Investigación Experimental sobre la Formación del Tercer Cuerpo en la Superficie de Fricción del Mecanismo de Elevación del Martillo Compactador de Pastel de Carbón
Autores: Huang, Lin; Zhang, Shengfang; Qin, Bingtao; Liu, Yu; Sha, Zhihua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación Experimental sobre la Formación del Tercer Cuerpo en la Superficie de Fricción del Mecanismo de Elevación del Martillo Compactador de Pastel de Carbón
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Máquina de compactación
Pastel de carbón
Par de fricción
Tercer cuerpo
Proceso de formación
Análisis de superficie
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Una máquina de compactación es el equipo clave para la formación de grandes pastillas de carbón coquizable en la industria de la fabricación de acero, donde el carbón suelto se compacta en una pastilla de carbón mediante el movimiento de vaivén de su martillo de compactación. En el proceso de fricción a largo plazo, la tercera partícula adherida a la superficie del par de fricción del mecanismo de elevación del martillo a menudo provoca que el martillo de compactación resbale y desgaste la placa de fricción del martillo de compactación, lo que resulta en una altura insuficiente del martillo, un trabajo desigual del martillo de compactación, colapso de la pastilla de carbón y otros problemas. Para evitar el efecto adverso del tercer cuerpo en la superficie del par de fricción, este artículo estudia la formación del tercer cuerpo en la superficie de fricción del mecanismo de elevación del martillo de la máquina de compactación de pastillas de carbón. El material de la leva (Q345B) del mecanismo de elevación del martillo y el material compuesto de metalurgia en polvo a base de cobre de la placa de fricción del martillo de compactación se preparan en el disco de prueba de fricción de pin-disco y el pin, respectivamente. Basado en las características de la variación de temperatura de fricción en la prueba de pin-disco, se propone un método de acumulación equivalente, es decir, el estado de desgaste de varias muestras en diferentes tiempos de desgaste es equivalente para caracterizar la condición de desgaste de una muestra en diferentes etapas durante el desgaste continuo, y se obtienen las diferentes etapas del proceso de formación del tercer cuerpo. Al analizar el cambio de la composición del tercer cuerpo y la proporción de contenido de cada elemento en la superficie de la placa base en diferentes tiempos de desgaste, se determina que el Cu es el índice clave del tercer cuerpo. El contenido del elemento Cu se utiliza para caracterizar el contenido del tercer cuerpo en la superficie de la muestra del disco, y se infiere la regla de formación del tercer cuerpo en la superficie del disco. A través de un método de procesamiento de imágenes de análisis de color, se identifica la ley de distribución del tercer cuerpo en todo el disco. Las propiedades del material del tercer cuerpo en la superficie del disco se obtienen al analizar los cambios de dureza y morfología en cada etapa de fricción. Los resultados muestran que con el aumento del tiempo de fricción, el contenido de Cu en la superficie del disco aumenta al 22% y luego disminuye al 15%. La microdureza de la superficie de fricción alcanza su punto máximo a los 7 minutos, que es 1.4 veces la del material Q345B. La rugosidad máxima de la superficie del disco es de 0.452 um. Finalmente, el proceso de formación del tercer cuerpo se resume en tres etapas: formación, equilibrio y daño. Por lo tanto, las propiedades de fricción de la superficie del par de fricción varían de débiles a fuertes y luego a débiles con las características de formación del tercer cuerpo.
Descripción
Una máquina de compactación es el equipo clave para la formación de grandes pastillas de carbón coquizable en la industria de la fabricación de acero, donde el carbón suelto se compacta en una pastilla de carbón mediante el movimiento de vaivén de su martillo de compactación. En el proceso de fricción a largo plazo, la tercera partícula adherida a la superficie del par de fricción del mecanismo de elevación del martillo a menudo provoca que el martillo de compactación resbale y desgaste la placa de fricción del martillo de compactación, lo que resulta en una altura insuficiente del martillo, un trabajo desigual del martillo de compactación, colapso de la pastilla de carbón y otros problemas. Para evitar el efecto adverso del tercer cuerpo en la superficie del par de fricción, este artículo estudia la formación del tercer cuerpo en la superficie de fricción del mecanismo de elevación del martillo de la máquina de compactación de pastillas de carbón. El material de la leva (Q345B) del mecanismo de elevación del martillo y el material compuesto de metalurgia en polvo a base de cobre de la placa de fricción del martillo de compactación se preparan en el disco de prueba de fricción de pin-disco y el pin, respectivamente. Basado en las características de la variación de temperatura de fricción en la prueba de pin-disco, se propone un método de acumulación equivalente, es decir, el estado de desgaste de varias muestras en diferentes tiempos de desgaste es equivalente para caracterizar la condición de desgaste de una muestra en diferentes etapas durante el desgaste continuo, y se obtienen las diferentes etapas del proceso de formación del tercer cuerpo. Al analizar el cambio de la composición del tercer cuerpo y la proporción de contenido de cada elemento en la superficie de la placa base en diferentes tiempos de desgaste, se determina que el Cu es el índice clave del tercer cuerpo. El contenido del elemento Cu se utiliza para caracterizar el contenido del tercer cuerpo en la superficie de la muestra del disco, y se infiere la regla de formación del tercer cuerpo en la superficie del disco. A través de un método de procesamiento de imágenes de análisis de color, se identifica la ley de distribución del tercer cuerpo en todo el disco. Las propiedades del material del tercer cuerpo en la superficie del disco se obtienen al analizar los cambios de dureza y morfología en cada etapa de fricción. Los resultados muestran que con el aumento del tiempo de fricción, el contenido de Cu en la superficie del disco aumenta al 22% y luego disminuye al 15%. La microdureza de la superficie de fricción alcanza su punto máximo a los 7 minutos, que es 1.4 veces la del material Q345B. La rugosidad máxima de la superficie del disco es de 0.452 um. Finalmente, el proceso de formación del tercer cuerpo se resume en tres etapas: formación, equilibrio y daño. Por lo tanto, las propiedades de fricción de la superficie del par de fricción varían de débiles a fuertes y luego a débiles con las características de formación del tercer cuerpo.