淺談洗煤刮板輸送機(jī)機(jī)械故障及運(yùn)輸效率

　　刮板輸送機(jī)是礦井的主要運(yùn)輸設(shè)備，其中斷鏈和溜槽磨損是常見的故障，本文對(duì)該類故障形成機(jī)理及破壞類型展開研究，提出相關(guān)解決對(duì)策，降低刮板輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中故障的發(fā)生概率，使其保持較高的開機(jī)率。即在不影響其運(yùn)輸能力的情況下，通過(guò)相關(guān)技術(shù)措施，最大限度提高其運(yùn)輸效率、降低維修成本、增加經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī),運(yùn)行故障,運(yùn)輸效率

　　刮板輸送機(jī)是整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中常見且重要的運(yùn)輸設(shè)備。該設(shè)備機(jī)身較低，裝載方便;通過(guò)增加或減少溜槽可實(shí)現(xiàn)機(jī)身的伸縮，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng);機(jī)身堅(jiān)固耐用，生產(chǎn)效率高;運(yùn)載效率高，操作方便;基于以上優(yōu)勢(shì)，刮板輸送機(jī)備受各大礦井青睞。刮板輸送機(jī)主要由機(jī)頭、電機(jī)、減速器、溜槽、刮板及鏈條等部分組成。

　　礦井生產(chǎn)任務(wù)繁重，機(jī)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著時(shí)間推移溜槽會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，若操作不當(dāng)可能會(huì)引發(fā)斷鏈?zhǔn)鹿省噫準(zhǔn)鹿适枪伟遢斔蜋C(jī)運(yùn)行過(guò)程中常見故障之一，同時(shí)也是危害最大的一種，不僅影響運(yùn)輸系統(tǒng)，斷鏈甩出可能會(huì)造成人員傷亡事故，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，各類事故對(duì)礦井產(chǎn)量影響中因刮板輸送機(jī)斷鏈?zhǔn)鹿士烧加绊懏a(chǎn)量的36%。溜槽主要構(gòu)成刮板輸送機(jī)的機(jī)身，作為煤矸石、刮板及鏈條的運(yùn)行通道，溜槽兩幫及溜槽間的接頭處舌板會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形磨損，日積月累造成溜槽的失效，運(yùn)行過(guò)程中的摩擦損害是造成輸送機(jī)功率損失的主要原因。通過(guò)對(duì)常見的斷鏈及溜槽磨損故障進(jìn)行分析，提出降低刮板輸送機(jī)故障率的的途徑，最終實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)的安全高效運(yùn)行。

　　1刮板輸送機(jī)溜槽及刮板鏈簡(jiǎn)介

　　溜槽分節(jié)組裝構(gòu)成了刮板輸機(jī)的機(jī)身主體部分，其上承載著煤矸石、刮板、鏈條，不僅要承受三者總重量，還要經(jīng)受刮板和鏈條對(duì)其兩幫及接頭處舌板的磨損，因此溜槽在滿足強(qiáng)度要求的條件下要有較強(qiáng)的抵抗磨損性能。刮板輸送機(jī)溜槽按其作用大致可分為3類：連接機(jī)頭和機(jī)身的過(guò)渡溜槽、機(jī)身主要構(gòu)成部分的中部溜槽、調(diào)整機(jī)身鋪設(shè)長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)溜槽。其中中部溜槽所占比例最高，也是本文中主要分析的溜槽部分。溜槽主要由槽幫鋼、中板、支座和凹凸端頭焊接在一起組成。槽幫鋼可分為供單鏈輸送機(jī)使用的D型、中雙鏈?zhǔn)褂玫腅型、邊雙鏈?zhǔn)褂玫腗型3種。支座起到連接溜槽附件和增強(qiáng)槽幫鋼強(qiáng)度的作用。各節(jié)溜槽通過(guò)其兩端的凹凸端頭對(duì)接拼裝，端頭的制造材料為高錳鋼。

　　鏈條和刮板組合在一起構(gòu)成了輸送機(jī)的刮板鏈，作為重要的牽引機(jī)構(gòu)，可將煤矸石不斷的向前推送。生產(chǎn)中主要采用單鏈、中雙鏈和邊鏈3類。使用過(guò)程中，刮板鏈要同時(shí)承受物料重量的靜載荷及將其向前推送的動(dòng)載荷，刮板鏈在溜槽中滑行始終會(huì)發(fā)生摩擦損失，且物料沾水會(huì)對(duì)其產(chǎn)生腐蝕作用。因此鏈條要采用高強(qiáng)度合金鋼，經(jīng)淬火及拉伸處理，成為集強(qiáng)度、韌性、抗磨損和腐蝕為一體的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

