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我國煤炭資源儲(chǔ)備豐富，很長一段時(shí)間以來煤炭被用作工業(yè)生產(chǎn)的最主要能源。作為機(jī)械自動(dòng)化采煤關(guān)鍵設(shè)備，采煤機(jī)與掘進(jìn)機(jī)發(fā)揮重要作用，如圖1、圖2所示，采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)共同進(jìn)行采煤工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)在前端對(duì)煤層進(jìn)行破碎，向前開進(jìn)過程中，切割刀具所在的切割部位連續(xù)不斷的與煤層及煤層中的夾雜物發(fā)生碰撞，使煤炭脫落，采煤機(jī)收取脫落的煤炭，通過裝運(yùn)部件將煤炭運(yùn)輸出去。

圖1   掘進(jìn)機(jī)

圖2   采煤機(jī)

截齒為安裝在采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)上的刀具，市場(chǎng)上的截齒按照形狀一般分為兩類，一種類似刀型，稱為刀型截齒，如圖3所示，另一種稱為鎬型截齒，如圖4所示。其中，鎬型截齒不僅具有設(shè)計(jì)簡單，方便制造和加工的優(yōu)點(diǎn)，而且具有切割煤層的尺寸大、能夠?qū)崿F(xiàn)間斷采煤的特點(diǎn)，除此之外，在采煤期間，鎬型截齒的自轉(zhuǎn)與煤層相互作用，可以幫助截齒自動(dòng)銳化，加快完成采煤的進(jìn)程，因此，鎬型截齒被廣泛的推廣和應(yīng)用。

在截齒切割煤層過程中，與夾雜在煤層中的煤矸石、石英等硬度較高的材料發(fā)生猛烈撞擊，同時(shí)，截齒連續(xù)工作導(dǎo)致齒體表面的溫度急劇上升，當(dāng)截齒表面溫度達(dá)到800℃左右時(shí)，其硬度會(huì)明顯降低，當(dāng)再次與煤層碰撞時(shí)，會(huì)出現(xiàn)截齒齒頭脫落、變形和磨損的現(xiàn)象，如圖6所示，從而導(dǎo)致截齒使用失效。截齒的失效不僅大大的降低了工程進(jìn)度、提升了采煤的成本，而且增加了煤礦工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖6   截齒失效形式

激光熔覆技術(shù)就是利用高功率密度激光束快速加熱并熔化金屬基體與送至基體表面的金屬粉末，充分發(fā)揮發(fā)揮激光束加熱和冷卻速度極快的特點(diǎn)，在基體材料表面連續(xù)鋪展形成一層結(jié)合強(qiáng)度高、稀釋率低、成分均勻的合金涂層，提高基體材料耐腐蝕、耐磨損、抗高溫氧化等性能。對(duì)截齒表面采用激光熔覆工藝進(jìn)行強(qiáng)化，如圖7所示鎬型截齒激光熔覆，選擇以鐵基合金+陶瓷顆粒混合材料，硬度可達(dá)60HRC以上，熔覆層中的陶瓷相大幅度提高了截齒表面耐磨性能，基體相鐵基合金提供足夠的韌性，保證截齒的抗沖擊性能，使用壽命提高2倍以上，有效減少截齒更換次數(shù)，降低人員工作強(qiáng)度，提高采煤機(jī)截煤效率，節(jié)約售后服務(wù)成本，創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

圖7   鎬型截齒激光熔覆層

截齒熔覆專用設(shè)備根據(jù)鎬型截齒熔覆路徑和工藝要求設(shè)計(jì)開發(fā)，具有精致的工業(yè)設(shè)計(jì)外觀，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用三軸桁架運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和雙工位轉(zhuǎn)臺(tái)，保證工藝質(zhì)量和加工效率，如圖8所示。亦可加裝自動(dòng)上下料工裝，實(shí)現(xiàn)鎬型截齒面連續(xù)高效激光熔覆，適用于批量化、自動(dòng)化、精益化截齒生產(chǎn)制造。

圖8   截齒熔覆專機(jī)