衬板的磨损规律由于物料、工艺、设备的差异而不同，即使在相同工况条件下，同一设备内的不同部位也存在高磨损、高冲击、低磨损、低冲击区域。

根据不同的设备作业情况，当主要遭受冲击磨损时，衬板应选用耐冲击的复合材料以抵抗强冲击和强大应力，当主要遭受磨剥时则应选用耐磨衬板。此外，衬板的结构也决定了物料在设备内的抛落轨迹。

因此，只有掌握磨损类型及磨损规律，在满足安全可靠性能的前提下，进行差异化选材，并配以相适宜的制造工艺，这样不仅可以降低生产成本，同时延长了衬板使用寿命，提高了磨矿效率。

> 衬板磨损前后的轮廓对比

> 衬板轮廓随时间的变化

磨损类型

根据磨损产生的机制，一般将磨损分为磨粒磨损、黏着磨损、冲蚀磨损三种类型。

磨损类型

EDEM中的磨损模型分别为相对磨损模型、Archard磨损模型、Oka磨损模型。其中，Archard和Oka为绝对磨损量输出。在EDEM中通过调用不同的磨损类型，分析物料冲击及摩擦对设备造成的磨损影响。

案例分析

下面以某转运站及煤料为研究对象，利用EDEM离散元技术模拟不同工况下的工作过程，采用控制变量法分析在水平冲击、垂直冲击、衬板特性、物料特性等不同参数变化下衬板的磨损特性，通过图表进行表征。

水平冲击角度

设置为与垂直方向夹角为15°到40°，间隔为5°的六组仿真实验。物料在衬板上的料流速度变化规律明显；衬板越平缓，冲击角越大，物料对衬板的磨损增加。输出的仿真结果数据如下图所示：

垂直冲击角度

设置与垂直方向夹角为15°到40°，间隔为5°的六组仿真实验。与垂直方向的角度越大，料流速度变化越大，物料离开衬板的速度越小，且容易积留在衬板上；磨损冲击变化近似呈线性变化，皮带速度越大，线性强度会降低。输出的仿真结果数据如下图所示：

衬板特性

衬板特性分析主要根据不同的物料与衬板间的接触参数：静摩擦系数、恢复系数、表面能、滚动摩擦系数进行定性定量分析。

> 法向磨损

下图展示的是物料在各参数变化下，在衬板上的法向磨损量的累计值，其中明显可以看出，随静摩擦系数与恢复系数的增加，法向磨损量呈增加趋势，随恢复系数和滚动摩擦系数的增加，法向磨损呈减小趋势。其中，影响较大的是静摩擦系数。恢复系数、表面能与滚动摩擦系数的影响程度相对较低。

> 切向磨损

下图展示的是物料在各参数变化下，在衬板上的切向磨损的累计值，其中明显可以看出，四种因素中，恢复系数的变化对切向磨损的影响程度最小。随静摩擦系数与表面能的的增大，衬板的切向磨损量呈降低状态，随滚动摩擦系数增加，衬板的切向磨损量呈增加趋势。

物料特性

物料特性分析主要通过改变同种物料的颗粒粒径及物料密度对衬板磨损进行定性定量分析。

> 法向磨损

下图展示的是物料在各参数变化下，在衬板上的法向磨损量的累计值，明显可以看出，颗粒粒径和物料密度的增大对衬板的法向磨损都有增大的趋势，其中颗粒粒径对衬板法向磨损的影响程度大于物料密度的影响程度。

> 切向磨损

下图展示的是物料在各参数变化下，在衬板上的切向磨损量的累计值，明显可以看出，颗粒粒径和物料密度的增大对衬板的切向磨损都有增大的趋势，但是物料密度对衬板切向磨损的影响程度大于颗粒粒径的影响程度。两者对切向磨损的增加量的趋势都是逐渐减小，达到一定值时，几乎无增长。

EDEM在耐磨材料的应用

通过EDEM针对不同物料、不同设备、不同作业工况对衬板进行磨损分析，不仅能够提供详细数据报表用以评估衬板使用寿命，还能为如采用熔覆技术研发新型复合材料等全面提高衬板的抗冲击和耐磨损能力提供有力的数据分析手段。

> 衬板使用寿命预测：衬板磨损

> 基材与熔覆层的维氏硬度和磨损率对比图

随着磨矿技术、磨矿工艺的发展，如何抵抗大规格磨介和物料的巨大冲击和高产能带来的快速磨损，需要对高性能、低成本耐磨材料进行深入细致的研究。