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軸承知識
刮板輸送機鏈條的磨損研究

于艷輝

摘 要:刮板輸送機是礦下綜采設備的一部分,可以運送物料,充當采煤機的運行軌道。刮板輸送機的鏈條在長期的脈動沖擊載荷的作用下,磨損不斷加劇,Z終會導致鏈條斷裂,影響刮板輸送機的正常工作。本文研究了刮板輸送機鏈條磨損失效的引起原因,并介紹了幾種方案來減輕刮板輸送機鏈條磨損。

關鍵詞:刮板輸送機;鏈條;磨損

0 引言

刮板輸送機是由刮板鏈條牽引,通過槽來運送散料。刮板輸送機主要有兩個作用:一是運輸煤炭和其他物料;二是采煤機的通行軌道。刮板輸送機的重要作用,使它成為綜采設備中的重要設備之一,是現代化采煤生產中必不可少的主要設備。刮板輸送機是綜采設備中的運輸設備,它在工作中存在負載復雜多變、工作條件惡劣等不利因素。一旦刮板出現問題不能保持持續運行,生產就會停止,整個采煤作業就會中斷。刮板輸送機的安全可靠運行對煤礦的安全、低成本、高效率有直接影響。

1 磨損的簡介及研究鏈條磨損的必要性

磨損是指相互接觸的表面物質不斷損耗的現象。機械工作中,磨損很難杜絕,在一定周期內,機械的磨損量不高于設定值,就是正常磨損。

刮板輸送機在運轉中,脈動沖擊載荷會長時間的施加在刮板鏈條上,使刮板鏈條發生疲勞損壞。刮板鏈周期運轉,會產生循環載荷,隨著循環載荷的不斷進行將產生以下問題:材料磨損嚴重、良好的材料性能漸漸失去、材料強度不斷降低、刮板鏈的承載性能變差。這些問題會使刮板鏈上產生微小的裂紋,嚴重時導致刮板鏈條失效斷裂。刮板輸送機Z容易損壞的就是刮板鏈,下面研究刮板鏈的疲勞磨損壽命。

2 刮板輸送機鏈條的疲勞磨損壽命影響因素

異常磨損會嚴重影響刮板輸送機鏈條的使用壽命,導致異常磨損主要由三個方面:制造、安裝、操作。

(1)制造質量對刮板輸送機鏈條的磨損影響。刮板輸送機制造企業質量把關不嚴,制造的設備不符合標準,導致刮板輸送機鏈與輪之間不能無誤的嚙合,鏈條在工作中振動嚴重,使鏈條磨損加重。

(2)安裝質量對刮板輸送機鏈條的磨損影響。一些不規范的安裝也會導致鏈條磨損加速,甚至斷裂。

(3)操作質量對刮板輸送機鏈條的磨損影響。使用時不及時調整鏈條的松緊度,不能及時清理出進入機槽內的大塊異物,可能將鏈條或者刮板拉斷。

3 刮板輸送機鏈條磨損失效的判定

通常刮板輸送機鏈條磨損失效判定主要是檢測五環伸長率。Z近有一些企業提出了判定鏈磨損的新標準,主要包括鏈條表面質量、五環伸長率、平環嚙合深度磨損率、破斷力、平環直徑、立環直邊厚度。前四項為關鍵項目,一旦出現其中一項不合格,則判定整套鏈條不合格。后面兩項為普通項目,如果兩項都不合格,則判斷整套鏈條不合格。

4 提高刮板鏈條性能的措施

(1)用套筒鏈或套筒滾子鏈替代無套筒滾子鏈。過去生產的無套筒滾子鏈的使用壽命不高,大概6500~11000h,這個壽命低于其他零件的壽命,這是不匹配的。通過研究發現,添加套筒是有必要的。薄的鏈板和銷軸之間存在著鏈條的張力,它們之間的比壓很大,這會造成磨損加劇,進而造成滾子鏈的節距變大。采用了套筒鏈之后,套筒與銷軸的接觸面積比無套筒的大了2倍以上,這樣套筒與銷軸之間傳遞鏈條的張力,產生的比壓大大降低了,磨損也大大減少,鏈條的使用壽命變長。

(2)用滾動代替滑動。以前,我國的刮板輸送機都是鏈板在導軌上滑動,這使鏈板在寬度方向上的磨損加劇。將鏈板在導軌上滑動變成鏈板在導軌上滾動后,會使功耗降低,并且鏈板的寬度壽命大大提高。目前,我國部分企業已經開始使用這種刮板機。

(3)鉸鏈副零件的表面處理。刮板鏈條工作在無潤滑、重載條件下,如何解決這種鉸鏈副的耐磨問題,是一個需要研究的課題。在鏈條材料上噴涂耐磨材料,可顯著的提高刮板鏈條的耐磨性。

(4)順著金屬纖維方向下料。軋制鋼材的纖維組織是有方向性的,研究發現,順著纖維方向下料的強度比垂直纖維方向下料的強度高10%,還可阻止細小裂紋的擴展,提高其抗疲勞強度。

(5)噴丸處理。刮板鏈條經過噴丸處理后,鏈條表面產生殘余壓縮應力,這些應力可以抵抗沖擊和疲勞。相關研究表明:取0.3~0.5毫米粒度的鋼丸,以38米每秒的速度噴鏈板,20min后,鏈板的抗疲勞強度可提高15%。

(6)預拉伸處理。刮板鏈條在特定拉力、特定時間下的拉伸稱為預拉伸處理,一般在出廠前進行。刮板鏈條的支撐面被冷加工后,會產生以下三個作用:①鏈條表面產生預壓應力;②刮板鏈條各處載荷平均分布;③鏈條飽和時期的伸長量減少。相關研究表面,鏈條抗疲勞強度在預拉伸處理下可提高45%。

(7)鏈板孔的冷擠壓。鏈板孔在冷擠壓后,在孔周圍會產生殘余應力,這些殘余應力在鏈條受到拉伸時候,會抵消一部分受力。有關研究表面,鏈板孔的冷加工可提高抗疲勞強度30%左右。

(8)新型鏈條的使用。新型鏈條不斷被研發并投入使用,例如寬帶鏈、鍛造鏈、組合鏈,這些鏈條在降低鏈條磨損方面有良好的效果。組合鏈不但可以減少內圓環力,還便于通過鏈輪,減少摩損,它是由鍛造圓環鏈和焊接水平圓環鏈組成的。

綜上所述,在保證制造、安裝、操作三個環節的質量,綜合考慮當前的經濟技術指標,合理調整結構,采用先進的技術,就可以延緩刮板輸送機鏈條的磨損,延長其使用壽命。

參考文獻:

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[2]趙澤生,唐濤等.冶金機械的可靠性設計研究[M].冶金工業出版社,2010.

[3]張甫卿,王長元.國內綜采設備的現狀及與國外的差距[J].煤炭工業,2004 (10).

[4]賀永年.機械可靠性設計與應用[M]. 國防工業出版社, 2009.

(來源:科技經濟市場)

發布時間:2023-03-31


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