泵車(chē)眼鏡板也叫耐磨板,是混凝土泵車(chē)的重要零件,因為形狀像眼鏡而得名。它是泵車(chē)泵送分配閥的零件,與混凝土輸送缸相連接,運動(dòng)部件S管在擺動(dòng)油缸的驅動(dòng)下,從一邊混凝土缸口擺動(dòng)到另一邊混凝土缸口,切割環(huán)隨S管貼著(zhù)眼鏡板擺動(dòng),與眼鏡板組成了切割摩擦力。由于切割環(huán)的快速擺動(dòng)使眼鏡板與混凝土產(chǎn)生強烈摩擦,同時(shí)還要承受切斷石子產(chǎn)生的沖擊力。因此,眼鏡板在正常工作狀態(tài)下,必須承受沖擊力、剪切力和十分強烈的摩擦力。
眼鏡板的主要失效形式是磨損、碎裂崩塊失效。眼鏡板和切割環(huán)之間的磨損屬于磨粒磨損,首先表現為切割環(huán)及眼鏡板孔口棱角磨鈍,并形成較小的圓弧面楔形口,隨著(zhù)參與磨損的磨料粒徑的增大,磨損間隙也隨之增大,當間隙大到一定值時(shí)會(huì )因嚴重漏漿而影響施工。而隨著(zhù)泵送高度的增加,眼鏡板的沖擊剪切會(huì )增大,磨損更劇烈,且容易發(fā)生碎裂崩塊。
一、磨粒磨損的概念和眼鏡板磨損機理及影響因素
1. 概念
在摩擦過(guò)程中,由于硬顆?;蚰Σ粮北砻娴挠参⑼贵w對固體表面擠壓和沿表面運動(dòng)所引起的損失或材料流失。
2. 磨損機理
(1)切削:尖銳的硬質(zhì)磨粒切削柔軟表面,被切下來(lái)的材料就成為磨粒。
(2)斷裂:硬質(zhì)顆粒在材料表層引起微裂紋萌生、擴展和斷裂脫落的破壞現象。
(3)擠壓剝落:磨料在載荷作用下壓入摩擦表面而產(chǎn)生壓痕,將塑性材料的表面擠壓出層狀或鱗片狀的剝落碎屑。
(4)疲勞:摩擦表面在磨料產(chǎn)生的循環(huán)接觸應力作用下,使表面材料因疲勞而剝落。
3. 影響因素
(1)材料硬度越高,磨粒硬度越低,耐磨性越好。磨粒硬度在材料硬度的0.7~1.0之間時(shí),不產(chǎn)生磨粒磨損或只產(chǎn)生輕微磨粒磨損。在眼鏡板的工作環(huán)境中,磨粒為混凝土,包括水泥、石子、沙子等,它們的硬度是基本穩定的,且難以降低,所以提升眼鏡板的材料硬度是減小磨粒磨損的有效途徑。
(2)磨粒磨損還與磨粒的形狀、大小、尖銳程度等有關(guān)系,這一點(diǎn)在泵送混凝土時(shí)不易控制,所以不做深究。
(3)線(xiàn)磨損度與材料表面壓力成正比。當壓力達到轉折值時(shí),線(xiàn)磨損度隨壓力的增加變得平緩,這是由于磨粒磨損形式轉變的結果。各種材料的轉折壓力值不同,在眼鏡板擺動(dòng)過(guò)程中,擺動(dòng)角度、眼鏡板本身的設計構造會(huì )對表面壓力產(chǎn)生影響,可以通過(guò)優(yōu)化結構,設計出更符合力學(xué)構造的眼鏡板形狀,以此來(lái)減小摩擦。
(4)重復摩擦次數和相對運動(dòng)速度也會(huì )影響材料的磨粒磨損程度,眼鏡板工作時(shí)會(huì )在混凝土中來(lái)回擺動(dòng),工作時(shí)間長(cháng)、強度大,重復次數多且相對運動(dòng)速度快,所以磨損格外嚴重。但這一點(diǎn)在不降低生產(chǎn)效率的情況下也難以避免。
由以上分析可以得出,在不增加工作量、不降低生產(chǎn)效率的前提下,想要提升眼鏡板的使用壽命,減小磨損,提升眼鏡板的材料硬度、抗沖擊能力、表面光滑度是經(jīng)濟實(shí)惠的可行措施。
二、鑄鐵、合金和陶瓷材質(zhì)眼鏡板性能比較
目前常見(jiàn)的眼鏡板材料有三種,分別是高鉻鑄鐵、硬質(zhì)合金和耐磨陶瓷,接下來(lái)我們就對這三種材料進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的分析對比。
1. 高鉻鑄鐵:高鉻鑄鐵平均硬度在HRA82左右,耐磨能力尚可。優(yōu)點(diǎn)是加工工藝好、生產(chǎn)成本低,但是高鉻鑄鐵導熱性能差,塑性差,收縮量高,在鑄造過(guò)程中很容易發(fā)生開(kāi)裂,在使用過(guò)程中容易出現防磨層開(kāi)裂現象,嚴重影響眼鏡板的使用壽命。
2. 硬質(zhì)合金:硬質(zhì)合金的硬度可以達到HRA86,耐磨能力強,但是可焊性差,加工難度大,而且價(jià)格昂貴,這就導致它在實(shí)際應用中受到很大限制。
3. 耐磨陶瓷:耐磨陶瓷的硬度可以達到HRA88以上,ZTA鋯鋁復合陶瓷的硬度更是可以達到HRA90。相比于高鉻鑄鐵,它的價(jià)格適中,但是耐磨能力卻高出很多,相比于硬質(zhì)合金,它又價(jià)格便宜,耐磨能力更勝一籌。而且耐磨陶瓷表面光滑,還帶有自潤滑成分,可以進(jìn)一步減少磨損。唯一的缺點(diǎn)韌性差也可以通過(guò)在氧化鋁中加入氧化鋯,選擇ZTA陶瓷來(lái)解決。
綜上所述,使用耐磨陶瓷眼鏡板是行之有效且經(jīng)濟實(shí)惠的防磨方案。
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