
在矿山采掘现场,截齿属于高频消耗配件。受地质条件、设备状态、装配工艺、产品选型多重因素影响,截齿会出现各式各样的损坏形式。很多现场人员遇到截齿损坏,会直接判定为产品质量问题,盲目更换更高价位的截齿,但是更换之后损耗问题依旧反复出现。
不同的失效形态,背后对应的诱因各不相同,找准失效类型,溯源分析问题根源,才能拿出行之有效的改善方案。本文结合矿山一线实际工况,梳理截齿几种高频失效形态,分析产生原因,给出对应的改善思路,为设备管理、采购人员提供参考。
结论:截齿出现损坏,需要先区分失效形态,定位是地质工况、设备装配、操作使用还是产品适配问题,再针对性调整,而不是简单直接更换截齿。结合工况选择适配产品,规范现场安装与作业流程,才可以降低非正常损坏占比,优化截齿综合使用成本。
失效表现:合金头逐步被磨圆、磨平,磨损面光滑均匀,没有崩裂、缺口,齿体完好无裂纹。
主要诱因:属于正常消耗。工作面磨蚀性强,岩层砂石持续摩擦合金头部,随着开采推进逐步损耗。在高磨蚀硬岩、金属矿工作面,该磨损形式最为常见。
改善思路
正常磨损无法完全避免,改善方向侧重于提升综合进尺。可以优先选用耐磨性能匹配工况的截齿产品。
艾德截齿针对高磨蚀工况,会根据岩层属性匹配不同硬质合金材质,兼顾耐磨性与抗冲击能力。合金原料经过筛选处理,减少内部杂质,降低过早磨耗的概率。同时钎焊工艺保障合金与齿体结合稳固,在持续摩擦过程中,降低合金松动脱落风险。 现场层面,做好滚筒维护,保证截齿转动灵活,实现周向均匀磨损,避免局部快速磨耗。
失效表现:硬质合金出现缺口、崩角,严重时合金整体从齿体脱落,齿体钎焊位置出现损伤。
主要诱因
① 工作面冲击载荷大,频繁撞击矸石、硬岩,合金承受瞬时冲击超过耐受范围;
② 钎焊工艺存在缺陷,焊缝强度不足,受震动冲击后合金脱落;
③ 截齿装配卡滞无法旋转,局部持续承受冲击;
④ 齿座变形,截齿受力角度偏移,合金承受侧向冲击力。
改善思路
首先排查设备与装配问题:检查齿座是否变形,清理齿座内部杂物,保证截齿转动灵活。如果现场断层、大块矸石较多,可适当降低牵引速度,减少硬性冲击。
产品选型方面,不能一味选择高硬度合金,硬度偏高韧性会下降,遇到冲击容易崩损。艾德截齿针对多冲击工作面,平衡合金硬度与韧性,同时采用自动化钎焊生产流程,把控焊缝厚度与焊接温度,减少虚焊、脱焊的情况。针对过断层、半煤岩、硬岩掘进场景有对应型号,客户可结合本矿工况做小批量上机测试。
失效表现:截齿齿柄位置、齿身出现断裂,断口粗糙。
主要诱因
① 频繁承受侧向冲击,齿体受到交变应力;
② 齿座严重磨损变形,截齿偏心受力;
③ 热处理工艺失衡,齿体韧性不足,脆性偏大;
④ 大块矸石卡入滚筒,造成瞬时过载。
改善思路
齿座是首要检查项,变形、磨损超差的齿座必须及时更换,不可继续带病作业。开采遇到大块硬岩,避免强行截割。
齿体的热处理水平,直接影响抗断裂能力。艾德截齿齿体选用合金钢基材,采用差异化分段热处理工艺:齿头部位保证耐磨性能,齿柄位置保留合适韧性,缓冲采掘过程中的冲击载荷,降低断柄风险。但即便工艺到位,如果设备、工况带来的过载冲击持续存在,依旧会出现断裂损坏。
失效表现:截齿只有一侧被严重磨损,另外一侧完好,合金头部磨成斜面。
主要诱因:最常见原因为截齿装配之后无法自由旋转。齿座内部积煤、锈蚀、销轴护套卡滞,截齿固定不动,只靠单侧接触岩层,造成局部快速磨损。很多时候产品本身没有问题,完全是装配问题引发的提前报废。
改善思路
装配前清理齿座内腔煤尘、锈蚀,检查截齿转动灵活性。护套、销轴选用匹配规格配件。 即便是艾德截齿,如果安装之后出现卡滞,同样会发生严重偏磨。日常检修把 “检查截齿转动性能” 加入常规流程,是成本很低、效果明显的改善手段。
