淺談洗煤刮板輸送機機械故障及運輸效率

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

　　關(guān)鍵詞：刮板輸送機,運行故障,運輸效率

　　刮板輸送機是整個礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中常見且重要的運輸設(shè)備。該設(shè)備機身較低，裝載方便;通過增加或減少溜槽可實現(xiàn)機身的伸縮，環(huán)境適應(yīng)性強;機身堅固耐用，生產(chǎn)效率高;運載效率高，操作方便;基于以上優(yōu)勢，刮板輸送機備受各大礦井青睞。刮板輸送機主要由機頭、電機、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，機器高速運轉(zhuǎn)，隨著時間推移溜槽會出現(xiàn)嚴重的磨損，若操作不當(dāng)可能會引發(fā)斷鏈?zhǔn)鹿省噫準(zhǔn)鹿适枪伟遢斔蜋C運行過程中常見故障之一，同時也是危害最大的一種，不僅影響運輸系統(tǒng)，斷鏈甩出可能會造成人員傷亡事故，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料，各類事故對礦井產(chǎn)量影響中因刮板輸送機斷鏈?zhǔn)鹿士烧加绊懏a(chǎn)量的36%。溜槽主要構(gòu)成刮板輸送機的機身，作為煤矸石、刮板及鏈條的運行通道，溜槽兩幫及溜槽間的接頭處舌板會出現(xiàn)嚴重的變形磨損，日積月累造成溜槽的失效，運行過程中的摩擦損害是造成輸送機功率損失的主要原因。通過對常見的斷鏈及溜槽磨損故障進行分析，提出降低刮板輸送機故障率的的途徑，最終實現(xiàn)刮板輸送機的安全高效運行。

　　1刮板輸送機溜槽及刮板鏈簡介

　　溜槽分節(jié)組裝構(gòu)成了刮板輸機的機身主體部分，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)受刮板和鏈條對其兩幫及接頭處舌板的磨損，因此溜槽在滿足強度要求的條件下要有較強的抵抗磨損性能。刮板輸送機溜槽按其作用大致可分為3類：連接機頭和機身的過渡溜槽、機身主要構(gòu)成部分的中部溜槽、調(diào)整機身鋪設(shè)長度的調(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槽幫鋼強度的作用。各節(jié)溜槽通過其兩端的凹凸端頭對接拼裝，端頭的制造材料為高錳鋼。

　　鏈條和刮板組合在一起構(gòu)成了輸送機的刮板鏈，作為重要的牽引機構(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。使用過程中，刮板鏈要同時承受物料重量的靜載荷及將其向前推送的動載荷，刮板鏈在溜槽中滑行始終會發(fā)生摩擦損失，且物料沾水會對其產(chǎn)生腐蝕作用。因此鏈條要采用高強度合金鋼，經(jīng)淬火及拉伸處理，成為集強度、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

　　溜槽是輸送機機身的主要組成部分。在輸送機機頭電機減速器傳動力矩的作用下，刮板鏈帶動煤矸石在溜槽中運轉(zhuǎn)，因此溜槽的磨損主要來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重的部位，溜槽的報廢往往和槽幫及舌板的磨損破壞有直接關(guān)聯(lián)，磨損破壞同時給輸送機增加額外載荷，損耗功率，長此以往，給生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失。溜槽的破壞大多分以下幾種類型：(1)中板磨損嚴重，最薄處有時不足3mm，嚴重影響正常使用。(2)溜槽的側(cè)板上沿磨損掉一塊，造成部分鏈條外露，嚴重時甚至出現(xiàn)飄鏈現(xiàn)象。(3)刮板鏈及貨載對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)致溜槽報廢。

　　通過對上述情況分析，綜合各種磨損類型可知，機械磨損、腐蝕磨損及粘著磨損是溜槽磨損的主要原因。

　　(1)機械磨損。

　　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對中板進行切削及摩擦，使其發(fā)生損壞。相對于鏈環(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，不僅對中板有正向壓力，而且在其向前運行過程中對中板產(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對中板產(chǎn)生切削作用，通常這類切削磨損損害程度較小，主要是因為煤矸石強度及剛度較低，在磨損過程中若受到較大壓力會被壓裂消失。刮板鏈和物料每通過中板表面一次，就會對其產(chǎn)生一次剪切磨損，隨著次數(shù)的增加，溜槽中板表面會形成塑性變形破壞區(qū)域，進一步形成裂紋，隨著裂紋的擴展最終剝落。 (2)腐蝕磨損。

