煤炭学报

作者：王学文, 刘朝阳, 李博, 马继磐, 刘俊, 李娟莉, 麻豪洲, 夏蕊,

关键词：中部槽, 磨损, 凹坑仿生, 响应面法, DEM-MBD 双向耦合,

刮板输送机是实现煤炭长距离运输的重要装备，中部槽是其重要组成部分，且长期受到煤 与刮板的混合摩擦作用，磨损十分严重。 为了提高中部槽的耐磨性，以蜣螂体表的非光滑凹坑结构 为仿生原型，借助仿生非光滑理论，在中部槽表面设计仿生凹坑型结构，研究仿生凹坑型中部槽的 耐磨性。 首先，为了可以更高效地进行仿生参数的探究，设计了与刮板输送机工作原理类似的磨粒 磨损试验机往复模型，并建立了磨粒磨损机 DEM-MBD 双向耦合模型，通过 EDEM 离散元法进行 磨损深度分析，通过 RecurDyn 多体动力学进行相关约束的建立和仿生中板的受力分析。 其次，借 助响应面法对不同凹坑仿生结构的参数组合进行筛选，获取耐磨仿生的最佳参数组合，结果表明: 在试验条件下，凹坑型仿生中部槽最小磨损深度的参数组合为:形貌圆坑，直径 0.9 mm，深度 1.8 mm，角度 90°，横向间距 13.6 mm，纵向间距 10 mm，其中直径、深度和横向间距为显著性影响因 素。 然后，为了验证仿真结果的可靠性，加工了最优耐磨参数组合下的仿生中板，并与光滑中板进 行耐磨性试验对比，结果表明:与光滑中板相比，凹坑型仿生中板具有良好的减磨性能，减磨效率可 达24.81%。 此外，通过建立的与SGZ880/800型刮板输送机等比例的简化中部槽模型，对凹坑参数 进行了进一步验证，发现:最优耐磨参数下的凹坑仿生结构能够有效地减小煤、刮板与中板间的三 体磨损，中板磨损均匀，进一步验证了凹坑仿生耐磨参数组合的合理性。 最后，分析其耐磨性发现， 凹坑结构不仅能有效的减小煤散料与中板的接触面积，破坏接触的连续性，还能使中板与煤散料接 触表面形成空气膜，降低摩擦因数。

来源：2022年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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