高　華,王優(yōu)強（青島理工大學機械工程學院,山東　青島　266101）

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裝載機鏟斗磨損改善方法探討

高華,王優(yōu)強
（青島理工大學機械工程學院,山東青島266101）

摘 要：對裝載機鏟斗耐磨性的要求及常用耐磨材料進行了分析，對不同工況下鏟斗耐磨零件的磨損機理及常用材料進行了介紹，并對裝載機鏟斗操作方法與磨損之間的關系進行了分析研究，得出減少磨損、控制使用成本的操作技巧。

關鍵詞：裝載機；鏟斗；耐磨性；耐磨材料

0　引言

裝載機是一種常見的土石方工程機械設備，廣泛應用于采礦、土方、林業(yè)、采石、物流、水泥、市政、垃圾填埋、農(nóng)業(yè)、港口、能源行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、城市建設等工程建設，主要作用是將各種物料從一個地點轉運至另一地點。物料轉運具體如何實現(xiàn)，取決于被轉運物料的類型，及使用的工作機具類型。在大多數(shù)情況下，裝載機配裝的工作機具是鏟斗，用于鏟掘及轉運物料。裝載機鏟斗，作為直接接觸工作物料的工作機具，耐磨性是一項非常重要的性能，也直接關系到客戶的使用成本。

在鏟斗鏟裝、卸料過程中，與工作物料直接接觸的部件主要有鏟斗斗體板，刃板、斗齒等，磨損形式主要為磨粒磨損及表面疲勞磨損。例如在工作過程中，鏟斗刃板與工作物料直接接觸，物料與刃板之間的相對接觸、運動，刃板表面與工作物料中的硬質(zhì)顆粒或硬質(zhì)凸出物相互摩擦引起表面材料損失，即產(chǎn)生磨損。

1　常用耐磨材料介紹

（1）鑄造耐磨材料。鑄造耐磨材料按照發(fā)展歷史，主要分為高錳鋼耐磨材料及各類合金鋼耐磨材料。

1）高錳鋼耐磨材料。高錳鋼耐磨材料，優(yōu)點為韌性極好，在強沖擊條件下產(chǎn)生加工硬化。缺點為易塑性變形，不耐磨。目前，高錳鋼、合金高錳鋼用于鏟斗焊接齒座等; 2） 合金鋼耐磨材料。目前，裝載機鏟斗斗齒、齒座、齒尖等都大量選用了合金耐磨鋼材料。合金鋼主要是調(diào)節(jié)鋼材中的碳、硅、錳、鉻、鎳、鉬、硼等元素含量，并配以合適的熱處理工藝，改善鋼材的綜合機械性能，以實現(xiàn)結構件中的各種性能要求。由于合金鋼性能優(yōu)越，配方靈活，在行業(yè)內(nèi)應用非常廣泛。

（2）非鑄造耐磨材料。由于鑄造工藝對環(huán)境影響很大，隨著國家對環(huán)保要求的提高，鑄造耐磨材料的應用受到限制，非鑄造耐磨材料開始逐漸研發(fā)并應用，目前使用較多的非鑄造類耐磨材料有耐磨鋼板、硬面堆焊等，具體介紹如下。

1）耐磨鋼板。目前，裝載機鏟斗主刃板、副刃板等都大量選用了耐磨鋼板材料。耐磨鋼板主要是調(diào)節(jié)鋼材中的碳、硅、錳、鉻、鎳、鉬、硼等元素含量，并配以合適的熱處理工藝，改善鋼材的綜合機械性能，以實現(xiàn)結構件中的各種性能要求。由于耐磨鋼板性能優(yōu)越，配方靈活，在行業(yè)內(nèi)應用非常廣泛; 2）硬面堆焊耐磨鋼板。硬面堆焊鋼板是指，在普通材料基板表面上堆焊一層高鉻合金而形成的耐磨鋼板。硬面堆焊鋼板硬面層表面密布許多小裂紋，可釋放焊接應力，同時可實現(xiàn)彎曲成型。

2　裝載機鏟斗典型易損件耐磨材料選擇

（1）斗體板。磨損機理：在鏟斗鏟裝、運輸、卸料過程中，物料與斗體板直接接觸，物料與斗體板之間的相對接觸、運動，刃板表面與工作物料中的硬質(zhì)顆?；蛴操|(zhì)凸出物相互摩擦引起表面材料損失，即產(chǎn)生磨損。磨損形式主要為磨粒磨損及表面疲勞磨損。普通鏟斗的斗體板，一般選擇國標Q345材料，對于普通物料已能滿足耐磨性及使用壽命需求。

