗向安全、輕便、耐用和較為經(jīng)濟(jì)的形式轉(zhuǎn)變。如何根據(jù)不同領(lǐng)域內(nèi)各種設(shè)備的不同要求,正確地選用高分子材料,以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益,是材料科學(xué)在輸送機(jī)行業(yè)應(yīng)用方法的研究熱點(diǎn)之一。
超高分子量聚乙烯材料也稱(chēng)UH MW-PE材料,是一種新型的耐磨材料。在所有的耐磨材料中,超高分子量聚乙烯對(duì)鋼的摩擦系數(shù)最低,磨耗量最小,是一種性能較為全面、在一定領(lǐng)域內(nèi)替代鋼鐵材料的理想耐磨材料。UH MW-PE材料的分子量在3x106~6x106g/mo1之間。從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看,它是通過(guò)聚合反應(yīng)使乙烯單體受到一個(gè)連續(xù)的結(jié)合過(guò)程,形成很長(zhǎng)的鏈狀高分子結(jié)構(gòu)。聚乙烯分子量愈大,其聚合鏈的長(zhǎng)度就愈長(zhǎng),很難使之?dāng)嗔眩蚨共牧系哪湍バ阅芴岣撸瑝勖娱L(zhǎng)。該材料的分子結(jié)構(gòu)屬于非極性分子結(jié)構(gòu),不具有吸附性。其在榆送系統(tǒng)的應(yīng)用,很好地解決了鋼材料吸附塵埃的問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,一般是將該材料制成板材使用,其主要特點(diǎn)是:(1)耐磨性好,使用壽命長(zhǎng);(2)表面光滑,摩擦系數(shù)小,不易與物體m結(jié);(3)不吸附煤層和水分;(4)抗腐蝕性強(qiáng),耐酸堿腐蝕,不易老化;(5)具有較高的抗沖擊強(qiáng)度,是韌性極高的高分子聚合物,其抗沖擊強(qiáng)度隨分子量的增大而升高;(6)不足之處是不易粘結(jié),可采用連接的方法安裝。
鑒于該材料的上述特點(diǎn),可以考慮將其應(yīng)用于皮帶輸送機(jī)中,作為皮帶輸送機(jī)卸料裝置的受料漏斗、導(dǎo)料槽、裝載漏斗襯板等要求耐磨的部位的替代材料。
1、耐磨板材的選用
由于設(shè)備的工作環(huán)境較為惡劣,輸送機(jī)中的受料漏斗、導(dǎo)料槽、裝載漏斗等部位的工作內(nèi)壁,在工作過(guò)程中都有較大程度的磨損,需要加裝耐磨材料,同時(shí)還要求該部位的材料具有一定的抗沖擊強(qiáng)度。一般采用的耐磨材料為白口鑄鐵,此種材料雖然耐磨但很脆,不能承受沖擊載荷,容易斷裂,不宜制成細(xì)長(zhǎng)形的板狀,而且成本較高。有些設(shè)備選用鑄石作為襯物材料,這種材料雖然較為耐磨,但也較脆,易碎,不易固定,在輸送機(jī)中很難推廣使用,目前只在卸煤裝置受料斗中使用。有的采用高錳鋼作為耐磨襯板,這種材料經(jīng)淬火后,硬度較高,韌性較好,具有良好的耐磨性,得到廣泛的應(yīng)用。Mn13鋼就是這類(lèi)產(chǎn)品,其缺點(diǎn)是淬透性差,淬層很淺,整體耐磨性無(wú)法提高。該材料之所以耐磨主要是由于在工作時(shí)受到硬性物料劇烈沖擊作用后,高錳鋼表面的奧氏體產(chǎn)生滑移,發(fā)生晶格扭曲,在塑性變形下出現(xiàn)明顯的加工硬化現(xiàn)象,其表面硬度可提高到HB550左右。如果工況中沒(méi)有足夠大的沖擊載荷作用,工作以靜摩擦為主,則高錳鋼的優(yōu)越性就體現(xiàn)不出來(lái)。從實(shí)際考慮,稀土耐磨鑄鋼是提高耐磨性能的優(yōu)選材料之一,價(jià)格亦比高錳鋼低。其缺點(diǎn)是在澆注時(shí)廢品率較高。上述這些材料雖各有優(yōu)點(diǎn),但不能滿(mǎn)足皮帶輸送機(jī)的實(shí)際工作需要。我們希望選用的理想的襯物材料應(yīng)具有成本低、重量輕、耐磨性和抗沖擊性好、摩擦系數(shù)小、便于加工制造和安裝等特點(diǎn)。目前,超高分子量聚乙烯板材是值得推廣的較為理想的耐磨襯物材料之一。