煤机装备关键零部件再制造工程和产业化.doc

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1、煤机装备关键零部件再制造工程和产业化近年來装备再制造技术的快速发展，在汽车发动机等关键零部件再制造方面产生了良好的经济效益和社会效益。煤机装备由于吨位重，用量大，环境恶劣，工况苛刻，磨损失效报废后大多作废铁处理，极大地浪费了资源和能源。对报废煤机装备实行再制造工程和产业化，可节省大量资源和能源。一、煤矿机械工作特点我国煤炭90%以上的生产作业是在井下进行的，与一般工、农业生产机械相比，煤矿生产中的机械设备具有如下特点：①工作环境恶劣。设备吋刻处于粉尘、水汽以及有害气体的包围之中。②工况条件苛刻。大多

2、数机械设备是在高速、重载、振动、冲击、摩擦和介质腐蚀等的工况条件下工作。③运行时间长。绝大部分机械设备不分昼夜，长年累月连续作业。④润滑条件差。由于环境恶劣，工况苛刻，加上停机吋间短,使得机械零部件得不到良好的润滑和维护。⑤随着中厚偏薄、薄煤层开采力度的加大，被输送物料的研磨性指数也不同程度地增加，加剧了设备的磨损。因此，煤矿机械的磨损失效现象极其严重。随着我国煤矿机械化开采程度的日益提高，由于磨损失效导致报废的设备数量也会越来越大。二、煤机装备再制造工程煤机装备的失效报废主要是因磨损而导致。在报废

3、设备中，有些零部件是直接与煤炭物料接触磨损的，如采煤机、掘进机的截齿，刮板输送机的中部槽、刮板、链轮、机头、机尾等，这些都是再制造的对象；一些不直接参与采落、输送煤炭物料和不直接被煤炭物料磨损的零部件均可成为再制造的优质资源。特别是刮板输送机、转载机、破碎机中的减速器、轴类部件的大轴,采煤机中的传动部分、基本机身骨架,液压支架中的缸体、柱塞，掘进机中的传动部分，基本机身骨架等的再制造价值也很高。表面磨损的修复主要依赖于现代表面工程技术，如喷涂、喷焊、堆焊、激光熔覆、喷射成型等。对于承受大载荷、冲击严

4、重的表面的再制造修复应该采用涂层结合强度高（冶金结合）的喷焊（重熔）和激光再制造技术，如链轮链窝的磨损修复、减速器齿轮的磨损修复等。1、喷焊喷焊是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至一定温度，使颗粒熔化，与基体表面达到冶金结合。涂层强度高，抗冲击性能较好、耐磨、耐腐蚀，适用于受冲击载荷，要求表面硬度高，耐磨性好的易损零件，如刮板输送机驱动链轮、破碎机齿板、挖掘机铲斗齿等。自熔性合金粉末是以镰、钻、铁为基材的合金，其中加入适量硼和硅元素，起脱氧造渣焊接熔剂的作用，同时能降低合金熔点，适于乙烘一氧焰对涂

5、层进行重熔。喷焊的工艺程序基本与喷涂相同，所不同的是在喷粉工序中增加了重熔程序。喷焊有一步喷焊法和二步喷焊法，一步法即喷i段后即熔一段，喷、熔交替进行，使用同一支喷枪完成；二步法即先完成喷涂层再对其重熔，喷涂与重熔均用大功率喷枪，如SpH-E喷、焊两用枪，使合金粉末充分在火焰中熔融，在焊管工件表面上产生塑性变形的沉积层。喷铁基粉末吋用弱碳火焰，喷鎳基和钻基粉末时用中性或弱碳火焰。等离子喷焊（亦称等离子堆焊）是利用压缩等离子弧产生的高温熔化金属粉末，在工件表面形成一层与基体冶金结合的、具有特定性能熔覆

6、层的一种表面强化工艺技术。粉末等离子喷焊技术具有焊层稀释率低、喷焊材料消耗少、喷焊设备机械化及自动化程度高等优点。2^激光再制造技术激光加工工艺在工业领域中的应用非常广泛，在再制造领域中应用较多的主要是激光合金化与激光熔覆两种技术手段。激光表面合金化技术是把合金元素或化合物直接或间接结合到基体材料表面，然后在高能激光束的加热下快速熔化、混合，使合金元素或化合物均匀分散并熔渗于熔池中，形成10-1000LXm的表面熔化层。激光表面合金化技术儿乎不改变零件的尺寸，只是在零件表面做出强化层。因此该项技术适

7、用于表面磨损量小的场合，如液压支架的立柱、齿轮轴等。激光熔覆技术是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层--起熔凝的方法，在基材表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。激光熔覆技术适于在零件缺损处堆积修补，修复量可以比激光表面合金化技术大的多。目前中国物资再生协会再制造专业委员会与国内外有关单位合作研究开发从事激光加工与激光再制造领域的技术和装备，结合激光合金化与激光熔覆技术的特点，摸索出一套经济实用的激光再制造加工工艺技术，其再制造过程主要分为两步：一是激光熔覆过程，该过

8、程主要目的是利用选取的专用合金粉末，通过激光多层熔覆的方法实现对工件缺损外形的三维修复。二是激光合金化过程，该过程的主要目的是利用激光合金化的优点，在激光熔覆层的表面制造出高性能合金化强化层。激光再制造技术优点是在满足实用要求的条件下，可以釆用成本较低的材料进彳亍激光熔覆堆积成形，修补缺损外形；在有高使用要求的表面，釆用高性能材料进行表面改性处理。是一种低成本获得高性能再制造零件的方法。三、煤机装备再制造产业化1、废旧资源及潜力分析煤矿企业报废的煤炭开采装备是开展再制