　　2溜槽故障分析

　　2.1溜槽磨損失效類型及原因分析

　　溜槽是輸送機(jī)機(jī)身的主要組成部分。在輸送機(jī)機(jī)頭電機(jī)減速器傳動(dòng)力矩的作用下，刮板鏈帶動(dòng)煤矸石在溜槽中運(yùn)轉(zhuǎn)，因此溜槽的磨損主要來(lái)自于煤矸石及刮板鏈，其中槽幫及接頭處舌板是磨損最為嚴(yán)重的部位，溜槽的報(bào)廢往往和槽幫及舌板的磨損破壞有直接關(guān)聯(lián)，磨損破壞同時(shí)給輸送機(jī)增加額外載荷，損耗功率，長(zhǎng)此以往，給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。溜槽的破壞大多分以下幾種類型：(1)中板磨損嚴(yán)重，最薄處有時(shí)不足3mm，嚴(yán)重影響正常使用。(2)溜槽的側(cè)板上沿磨損掉一塊，造成部分鏈條外露，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)飄鏈現(xiàn)象。(3)刮板鏈及貨載對(duì)中板及槽幫連接處不斷磨損，形成一道道磨溝，甚至出現(xiàn)裂縫，最終導(dǎo)致溜槽報(bào)廢。

　　通過(guò)對(duì)上述情況分析，綜合各種磨損類型可知，機(jī)械磨損、腐蝕磨損及粘著磨損是溜槽磨損的主要原因。

　　(1)機(jī)械磨損。

　　溜槽由槽幫和中板焊接在一起組成，刮板鏈和煤矸石表面不平整處會(huì)對(duì)中板進(jìn)行切削及摩擦，使其發(fā)生損壞。相對(duì)于鏈環(huán)，其尖銳的圍觀峰頂相當(dāng)于刀具的切削刃，當(dāng)其承受載荷后，不僅對(duì)中板有正向壓力，而且在其向前運(yùn)行過(guò)程中對(duì)中板產(chǎn)生切削作用效果。在中板和刮板鏈空隙間夾雜的煤矸石也會(huì)對(duì)中板產(chǎn)生切削作用，通常這類切削磨損損害程度較小，主要是因?yàn)槊喉肥瘡?qiáng)度及剛度較低，在磨損過(guò)程中若受到較大壓力會(huì)被壓裂消失。刮板鏈和物料每通過(guò)中板表面一次，就會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一次剪切磨損，隨著次數(shù)的增加，溜槽中板表面會(huì)形成塑性變形破壞區(qū)域，進(jìn)一步形成裂紋，隨著裂紋的擴(kuò)展最終剝落。 (2)腐蝕磨損。

　　由于除塵的需要，煤矸石表面多沾有水，這樣會(huì)與溜槽中板產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，長(zhǎng)期的腐蝕作用會(huì)在中板表面產(chǎn)生銹蝕物，銹蝕物強(qiáng)度低，在刮板鏈的作用下掉落下來(lái)。中板經(jīng)過(guò)腐蝕磨損后的新表面更容易被氧化，在周而復(fù)始的氧化———剝離———再氧化作用下，中板逐漸變薄。隨著刮板鏈及煤矸石在溜槽中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，造成中板軟化而強(qiáng)度降低。

　　(3)粘著磨損。

　　刮板、鏈條的微凸體與溜槽中板接觸，當(dāng)載重較重時(shí)，微凸體與中板間會(huì)產(chǎn)生很高的接觸壓應(yīng)力，雖然煤粉及附著物會(huì)對(duì)粘著現(xiàn)象起到一定的阻礙作用，但這種作用相比接觸壓應(yīng)力較小，這層污染膜會(huì)消失，同時(shí)接觸面溫度快速升高，并發(fā)生軟化現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生局部的融化。在刮板鏈和中板運(yùn)動(dòng)沖擊載荷的作用下，最終產(chǎn)生剪切或撕裂以致發(fā)生粘著磨損。

　　2.2提高溜槽壽命的措施

　　(1)通過(guò)對(duì)溜槽磨損失效的原因分析可知，機(jī)械磨損和粘著磨損是溜槽報(bào)廢的主要原因，因此增強(qiáng)溜槽強(qiáng)度、增強(qiáng)其抗磨損性能能夠延長(zhǎng)溜槽的使用時(shí)間。溜槽材料可以選擇含碳量介于0.25%~0.35%的高強(qiáng)度鋼，并加入一些V、Cr、Mo、B等元素，這樣可以有效增強(qiáng)其強(qiáng)度穩(wěn)定性及淬透性。

　　(2)鏈環(huán)運(yùn)行軌道磨損較為嚴(yán)重，尤其是2節(jié)溜槽對(duì)接部位更嚴(yán)重，因此可以在鏈環(huán)運(yùn)行軌道焊接抗磨和抗蝕材料，兼顧其強(qiáng)度和抗磨的要求，同時(shí)可以采用深層滲硼技術(shù)來(lái)增強(qiáng)其抗磨和抗腐蝕性能，運(yùn)用該技術(shù)可以將溜槽壽命提高2~3倍。

　　(3)增強(qiáng)圓環(huán)表面的光滑程度，保證其光滑度質(zhì)量要求。

　　(4)使用耐磨堆焊新工藝：即在溜槽中板用耐磨焊條堆焊一層耐磨合金，這樣刮板鏈在堆焊層上運(yùn)動(dòng)，不與中板直接接觸。溜槽中板主要采用16Mn鋼，該種鋼材質(zhì)具有很好的焊接性，不因焊接而產(chǎn)生裂紋，KTD—032耐磨焊條可以在交流電和直流電2種情況下使用，具有工藝簡(jiǎn)單、火花飛濺小、抵抗裂紋能力強(qiáng)、成型效果好等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛使用。耐磨花紋采用大交叉斷續(xù)焊道。

