旋挖机如何合理的使用截齿?

旋挖机施工是在我国近期迅速发展起来的先进的桩工施工工法,旋挖机施工具有输出转距大、装机功率大、轴向压力大、转动灵活、施工效率高、环保、低噪、机械化程度高、成孔质量高等诸多特点,目前旋挖机已成为建筑基础工程中成孔作业最理想的桩工机械。
旋挖机能够配合不同螺旋钻头适应我国大部分地区的地质条件,但中国幅员辽阔、地大物博,所施工的地层千差万别,施工过程中的技术要求又各有不同,所以只有通过选择不同旋挖机截齿来满足上述的要求,科学地选择旋挖机截齿及合理的使用截齿,在一定程度上能丰富旋挖机的施工工艺,拓宽旋挖机的施工领域。
对旋挖机截齿进行了失效分析,认为旋挖机截齿的主要失效形式为磨损和截齿头的脱落,引起截岩层齿失效的主要原因为合金的抗弯强度不够、合金耐磨性较差以及抗疲劳性较差,分析认为可通过提高原料纯度、优化成型烧结工艺、改变合金成分、控制合金晶粒度以及对合金进行热处理等工艺手段提高增强截煤齿的性能,延长使用寿命。
1、旋挖机截齿失效形式
旋挖机截齿在切割硬质地层时承受高的周期性压应力、剪切弯曲应力、周期性或突发性冲击载荷以及热应力、磨损等作用,虽然地层的硬度不高,但经常会遇到煤矸石、石英等较硬的矿石,截齿在使用过程中发生失效,其主要失效形式有合金碎裂、磨损和断裂。

旋挖机钻头截齿
钻头截齿

2、选择硬质合金截齿材料
旋挖机工作的环境较为特殊,截齿的工作环境也就变得更加特殊,这样就会容易使截齿发生失效的现象,主要的表现就是截齿丢失、刀头碎裂、硬质合金刀头脱落和磨损等。由此可见,截齿的材料选择要满足一定的强度和硬度要求,其中强度主要指抗弯强度和抗拉强度,当然截齿同时需要满足较高的冲击韧性。在研究过程中通常要选择相对要求较高的材料作为截齿材料,这其中应用相对较广泛的材料就是中等碳量的稀土低合金贝氏体耐磨铸钢。
3、旋挖机截齿设计与制造
(1)对于采旋挖机截割头的设计,其几何形状要按照一定合理的设计方法来进行设计,不仅要对其几何形状合理的设计,更要对其尺寸、相应的集合参数、截齿的排列方式以及截割时对应的参数进行相应匹配的设计,要保证在使用的过程中,能够使硬质合金截齿在工作中均匀的受力,使其磨损的程度尽量相同,保证运动过程中的平稳程度,进一步提高截齿割煤岩工作的效率,尽量减少截齿的磨损与损坏可能,以此保证截齿可靠性得到提高。
(2)在实际操作过程中,需要对实际情况进行仔细的研究与分析,根据实际开采的地质条件进行有针对性的实验,以便进一步确定煤岩体的硬度系数与相关数据,根据实验所得到的数据与相关的硬度指数,选择不同牌号与型号的截齿和合金刀头来进行实际开采工作,从而保证截齿的使用寿命达到最大程度,避免不必要的损失,提高抗冲击能力的同时还可以保证开采工作的顺利进行。
(3)在实际的采掘过程中,旋挖机截齿齿体材料的选择有着一定的要求,一般应该采用锻造性能相对优良的优质合金结构钢。在我国目前的经济与科技水平条件下,普遍应用的主要是35CrMnSi,这种材料在实际的操作工程中,经过调质后具有相对较高的疲劳极限,抗冲击的能力也有所提高,但是也有一定的缺陷,主要是具有较为明显的回火脆性缺陷。因此,选择42CrMo材料作为齿体的材料,可以克服上述出现的缺陷问题,在调质过后综合性能有一定的提高,回火脆性也没有了,这种材料相比而言是比较适合作为截齿材料。
(4)在制造的过程中,要严格按照相关的设计要求进行生产,确保齿座与截齿之间的尺寸相互配合,保证硬质合金截齿在对应的齿座中可以自由灵活的转动,避免截齿在运转的过程中发生偏磨的现象,也就能保证刀齿的锋利程度,从而保证自磨刃功能的实现。
(5)使用硬质合金截齿合金头堆焊加工工艺,选用耐磨性能和塑性相对较好的北京固本耐磨焊丝,在截齿体与合金头焊缝处堆焊三层耐磨层。堆焊高硬度碳化铌,其弥散的分布在铁基马氏体上和残余奥氏体上,保护基体不受磨损。碳化铌尺寸小,在堆焊层中约10微米,与高铬碳化物(40~60微米)相比,其分布更致密,更均匀。在堆焊层中,由于碳化物的尺寸大大减小,单位面积内的碳化物分布更密集,因此在受到冲击载荷时,单个碳化物上承受的冲击力会大幅降低,因此整个堆焊层的耐冲击性能也会显著提高。
(6)优越性采用以上的设计方案与施工工艺,可以从很大程度上降低原始
工艺生产的截齿带来的缺陷,运用新材料新工艺生产的截齿在具体的操作过程中可以起到很好的效果,对于煤矿开采工作的顺利进行提供了有利的技术保障,也给国家与企业的经济发展提供了保障,在很大程度上其优越性是无法替代的。

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4、总结
在高层建筑施工的过程中,因为开采工作的特殊环境与特殊要求,就给旋挖机提出了更加严格的要求,旋挖机的硬质合金截齿在截割的过程中可能会发生或者遇到很多的问题,一般主要是截齿失效,或者是截齿数量的消耗相对较大,使得地层开采的效率受到严重的影响与制约,从而使得经济产生一定的损失。通过对截齿可能产生的这些状况的原因加以仔细认真的分析,从材料上对其问题提出根本解决的办法,及时采取相应的应对措施,从设计方案、铸造工艺等方面提出相应的解决办法,提高硬质合金截齿的稳定性与可靠性,从而对煤炭生产的效益起到促进作用,提高生产的效率,最终达到高效高产的矿井建设要求,提高旋挖钻机工作效率

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