失效表现:合金还完好,但是齿体钢体部分被大量磨损,出现沟槽,合金头凸出,后续很容易发生掉合金。
主要诱因:煤岩中的砂石持续冲刷齿体,齿体耐磨能力不足;截齿转动不良,钢体长期受摩擦冲刷。
改善思路
选用齿体表面处理工艺完善的截齿,提升齿体抗冲刷能力;保障截齿旋转功能正常。艾德截齿齿体表面做相应工艺处理,提升抵御煤矸冲刷磨损的能力,延缓齿体被磨蚀破坏,间接保护合金接头。
1. 先判失效形态,再找根源,不要一概归罪产品 同样是截齿损坏,崩合金、断齿柄、偏磨对应的问题完全不同。建议现场留存失效截齿样品,记录工作面岩层情况,区分是工况客观因素、设备配件损坏、装配操作不当,还是产品适配问题。 遇到批量异常失效,艾德可协助合作客户对失效截齿做分析,辅助定位问题来源,给出改善参考建议。
2. 不存在通用型截齿,适配才是关键 没有一款截齿可以应对所有复杂地质。硬岩、多矸石、磨蚀性煤层,所需要的截齿性能侧重点完全不一样。采购选型不要只参考别家矿的使用反馈,每个矿井地质条件存在差异,优先做小批量上机试验,统计进尺、失效形式等真实数据。
3. 设备配件和截齿是整套系统,齿座不可忽视 大量截齿提前损坏,根源并不在截齿本身。变形磨损的齿座,会持续毁掉新更换的截齿。很多矿山只更换截齿,忽略齿座护套损耗,造成持续高消耗。
4. 建立失效台账,积累本矿数据 建议建立截齿使用台账,记录型号、工作面地质、失效类型、进尺数据。长期积累数据,为本矿选型、工艺调整提供依据。和艾德合作的矿山,技术人员会协助客户整理损耗与失效记录,持续优化选型方案。
5. 理性看待损耗预期 恶劣工况之下,截齿消耗升高属于客观现象。改善目标是减少非正常损坏占比,降低单位进尺综合成本,而不是追求截齿永不损坏。
截齿的失效,是矿山现场给设备管理人员传递的信号。每一种损坏形态,都对应着工况、设备、装配或者选型上的现实问题。简单换一批截齿,治标不治本。
艾德截齿深耕矿用采掘配件领域,重视来自各个矿区的失效反馈,根据现场实际损坏情况持续迭代原材料、热处理、钎焊工艺。除了提供系列化截齿产品之外,也会为矿山客户提供失效分析、选型参考等配套技术支持。从识别失效形态,到落地对应的改善方案,帮助客户减少非正常损耗,把截齿的综合价值发挥出来。
我们始终相信,好的截齿产品,需要结合科学的现场使用管理,才能发挥最优效果。期待和更多矿山携手,用现场实测结果检验产品实力。
Q1:大批量出现掉合金头,就代表截齿产品不合格吗? A:不一定。矸石频繁冲击、齿座变形、截齿卡滞都可能引发掉合金。建议先观察失效样品,看焊缝状态,排查设备装配。可以联系艾德技术人员协助分析失效样品,区分是工况设备因素还是产品适配问题。
Q2:截齿总是断齿柄,换硬度更高的截齿可以解决吗? A:不建议直接盲目更换。断柄很多是侧向冲击、齿座变形带来的。一味追求高硬度会降低韧性,反而更容易断裂。优先检修齿座设备,再选择齿体韧性适配工况的产品,可将艾德截齿纳入对比测试。
Q3:同样的截齿,有的工作面偏磨严重,有的工作面正常,是什么原因? A:大多来自装配与齿座状态差异。不同工作面齿座磨损程度、装配维护水平不一样,会带来完全不同的使用效果。哪怕使用艾德截齿,也需要保证装配后转动灵活,才能规避偏磨。
Q4:如何判断一款截齿适不适合自己的矿井? A:不要只看宣传参数。开展同工作面小批量对比测试,统计正常磨损、非正常损坏占比,核算单位进尺综合成本。艾德可以根据矿井岩层、设备情况提供选型建议,最终仍以本矿现场实测为准。