　　3斷鏈故障分析

　　3.1鏈條破壞形式及原因分析

　　鏈條的破壞形式主要有疲勞破壞和沖擊破壞2種。刮板鏈在周期性載荷及拉力作用下，會(huì)發(fā)生疲勞損壞，通常在薄弱環(huán)節(jié)即鏈環(huán)的圓環(huán)過(guò)渡處產(chǎn)生裂紋，在載荷的反復(fù)作用下裂紋持續(xù)擴(kuò)展，強(qiáng)度逐漸降低，最終被拉斷產(chǎn)生灰白色的斷裂口;在運(yùn)行過(guò)程中，若刮板鏈瞬間所受載荷過(guò)大，在此強(qiáng)沖擊作用下產(chǎn)生很大變形，若該沖擊載荷大于其破斷所需拉力，此時(shí)發(fā)生斷鏈現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)多起斷鏈?zhǔn)鹿实慕y(tǒng)計(jì)分析表明，刮板輸送機(jī)斷鏈?zhǔn)鹿手饕煞譃槿箢悾嘿|(zhì)量問(wèn)題、運(yùn)行條件、使用維護(hù)，三者任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題都會(huì)引發(fā)圓環(huán)鏈破壞事故。

　　(1)質(zhì)量問(wèn)題。在工廠生產(chǎn)前選用的原材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，鏈環(huán)的尺寸設(shè)計(jì)存在誤差，焊接及熱處理工藝不合格等，這些因素都會(huì)致使鏈條在出廠前就存在問(wèn)題。通過(guò)對(duì)鏈環(huán)的試驗(yàn)可知，圓環(huán)的內(nèi)寬影響其過(guò)渡處的應(yīng)力，含碳量影響圓環(huán)的強(qiáng)度及其延伸率。刮板與鏈環(huán)的間距也影響著其運(yùn)行，若間距比較大，則不能充分帶動(dòng)物料前行，若間距比較小，則鏈子的負(fù)荷過(guò)重，行駛阻力過(guò)大。

　　(2)運(yùn)行條件。不論是煤礦井下還是洗煤廠車間都處于一個(gè)潮濕的環(huán)境中，且輸送機(jī)運(yùn)載和物料一般也較為潮濕，因此刮板鏈很容易別銹蝕;刮板輸送機(jī)各組成部分都是鋼鐵材質(zhì)，刮板與鏈環(huán)，鏈環(huán)之間，刮板鏈與溜槽中板，鏈環(huán)與鏈輪的嚙合等都會(huì)產(chǎn)生摩擦，在長(zhǎng)期潮濕和磨損的影響下，強(qiáng)度降低，發(fā)生破壞。此外，沖擊破壞和疲勞破壞對(duì)其有重要的影響。鏈條運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到動(dòng)靜載荷的作用，若刮板發(fā)生彎曲，溜槽中板接合處不平，刮板鏈未張緊都會(huì)出現(xiàn)卡鏈現(xiàn)象，造成沖擊破壞;刮板輸送機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)，往往沖擊較大，周而復(fù)始，可能會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。

　　(3)使用維護(hù)。廢舊錨桿或其他鐵器卡入刮板鏈，尤其運(yùn)行至機(jī)頭處最容易發(fā)生卡鏈?zhǔn)鹿剩斐蓴噫?鏈條過(guò)緊，停機(jī)時(shí)堆物太多，輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)載荷過(guò)大，鏈條也沒(méi)緩沖余地，造成斷鏈;刮板與鏈條間距不等，造成負(fù)載不均勻，也會(huì)引起斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>

　　3.2防止斷鏈措施

　　(1)優(yōu)質(zhì)的鏈條是運(yùn)行平穩(wěn)的第一步，鏈環(huán)的內(nèi)寬稍微大一些，減小過(guò)渡部分的應(yīng)力集中現(xiàn)象;鏈條表面平滑，減少凸起，消除應(yīng)力集中現(xiàn)象;合適的含碳量，同時(shí)兼顧鏈條的強(qiáng)度和延伸率。

　　(2)正確安裝和使用，刮板輸送機(jī)鋪設(shè)平直，鏈條松緊合適，溜槽中板接合處平直，禁止停機(jī)時(shí)堆貨，這樣機(jī)器運(yùn)行良好。

　　(3)加強(qiáng)維護(hù)及保養(yǎng)，刮板與鏈環(huán)螺栓安裝合格，刮板彎曲后要及時(shí)更換，鏈條張緊程度適中，禁止新舊磨損程度差距大的鏈條混合使用。

　　4結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中常見的溜槽磨損及斷鏈故障原因分析，并提出改進(jìn)措施，延長(zhǎng)了輸送機(jī)使用壽命，提高了運(yùn)輸效率，節(jié)約機(jī)器運(yùn)行維護(hù)成本，帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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