裝載機鏟斗磨損改善方法探討

高　華,王優強（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、采石、物流、水泥、市政、垃圾填埋、農業、港口、能源行業、鋼鐵行業、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，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顆粒或硬質凸出物相互摩擦引起表面材料損失，即產生磨損。

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，優點為韌性極好，在強沖擊條件下產生加工硬化。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。合金鋼主要是調節鋼材中的碳、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，以實現結構件中的各種性能要求。由于合金鋼性能優越，配方靈活，在行業內應用非常廣泛。

（2）非鑄造耐磨材料。由于鑄造工藝對環境影響很大，隨著國家對環保要求的提高，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。耐磨鋼板主要是調節鋼材中的碳、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，以實現結構件中的各種性能要求。由于耐磨鋼板性能優越，配方靈活，在行業內應用非常廣泛; 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顆粒或硬質凸出物相互摩擦引起表面材料損失，即產生磨損。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，行業內常用的材料有鑄造合金鋼、普通耐磨鋼板或HARDOX等，可根據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、運動產生磨損。斗齒材料通常選用一般選用鑄造合金鋼，行業內常用的材料多為各斗齒廠家自己開發，可滿足不同工況、壽命、結構、成本要求，可根據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

目前在行業內，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，就能夠實現大幅度減少磨損、提高磨損壽命的效果。在裝載機工作現場，經常看到在鏟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]吉林工業大學編.輪式裝載機設計[J].北京:中國建筑工業出版社,1982.

[2]成大先.機械設計手冊[K].北京:化學工業出版社,2002.

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