重载刮板输送机是高产高效机械化采煤的核心装备,适用于长采距、宽断面、大采高综采工作面,承担着煤炭运输、采煤机运行导向以及液压支架推移支撑的重要任务。中部槽是重载刮板输送机的关键部件,其磨损失效常造成刮板输送机故障多发、寿命缩短及其他配套设备无法正常工作,从而降低煤矿的生产效率及安全状况。因此,开展中部槽磨损行为研究十分必要,研究成果可为中部槽及刮板输送机整机优化设计、减少故障、延长寿命、安全运行等方面提供技术支撑,具有重要理论意义及实用价值。本文在国家自然科学基金联合基金重点项目“重载刮板输送机智能驱动系统基础研究”（编号:U1510205）、教育部创新团队项目“矿山大型机电装备可靠性”（编号:IRT₁6R68）的资助下,基于重载刮板输送机运输煤炭的工程背景,以中部槽所在摩擦副为研究对象,将现代摩擦学理论与先进试验手段、数理统计技术、接触力学理论、交互作用技术、疲劳理论等相结合,从试验、理论两方面对中部槽的磨损行为进行了较系统、全面的研究。首先,开展中部槽冲击磨损性能试验研究。根据重载刮板输送机中部槽承受落煤冲击的工况,研制了冲击磨损试验台,进而开展了有针对性的冲击磨损试验;通过单因素影响研究,揭示了煤粒性质、冲击流量、冲击高度以及煤流速度等因素对中部槽冲击磨损性能的影响规律;通过正交方案极差分析法,对复合因素下冲击磨损量的变化进行了研究,发现了复合因素及其水平对冲击磨损量的影响规律及作用程度。其次,开展中部槽滑动磨损性能试验研究。基于重载刮板输送机中部槽输送滑动工况,建立了刮板输送机输送速度与混合物料接触压力相互关联的综合计算模型,进而确定了中部槽输送滑动磨损试验条件;针对不同接触压力、不同滑动速度、不同混合物料组分等特定工况,利用湿砂半自由磨料磨损试验机,开展了中部槽标准试样与煤、矸石、水等混合物料配副的滑动磨损试验;揭示了接触压力、滑动速度以及混合物料组分等因素对试样滑动磨损性能的内在影响规律,给出了试样在滑动过程中的磨损情况及变化原因。再次,开展中部槽磨损形貌及机理研究。鉴于中部槽实际运煤过程中,滑动磨损具有长时性、连续性、破坏性强等特点,是塑造磨损形貌的关键因素,借助扫描电子显微镜、金相显微镜等试验设备,对中部槽试样的磨痕、磨屑形貌,表层夹杂物进行了研究;解析了试样的磨损形成、发展过程及诱发原因,获得了磨损机理随不同影响因素的变化规律;掌握了试样表层夹杂物金相特征与疲劳磨损机制发生、发展的对应关系;进而以试样磨损性能变化规律、磨损机理等研究成果为基础,提出了中部槽的主要磨损形式为磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损,发现了各磨损形式的发生原因和过渡边界,从而构建了包括轻度、中度和重度磨损区在内的中部槽磨损机制分布图。接着,开展中部槽磨损理论模型研究。针对中部槽的磨损-疲劳问题,开展了以中部槽为核心的载荷摩擦副系统研究,分析了载荷摩擦副系统的接触特性;根据载荷摩擦副系统的实际受力状态,通过解析计算,获得了磨损-疲劳拉压应力强度及实际接触应力,从而初步构建了中部槽磨损理论模型;基于磨损试验数据,利用Matlab智能算法对理论模型进行了优化求解,进而形成较为完善的最终模型。最后,开展工程实际中部槽磨损行为研究。在煤矿现场对实际中部槽进行了磨损数据检测,通过数据分析揭示了实际中部槽的磨损量变化规律;基于中部槽的固有属性、工况特点及实测数据,对磨损理论模型进行了工程应用研究,验证了理论模型的正确性与实用性;对实际中部槽2D/3D磨损形貌进行了分析,揭示了试样在特定工况条件下磨损形貌的变化规律,给出了中部槽磨损损伤分布云图及磨损参数量化统计图,定量化表征了试样的磨损特征参数;将工程实际中部槽磨损形貌、磨损机理分析结果与模拟试验获得的相应结论进行一致性分析,结果表明二者符合良好,从而验证了模拟试验方法、过程及结论的正确性。