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超高分子量耐磨材料在输送机中的应用
发布时间：2013-10-20 08:52 来源：未知
高分子材料种类繁多，具有耐磨、抗冲击、耐腐蚀、耐疲劳及绝缘性能好的特点，目前在机械工业各领域中的应用越来越广泛，使机械设备从传统的不安全、笨重、高能耗向安全、轻便、耐用和较为经济的形式转变。如何根据不同领域内各种设备的不同要求，正确地选用高分子材料，以获得最佳经济效益，是材料科学在机械行业应用方法的研究热点之一。
超高分子量聚乙烯材料也称UH MW-PE材料，是一种新型的耐磨材料。在所有的耐磨材料中，超高分子量聚乙烯对钢的摩擦系数最低，磨耗量最小，是一种性能较为全面、在一定领域内替代钢铁材料的理想耐磨材料。UH MW-PE材料的分子量在3×l06~6 x l06g/mol之间。从分子结构来看，它是通过聚合反应使乙烯单体受到一个连续的结合过程，形成很长的链状高分子结构。聚乙烯分子量愈大，其聚合链的长度就愈长，很难使之断裂，因而使材料的耐磨性能提高，寿命延长。该材料的分子结构属于非极性分子结构，不具有吸附性。其在输送系统的应用，很好地解决了钢材料吸附尘埃的问题。实际应用过程中，一般是将该材料制成板材使用，其主要特点是：(1)耐磨性好，使用寿命长；(2)表面光滑，摩擦系数小，不易与物体粘结；(3)不吸附煤层和水分；(4)抗腐蚀性强，耐酸碱腐蚀，不易老化；(5)具有较高的抗冲击强度，是韧性极高的高分子聚合物，其抗冲击强度随分子量的增大而升高；(6)不足之处是不易粘结，可采用连接的方法安装。
鉴于该材料的上述特点，可以考虑将其应用于带式输送机中，作为带式输送机卸料装置的受料漏斗、导料槽、装载漏斗衬板等要求耐磨的部位的替代材料。
1、耐磨板材的选用
大型火力发电厂、矿山、码头等场所每天需要输送的煤炭和其他货物量很大，带式输送机承担着重要的输送任务。由于设备的工作环境较为恶劣，输送机中的受料漏斗、导料槽、装载漏斗等部位的工作内壁，在工作过程中都有较大程度的磨损，需要加装耐磨材料，同时还要求该部位的材料具有一定的抗冲击强度。一般采用的耐磨材料为白口铸铁，此种材料虽然耐磨但很脆，不能承受冲击载荷，容易断裂，不宜制成细长形的板状，而且成本较高。有些设备选用铸石作为衬物材料，这种材料虽然较为耐磨，但也较脆，易碎，不易固定，在输送机中很难推广使用，目前只在卸煤装置受料斗中使用。有的采用高锰钢作为耐磨衬板，这种材料经淬火后，硬度较高，韧性较好，具有良好的耐磨性．得到广泛的应用。Mn13钢就是这类产品，其缺点是淬透性差，淬层很浅，整体耐磨性无法提高。该材料之所以耐磨主要是由于在工作时受到硬性物料剧烈冲击作用后，高锰钢表面的奥氏体产生滑移，发生品格扭曲，在塑性变形下出现明显的加工硬化现象，其表面硬度可提高到HB550左右。如果工况中没有足够大的冲击载荷作用，工作以静摩擦为主，则高锰钢的优越性就体现不出来。从实际考虑，稀土耐磨铸钢是提高耐磨性能的优选材料之一，价格亦比高锰钢低。其缺点是在浇注时废品率较高。上述这些材料虽各有优点，但不能满足带式输送机的实际工作需要。我们希望选用的理想的衬物材料应具有成本低、重量轻、耐磨性和抗冲击性好、摩擦系数小、便于加工制造和安装等特点。目前，超高分子量聚乙烯板材是值得推广的较为理想的耐磨衬物材料之一。
2、聚乙烯板材的安装
根据用处不同选择不同的安装方法，安装工具可采用SDT-A302型射钉枪。具体做法是将塑料板长边沿受煤斗倾斜方向铺设，顺序是由上到下，每块板根据其大小不同可射约8。10个钉，钉间距取0,5~0.7m，在板的宽度上为2排，距板边约30—50mm。
火力发电厂、煤矿等的带式输送机的料槽衬板一般选用15~ 20 mm厚的板材。如果落煤管或煤斗为钢板制作，使用沉头螺钉固定；如果系混凝土制作，则可以改用膨胀螺栓。但由于此时螺母突出于表面，滑动性能将受到一定的影响。由于聚乙烯板具有一定的塑性，安装时必须与斗（槽）壁严密结合，防止物料自接缝处钻人造成膨胀。为此应尽量选用大型板材，以减少接缝。此外，应保证连接件的数量，紧固螺钉数目一般不得少于5～12个向12。在第一块板的上口及横向接缝处还应切成一定的斜口，以防止物料的渗入，如图3所示。
3、结论
超高分子量聚乙烯板材适于替代带式输送机受料漏斗、导料槽、装载漏斗等部位的内壁材料，也可在输送系统中的其他设备中安装使用。该材料对工作环境无特殊要求，且安装方便。实践证明是输送系统中较为理想的新型耐磨衬物材料，在一定范围内可替代不锈钢、耐磨铸铁板、白口铁、稀土板等。亦可考虑用于其他相关的系统中，其在工程实际的应用前景比较广阔。
