在矿山采掘中,截齿弯曲断裂是最常见的失效形式之一,频繁更换截齿不仅增加耗材成本,还会延误作业进度。经调研发现,截齿弯曲断裂的核心根源可归纳为两类:一是截齿自身材质与制造工艺存在缺陷,导致承载能力先天不足;二是工况适配、现场操作等外部因素不当,使截齿承受超出设计极限的力学载荷。这两类原因相互叠加,加速截齿失效。
截齿的弯曲断裂,很多时候源于产品本身的质量问题。合格的齿体需同时具备高强度、高韧性和抗弯曲疲劳性能。有些企业为控制成本选用普通碳钢、低合金钢替代,或材质纯度不达标,都会直接埋下断裂隐患。另外,齿体合金元素成分配比偏差,也会影响金相组织形成,降低抗疲劳性能,使截齿在反复截割受力后逐渐弯曲断裂。截齿工艺是决定截齿是否耐用的重要元素之一,淬火温度不足或保温时间不够,导致齿体奥氏体化不充分,淬火后硬度、强度偏低且韧性差,截割受力易弯曲,同时,回火不及时或回火温度不合理,会让齿体内部残留大量淬火内应力。此外,热处理后齿体硬度分布不均,也会导致齿头先发生塑性变形,进而带动整体弯曲断裂。
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即便选用了合格截齿,现场作业中的操作不当、配套不合理等外部因素,也会大幅提升弯曲断裂概率。截齿工作时需承受冲击载荷、静载荷和交变载荷,任一载荷超出设计极限,或受力方向偏离轴线,都会直接引发弯曲断裂。而且截齿并非独立工作,其与齿座、截割头的配套合理性,以及现场防护措施是否到位,会直接影响受力状态。若截齿与齿座规格、型号不符,配合间隙过大或过小,会导致截割时截齿在齿座内晃动,受力不稳且偏载,长期以往,受力状态持续恶化,出现批量弯曲断裂。
在众多失效原因中,最易整改也最易被忽视的是现场管理操作和维护,多数截齿早期弯曲断裂都与此相关。截齿材质、工艺缺陷加上工况、操作不当,恶性循环下,最终导致了截齿弯曲断裂。想要彻底解决这个问题,需快速判断根源,精准整改。
一看断裂形态,二看失效批次,三看受力位置。所以,截齿弯曲断裂的规避需从“选型”和“使用”两大环节入手。山东艾德专注于截齿的研发生产,通过优化材质配方、改进热处理工艺,以及提供现场工况适配指导,为矿山企业降低截齿失效概率提供了有效支撑。
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