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，提出相關解決對策，降低刮板輸送機運行過程中故障的發生概率，使其保持較高的開機率。即在不影響其運輸能力的情況下，通過相關技術措施，最大限度提高其運輸效率、降低維修成本、增加經濟效益。

　　關鍵詞：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系統中常見且重要的運輸設備。該設備機身較低，裝載方便;通過增加或減少溜槽可實現機身的伸縮，環境適應性強;機身堅固耐用，生產效率高;運載效率高，操作方便;基于以上優勢，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。

　　礦井生產任務繁重，機器高速運轉，隨著時間推移溜槽會出現嚴重的磨損，若操作不當可能會引發斷鏈事故。斷鏈事故是刮板輸送機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，斷鏈甩出可能會造成人員傷亡事故，根據相關統計資料，各類事故對礦井產量影響中因刮板輸送機斷鏈事故可占影響產量的36%。溜槽主要構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

　　溜槽分節組裝構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、機身主要構成部分的中部溜槽、調整機身鋪設長度的調節溜槽。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、中雙鏈使用的E型、邊雙鏈使用的M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成了輸送機的刮板鏈，作為重要的牽引機構，可將煤矸石不斷的向前推送。生產中主要采用單鏈、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生摩擦損失，且物料沾水會對其產生腐蝕作用。因此鏈條要采用高強度合金鋼，經淬火及拉伸處理，成為集強度、韌性、抗磨損和腐蝕為一體的優質產品。

　　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，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聯，磨損破壞同時給輸送機增加額外載荷，損耗功率，長此以往，給生產帶來巨大的經濟損失。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)溜槽的側板上沿磨損掉一塊，造成部分鏈條外露，嚴重時甚至出現飄鏈現象。(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，甚至出現裂縫，最終導致溜槽報廢。

　　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，使其發生損壞。相對于鏈環，其尖銳的圍觀峰頂相當于刀具的切削刃，當其承受載荷后，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，就會對其產生一次剪切磨損，隨著次數的增加，溜槽中板表面會形成塑性變形破壞區域，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生化學反應，長期的腐蝕作用會在中板表面產生銹蝕物，銹蝕物強度低，在刮板鏈的作用下掉落下來。中板經過腐蝕磨損后的新表面更容易被氧化，在周而復始的氧化———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，摩擦會產生大量的熱，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，當載重較重時，微凸體與中板間會產生很高的接觸壓應力，雖然煤粉及附著物會對粘著現象起到一定的阻礙作用，但這種作用相比接觸壓應力較小，這層污染膜會消失，同時接觸面溫度快速升高，并發生軟化現象，嚴重時會發生局部的融化。在刮板鏈和中板運動沖擊載荷的作用下，最終產生剪切或撕裂以致發生粘著磨損。

　　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定性及淬透性。

　　(2)鏈環運行軌道磨損較為嚴重，尤其是2節溜槽對接部位更嚴重，因此可以在鏈環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來增強其抗磨和抗腐蝕性能，運用該技術可以將溜槽壽命提高2~3倍。

　　(3)增強圓環表面的光滑程度，保證其光滑度質量要求。

　　(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，該種鋼材質具有很好的焊接性，不因焊接而產生裂紋，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、成型效果好等優點，因而被廣泛使用。耐磨花紋采用大交叉斷續焊道。

　　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，會發生疲勞損壞，通常在薄弱環節即鏈環的圓環過渡處產生裂紋，在載荷的反復作用下裂紋持續擴展，強度逐漸降低，最終被拉斷產生灰白色的斷裂口;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生很大變形，若該沖擊載荷大于其破斷所需拉力，此時發生斷鏈現象。通過對多起斷鏈事故的統計分析表明，刮板輸送機斷鏈事故主要可分為三大類：質量問題、運行條件、使用維護，三者任何一個環節出問題都會引發圓環鏈破壞事故。

　　(1)質量問題。在工廠生產前選用的原材料質量不過關，鏈環的尺寸設計存在誤差，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。通過對鏈環的試驗可知，圓環的內寬影響其過渡處的應力，含碳量影響圓環的強度及其延伸率。刮板與鏈環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，刮板與鏈環，鏈環之間，刮板鏈與溜槽中板，鏈環與鏈輪的嚙合等都會產生摩擦，在長期潮濕和磨損的影響下，強度降低，發生破壞。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，若刮板發生彎曲，溜槽中板接合處不平，刮板鏈未張緊都會出現卡鏈現象，造成沖擊破壞;刮板輸送機在啟動和停止時，往往沖擊較大，周而復始，可能會產生疲勞破壞。

　　(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生卡鏈事故，造成斷鏈;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，也會引起斷鏈事故。

　　3.2防止斷鏈措施

　　(1)優質的鏈條是運行平穩的第一步，鏈環的內寬稍微大一些，減小過渡部分的應力集中現象;鏈條表面平滑，減少凸起，消除應力集中現象;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，刮板與鏈環螺栓安裝合格，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，節約機器運行維護成本，帶來良好的經濟效益。

　　參考文獻：

　　[1]賈柱.刮板輸送機故障分析及解決對策[J].煤礦機械，2014(11)：296-298.

　　[2]孟國營，程曉涵.我國礦用刮板輸送機技術現狀及發展分析[J].煤炭工程，2014(10)：58-60.

　　[3]蘭江.刮板輸送機故障分析與維修措施[J].科技創新與應用，2015，24：160.

　　[4]崔峰.礦用刮板輸送機故障分析與處理[J].山東工業技術，2015，19：258.

　　[5]孫文忠.煤礦刮板輸送機故障監控與防治措施研究[J].煤炭與化工，2016(8)：142-144.

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