刮板输送机中部槽磨粒磨损的离散元法研究

未 星，王学文，李 博，3，杨兆建

（1.太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024；2.煤矿综采装备山西省重点实验室，山西 太原 030024；3.山西煤矿机械制造股份有限公司博士后科研工作站，山西 太原 030031）

1 引言

刮板输送机是综采工作面机械化采煤的关键设备，在煤炭生产中起着非常重要的作用。刮板输送机的失效形式主要是中部槽的磨损失效，在煤料输送过程中，刮板和链条在中板上滑动，煤和煤矸石作为磨粒与中板发生剧烈摩擦，造成中板的严重磨损[1-2]。磨粒磨损是指硬质颗粒与材料表面发生相互作用，造成材料质量损失而形成的磨损[3]。针对磨料磨损的研究，文献[4]应用MS-T3000 摩擦磨损试验机测试了微织构钛合金在不同粒度磨料作用下的摩擦学性能，提出将磨料粒度与微结构恰当匹配，可以降低摩擦减少磨损；文献[5]采用MLS-225 湿砂半自由磨料磨损试验机对复合工况下中部槽磨损规律进行了研究，结果表明：磨损量随着压力和滑动速度得增加而增加，随着水、煤、矸石比例升高而减少。

离散元法（Discrete Element Method，EDM）根据离散体的离散特性来建立数值模型，在分析散体物料和几何体接触的力学方面具有很大的优越性[6-8]。将经典的磨损模型和离散元法相结合，为研究散体物料与几何体接触造成的磨损提供了新的途径，文献[9]将DEM-FEM 与Achard 模型相结合，利用转鼓试验台对磨损常数进行了标定，实现了对自卸车工作状态的仿真，得到的试验结果与磨损规律相一致；文献[10]应用离散元法研究了不同参数对振动筛磨损的影响，发现增加振动频率和网格斜率会增加其磨损率；……