　　由于除塵的需要，煤矸石表面多沾有水，這樣會與溜槽中板產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，長期的腐蝕作用會在中板表面產(chǎn)生銹蝕物，銹蝕物強度低，在刮板鏈的作用下掉落下來。中板經(jīng)過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時間運行，摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，造成中板軟化而強度降低。

　　(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，微凸體與中板間會產(chǎn)生很高的接觸壓應(yīng)力，雖然煤粉及附著物會對粘著現(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，這層污染膜會消失，同時接觸面溫度快速升高，并發(fā)生軟化現(xiàn)象，嚴重時會發(fā)生局部的融化。在刮板鏈和中板運動沖擊載荷的作用下，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)通過對溜槽磨損失效的原因分析可知，機械磨損和粘著磨損是溜槽報廢的主要原因，因此增強溜槽強度、增強其抗磨損性能能夠延長溜槽的使用時間。溜槽材料可以選擇含碳量介于0.25%~0.35%的高強度鋼，并加入一些V、Cr、Mo、B等元素，這樣可以有效增強其強度穩(wěn)定性及淬透性。

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

　　(3)增強圓環(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動，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，具有工藝簡單、火花飛濺小、抵抗裂紋能力強、成型效果好等優(yōu)點，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)過渡處產(chǎn)生裂紋，在載荷的反復(fù)作用下裂紋持續(xù)擴展，強度逐漸降低，最終被拉斷產(chǎn)生灰白色的斷裂口;在運行過程中，若刮板鏈瞬間所受載荷過大，在此強沖擊作用下產(chǎn)生很大變形，若該沖擊載荷大于其破斷所需拉力，此時發(fā)生斷鏈現(xiàn)象。通過對多起斷鏈?zhǔn)鹿实慕y(tǒng)計分析表明，刮板輸送機斷鏈?zhǔn)鹿手饕煞譃槿箢悾嘿|(zhì)量問題、運行條件、使用維護，三者任何一個環(huán)節(jié)出問題都會引發(fā)圓環(huán)鏈破壞事故。

　　(1)質(zhì)量問題。在工廠生產(chǎn)前選用的原材料質(zhì)量不過關(guān)，鏈環(huán)的尺寸設(shè)計存在誤差，焊接及熱處理工藝不合格等，這些因素都會致使鏈條在出廠前就存在問題。通過對鏈環(huán)的試驗可知，圓環(huán)的內(nèi)寬影響其過渡處的應(yīng)力，含碳量影響圓環(huán)的強度及其延伸率。刮板與鏈環(huán)的間距也影響著其運行，若間距比較大，則不能充分帶動物料前行，若間距比較小，則鏈子的負荷過重，行駛阻力過大。

　　(2)運行條件。不論是煤礦井下還是洗煤廠車間都處于一個潮濕的環(huán)境中，且輸送機運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產(chǎn)生摩擦，在長期潮濕和磨損的影響下，強度降低，發(fā)生破壞。此外，沖擊破壞和疲勞破壞對其有重要的影響。鏈條運行過程中會受到動靜載荷的作用，若刮板發(fā)生彎曲，溜槽中板接合處不平，刮板鏈未張緊都會出現(xiàn)卡鏈現(xiàn)象，造成沖擊破壞;刮板輸送機在啟動和停止時，往往沖擊較大，周而復(fù)始，可能會產(chǎn)生疲勞破壞。

　　(3)使用維護。廢舊錨桿或其他鐵器卡入刮板鏈，尤其運行至機頭處最容易發(fā)生卡鏈?zhǔn)鹿剩斐蓴噫?鏈條過緊，停機時堆物太多，輸送機啟動時載荷過大，鏈條也沒緩沖余地，造成斷鏈;刮板與鏈條間距不等，造成負載不均勻，也會引起斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>

　　3.2防止斷鏈措施

　　(1)優(yōu)質(zhì)的鏈條是運行平穩(wěn)的第一步，鏈環(huán)的內(nèi)寬稍微大一些，減小過渡部分的應(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，同時兼顧鏈條的強度和延伸率。

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

　　(3)加強維護及保養(yǎng)，刮板與鏈環(huán)螺栓安裝合格，刮板彎曲后要及時更換，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

　　通過對刮板輸送機運行過程中常見的溜槽磨損及斷鏈故障原因分析，并提出改進措施，延長了輸送機使用壽命，提高了運輸效率，節(jié)約機器運行維護成本，帶來良好的經(jīng)濟效益。

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