自然界中,花朵看似嬌弱,卻能在風(fēng)雨中傲然挺立 —— 這份生命力源于其精妙的結(jié)構(gòu)進化:層層花瓣既各有分工又協(xié)同受力,邊緣曲線巧妙化解外力沖擊。工程師們將這份自然智慧融入礦業(yè)裝備研發(fā),一款基于花瓣結(jié)構(gòu)仿生原理的新型截齒應(yīng)運而生。經(jīng)過多礦區(qū)實地測試,其技術(shù)表現(xiàn)與應(yīng)用數(shù)據(jù)已引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。
該截齒采用中心主齒與外圍花瓣的組合布局,材質(zhì)為高強度合金與傳統(tǒng)直線型刃口相比,同等截割條件下接觸煤巖的受力點數(shù)量增加,經(jīng)實驗室測定,單位面積所受沖擊力降低。同時改變了煤巖碎屑的運動軌跡,引導(dǎo)其沿弧面排出,減少與齒體表面的摩擦?xí)r間,引導(dǎo)水流沖刷,帶走熱量,延長截齒壽命。
截齒表層采用碳化鎢合金顆粒或硬質(zhì)合金冶金復(fù)合材料,厚度控制在 0.8-1.2mm,內(nèi)層基材為42CrMo合金鋼,經(jīng)整體調(diào)質(zhì)處理后,表層硬度大幅度提高,形成梯度力學(xué)性能分布。這種結(jié)構(gòu)在沖擊測試中表現(xiàn)出良好的抗斷裂能力,與傳統(tǒng)均質(zhì)材料截齒相比,相同沖擊載荷下的斷齒發(fā)生率比傳統(tǒng)截齒低了很多。
值得注意的是,該截齒集成了自旋翼,通過軸承結(jié)構(gòu)實現(xiàn)齒體與齒座的相對旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,在截割煤巖時,自旋翼結(jié)構(gòu)使截齒各部位磨損量差異控制在0.3mm以內(nèi),而傳統(tǒng)固定角度截齒的磨損差異最高可達(dá)1.8mm。這種均勻磨損特性使截齒的有效使用壽命延長一倍以上。
陜西某煤礦的應(yīng)用案例顯示,使用該型截齒后,單日截齒更換數(shù)量從60把降至28把,采煤機的有效作業(yè)時間占比提升15%。山東艾德提供的售后服務(wù)數(shù)據(jù)顯示,該產(chǎn)品在復(fù)雜地質(zhì)條件下的故障率較行業(yè)平均水平低27%。
目前,山東艾德已為該技術(shù)申請了幾項發(fā)明專利,其花瓣仿生結(jié)構(gòu)與自旋翼技術(shù)的結(jié)合方案,為截齒設(shè)計提供了新的技術(shù)路徑。行業(yè)分析認(rèn)為,此類融合生物力學(xué)原理的裝備創(chuàng)新,或?qū)⑼苿拥V業(yè)裝備向低損耗、高效率方向發(fā)展。
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