（2）刃板。磨損機理：在鏟斗鏟裝、卸料過程中，物料與刃板直接接觸，物料與刃板之間的相對接觸、運動產(chǎn)生磨損。刃板材料通常選用一般選用鑄造合金鋼或耐磨鋼板，行業(yè)內(nèi)常用的材料有鑄造合金鋼、普通耐磨鋼板或HARDOX等，可根據(jù)具體工況及成本目標進行選擇。

（3）斗齒。磨損機理：斗齒為安裝在刃板上，協(xié)助鏟掘動作，插入料堆時斗齒是主要的施力點。在鏟斗鏟裝、卸料過程中，物料與斗齒直接接觸，物料與斗齒之間的相對接觸、運動產(chǎn)生磨損。斗齒材料通常選用一般選用鑄造合金鋼，行業(yè)內(nèi)常用的材料多為各斗齒廠家自己開發(fā)，可滿足不同工況、壽命、結構、成本要求，可根據(jù)具體工況及成本目標進行選擇。

（4）鏟斗側板。磨損機理：在鏟斗鏟裝過程中，物料與鏟斗側板直接接觸，物料與側板之間的相對接觸、運動產(chǎn)生磨損。普通鏟斗的側板，一般選擇國標Q345材料，對于普通物料已能滿足耐磨性及使用壽命需求。但對于鐵礦石、沙石等高磨損物料，也可使用合金耐磨材料，以實現(xiàn)高耐磨性及抗沖擊性。

3　裝載機鏟斗操作方式探討

目前在行業(yè)內(nèi)，為提高鏟斗耐磨性，通常采用高耐磨性材料的方法，以滿足不同工況、壽命的要求，但材料成本的增加都會最終轉移到客戶的使用成本中。其實，在實際操作過程中，掌握一定的操作技巧，就能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度減少磨損、提高磨損壽命的效果。在裝載機工作現(xiàn)場，經(jīng)?？吹皆阽P斗插入物料或裝載物料時，操作者始終保持鏟斗底部與地面或物料接觸。這樣會導致鏟斗底部，斗體板、斗底耐磨板等存在不必要的磨損。推薦的的操作方式為：

（1）由于鏟斗本體通常使用普通材料，而斗齒一般使用合金鋼耐磨材料，所以盡量使斗齒與物料接觸，減少鏟斗與物料之間的接觸，以提高性能能力，提高生產(chǎn)效率，同時降低維護成本; （2）鏟斗插入料堆時，筆直的插入，避免左右晃動造成不必要的磨損; （3）避免直接使用斗齒和刃板撬動物料，應先水平切入物料，將物料分層后再挖裝物料; （4）鏟斗鏟裝物料時，鏟斗底部平行于地面。如鏟斗底部與地面之間存在傾斜角度，鏟斗底部相當于作用在一個面積更大的料堆上，料堆提供的反力更大，鏟斗底部的磨損將加劇，同時裝載機也將消耗更多的動力，油耗加大，發(fā)動機、結構件、整機壽命也將降低。而且，第一次鏟裝后，地面無法清理干凈，還是覆蓋了大量物料，會使裝載機輪胎加劇磨損或直接損壞裝載機輪胎。因此，裝載機操作者一定要充分利用放平標尺，保證在工作過程中鏟斗始終與地面保持水平。

在此基礎上，裝載機鏟斗不必要的磨損可降至最低，最大限度地發(fā)揮鏟斗的使用性能，提高使用壽命，降低使用者的使用成本，將客戶的利益最大化。

4　結語

對裝載機鏟斗耐磨性的要求及常用耐磨材料進行了分析，對不同工況下鏟斗耐磨零件的磨損機理及常用材料進行了介紹，并對裝載機鏟斗操作方法與磨損之間的關系進行了分析研究，得出減少磨損、控制使用成本的操作技巧。

參考文獻:

[1]吉林工業(yè)大學編.輪式裝載機設計[J].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1982.

[2]成大先.機械設計手冊[K].北京:化學工業(yè)出版社,2002.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.011