刮板输送机中板的耐磨性是影响煤矿装备寿命的主要因素之一

　　刮板输送机中板的耐磨性是影响煤矿装备寿命的主要因素之一。研究影响中板磨损的因素及磨损机制对提高中板耐磨性十分必要。李博等研究了影响中板磨损的因素及各因素间的交互规律；史志远研究了复杂工况下中板磨损的规律及主要磨损机制，包括磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损。诸多研究结果表明，新型耐磨材料、新工艺及新型熔覆技术的应用对提高中板耐磨性有较为显著的效果。葛世荣等研究发现，与马氏体钢相比，新型中锰奥氏体钢的冲击磨损量减少了约30%，中锰钢中板较马氏体耐磨钢中板具有更好的耐磨性；YANG等、吴玉萍等研究发现，离子体熔覆技术的开发和应用对提高中板及矿山设备的耐磨性都有较显著的作用。

　　仿生学在工程领域已有较多应用，如非光滑仿生凹坑表面的设计显著改善了摩擦配副的动力润滑性能，并延长了摩擦配副的使用寿命。诸多研究结果表明，凹坑可改善摩擦副的动力润滑性能，但目前有关在干摩擦条件下凹坑表面耐磨性方面的研究报道较少。在冲击较大的干摩擦条件下，凹坑表面对改善摩擦件表面耐磨性具有一定的效果，且凹坑的排布还可改善摩擦件表面的应力分布。刮板输送机在工作过程中常受到煤料的冲击与切削，使得中板表面的应力分布不均匀，中板表面长时间受到刮板及煤料的混合摩擦，从而导致磨损十分严重。考虑到凹坑形耐磨仿生结构在刮板输送机中部槽上的应用较少，本文结合仿生学和摩擦学理论，研究了不同排列方式的凹坑中板的耐磨性，得到了试验条件下凹坑形仿生结构的更优耐磨参数组合，分析了耐磨机理，并验证了凹坑形耐磨仿生结构在中部槽上应用的可行性。

　　响应面法是一种综合试验设计和数学建模的优化方法。本文采用单因素和响应面法进行了非光滑单元耐磨结构的试验优化设计以及各因素间的交互影响规律研究，建立了凹坑形仿生中板磨损量的预测模型，并分析了其磨损形貌和耐磨机理。