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高分子材料種類繁多，具有耐磨、抗沖擊、耐腐蝕、耐疲勞及絕緣性能好的特點(diǎn)，目前在機(jī)械工業(yè)各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，使輸送機(jī)從傳統(tǒng)的不安全、笨重、高能耗向安全、輕便、耐用和較為經(jīng)濟(jì)的形式轉(zhuǎn)變。如何根據(jù)不同領(lǐng)域內(nèi)各種設(shè)備的不同要求，正確地選用高分子材料，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，是材料科學(xué)在輸送機(jī)行業(yè)應(yīng)用方法的研究熱點(diǎn)之一。
超高分子量聚乙烯材料也稱UH MW-PE材料，是一種新型的耐磨材料。在所有的耐磨材料中，超高分子量聚乙烯對鋼的摩擦系數(shù)最低，磨耗量最小，是一種性能較為全面、在一定領(lǐng)域內(nèi)替代鋼鐵材料的理想耐磨材料。UH MW-PE材料的分子量在3x106～6x106g/mo1之間。從分子結(jié)構(gòu)來看，它是通過聚合反應(yīng)使乙烯單體受到一個連續(xù)的結(jié)合過程，形成很長的鏈狀高分子結(jié)構(gòu)。聚乙烯分子量愈大，其聚合鏈的長度就愈長，很難使之?dāng)嗔?，因而使材料的耐磨性能提高，壽命延長。該材料的分子結(jié)構(gòu)屬于非極性分子結(jié)構(gòu)，不具有吸附性。其在榆送系統(tǒng)的應(yīng)用，很好地解決了鋼材料吸附塵埃的問題。實(shí)際應(yīng)用過程中，一般是將該材料制成板材使用，其主要特點(diǎn)是：(1)耐磨性好，使用壽命長；(2)表面光滑，摩擦系數(shù)小，不易與物體m結(jié)；(3)不吸附煤層和水分；(4)抗腐蝕性強(qiáng)，耐酸堿腐蝕，不易老化；(5)具有較高的抗沖擊強(qiáng)度，是韌性極高的高分子聚合物，其抗沖擊強(qiáng)度隨分子量的增大而升高；(6)不足之處是不易粘結(jié)，可采用連接的方法安裝。
鑒于該材料的上述特點(diǎn)，可以考慮將其應(yīng)用于皮帶輸送機(jī)中，作為皮帶輸送機(jī)卸料裝置的受料漏斗、導(dǎo)料槽、裝載漏斗襯板等要求耐磨的部位的替代材料。
1、耐磨板材的選用
由于設(shè)備的工作環(huán)境較為惡劣，輸送機(jī)中的受料漏斗、導(dǎo)料槽、裝載漏斗等部位的工作內(nèi)壁，在工作過程中都有較大程度的磨損，需要加裝耐磨材料，同時還要求該部位的材料具有一定的抗沖擊強(qiáng)度。一般采用的耐磨材料為白口鑄鐵，此種材料雖然耐磨但很脆，不能承受沖擊載荷，容易斷裂，不宜制成細(xì)長形的板狀，而且成本較高。有些設(shè)備選用鑄石作為襯物材料，這種材料雖然較為耐磨，但也較脆，易碎，不易固定，在輸送機(jī)中很難推廣使用，目前只在卸煤裝置受料斗中使用。有的采用高錳鋼作為耐磨襯板，這種材料經(jīng)淬火后，硬度較高，韌性較好，具有良好的耐磨性，得到廣泛的應(yīng)用。Mn13鋼就是這類產(chǎn)品，其缺點(diǎn)是淬透性差，淬層很淺，整體耐磨性無法提高。該材料之所以耐磨主要是由于在工作時受到硬性物料劇烈沖擊作用后，高錳鋼表面的奧氏體產(chǎn)生滑移，發(fā)生晶格扭曲，在塑性變形下出現(xiàn)明顯的加工硬化現(xiàn)象，其表面硬度可提高到HB550左右。如果工況中沒有足夠大的沖擊載荷作用，工作以靜摩擦為主，則高錳鋼的優(yōu)越性就體現(xiàn)不出來。從實(shí)際考慮，稀土耐磨鑄鋼是提高耐磨性能的優(yōu)選材料之一，價格亦比高錳鋼低。其缺點(diǎn)是在澆注時廢品率較高。上述這些材料雖各有優(yōu)點(diǎn)，但不能滿足皮帶輸送機(jī)的實(shí)際工作需要。我們希望選用的理想的襯物材料應(yīng)具有成本低、重量輕、耐磨性和抗沖擊性好、摩擦系數(shù)小、便于加工制造和安裝等特點(diǎn)。目前，超高分子量聚乙烯板材是值得推廣的較為理想的耐磨襯物材料之一。
