刮板輸送機鏈條的檢測與故障診斷技術

陳鵬

（神華神東煤炭集團設備管理中心，陜西 神木 719315）

綜采工作面“三機”包括刮板運輸機、轉(zhuǎn)載機、破碎機，“三機”是綜采工作面最主要的運輸設備。從2007年到2010年，神東公司相繼建成了300米，360米，400米加長工作面，首創(chuàng)了世界上第一個5.5米、6.3米、7米大采高重型工作面，這些重型工作面的建成對“三機”是一個嚴峻的考驗，這就要求檢測人員更專業(yè)的為“三機”檢查身體，預防故障的發(fā)生。刮板輸送機是采煤工作面主要的運輸設備，而刮板鏈則是其重要的運動受力部件，由于設計制造、使用維護以及工作面特殊的工作條件影響，刮板鏈時常發(fā)生斷鏈現(xiàn)象。這不但嚴重影響正常生產(chǎn)，而且對輸送機沿線工作人員的生命安全也構成極大的威脅。為此，本節(jié)主要針對刮板鏈斷裂的原因及對刮板鏈條檢測分別進行了闡述。

1 影響運輸機鏈條安全運行最關鍵因素是

1.1 鏈條疲勞裂傷，刮板輸送機工作時由于工作面起伏多變，鏈條的載荷隨坡度的變化而變化，同時在井下實際生產(chǎn)中煤量的大小也隨采煤工作面條件的變化而變化，這樣就造成輸送機的負載復雜多變。運輸機鏈條受到的載荷也在不斷地發(fā)生變化。特別是在重負荷時緊急停車，遇到大塊煤或掉落的刮板等對鏈條形成卡阻，推刮板運輸機時彎度太大這三種惡劣工況下，鏈條要承受的張力最大且具有沖擊性。如果這種惡劣工況頻繁和長期存在，則鏈條必然要承受巨大的反復交變的沖擊載荷。在這種反復交變的沖擊載荷的作用下，鏈條很容易失效。鏈條失效后容易產(chǎn)生疲勞裂紋。

對鏈條疲勞裂紋的檢測，主要使用無損檢測技術。目前神東對鏈條分別采用了滲透探傷、磁粉探傷和超聲波探傷技術。

滲透探傷是神東最早采用的一種檢測方法，它是利用毛細現(xiàn)象檢查材料表面缺陷的一種無損檢驗方法。滲透探傷操作簡單，缺陷顯示直觀，具有相當高的靈敏度，能發(fā)現(xiàn)寬度1微米以下的缺陷。這種方法由于檢驗對象不受材料組織結構和化學成分的限制，因而可以很方便的應用于刮板運輸機鏈條探傷檢測，同時滲透探傷檢測的缺點也很明確，就是只能檢測表面開口性缺陷，對于內(nèi)部裂紋無法檢測。

表1 鏈條伸長量對照表

磁粉探傷是將鏈條置于強磁場中，若鏈條表面或近表面附近有缺陷存在，由于缺陷是非鐵磁性的，磁力線在這些缺陷附近會產(chǎn)生漏磁。當將磁粉施加在磁化后的鏈條上時，缺陷附近的漏磁場就會吸住磁粉，堆集形成可見的磁粉跡痕，從而把缺陷顯示出來。

下面是一個用磁粉檢測刮板輸送機鏈條的案例，鏈條規(guī)格是Φ42*128，鏈條材質(zhì)是23MnCrNiMo54，用磁粉檢測前先用滲透做過檢測，未發(fā)現(xiàn)表面開口性裂紋。采用DA400S磁軛探傷儀檢測后，在鏈條正面有明顯的缺陷顯示，共檢測到7個較大的缺陷，最長的達到45.82mm。在鏈條焊接面未檢測到缺陷。通過案例分析可以看出，磁粉探傷檢測鐵磁性材料靈明度非常高，而且檢測過程中不受材料形狀的影響，既可以檢測表面開口性缺陷還可以檢測近表面附近的缺陷。但是磁粉探傷缺點是：僅能檢出缺陷的長度和形狀，而難以確定其深度。

超聲波探傷是利用超聲能透入鏈條的深處，當超聲波束自鏈條表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷或鏈條底面時就分別發(fā)生反射，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。超聲探傷檢測鏈條的優(yōu)點是可以檢測鏈條內(nèi)部缺陷，并對缺陷深度，大小做出判斷，缺點是受到鏈條形狀和鏈條表面的限制，尤其是對于檢測圓環(huán)鏈和在鏈條彎曲部分容易造成漏檢或誤判。

1.2 鏈條伸長量測量

引起刮板鏈“變長”的主要原因有兩個：

第一個是磨損：刮板鏈與鏈輪在嚙合運轉(zhuǎn)過程中，當鏈環(huán)進入和離開鏈輪時，垂直鏈環(huán)要繞水平鏈環(huán)轉(zhuǎn)動，鏈環(huán)與鏈環(huán)、鏈環(huán)與溜槽之間都會產(chǎn)生磨損。鏈環(huán)間的磨損增大了鏈子的節(jié)距，但鏈環(huán)的外形尺寸保持不變。

第二個是“塑性”伸長：刮板運輸機工作時必須施加一定的預緊力，而預緊力和動載荷會使鏈條“塑性”伸長，也就是卸載后鏈條仍然伸長，這樣鏈環(huán)的節(jié)距會增大幾毫米，鏈環(huán)長度的外形尺寸也將增大。

鏈環(huán)長度增大將意味著鏈條與鏈輪齒不匹配。定期測量鏈環(huán)伸長量，并依據(jù)鏈環(huán)的伸長量配套相應磨損的舊鏈輪，以延長鏈條的使用壽命。

鏈條測量尺可有效方便的測出鏈條的伸長量，測量時卡尺左右腳分別卡在兩個立環(huán)上，測量尺長度讀數(shù)等于兩個平環(huán)和三個立環(huán)內(nèi)節(jié)距之和加立環(huán)彎曲部分直徑。表1為鏈條伸長量對照表。

2 結語

刮板輸送機是采煤工作面主要的運輸設備，而刮板鏈則是其重要的運動受力部件，由于設計制造、使用維護以及工作面特殊的工作條件影響，刮板鏈時常發(fā)生斷鏈現(xiàn)象。這不但嚴重影響正常生產(chǎn)，而且對輸送機沿線工作人員的生命安全也構成極大的威脅。為此，鏈條日常保養(yǎng)過程中應做好以下工作。

2.1 鏈條在應用前必須對刮板螺栓進行緊固。并且達到規(guī)定的扭矩,同時在應用過程中必須定時檢查螺栓的松緊程度,在正常運行工況下每月緊固次數(shù)不少于4次,并做好檢修周期記載。

2.2 每天要利用巡回檢查的時間對刮板及刮板螺栓進行檢查,創(chuàng)造問題及時進行處理,不容許涌現(xiàn)減少或彎曲刮板的現(xiàn)象。

2.3 為了及時懂得鏈條的運行狀態(tài),必須每周在固定時間對鏈條的張緊力進行視察測量,創(chuàng)造鏈條松弛及時調(diào)劑鏈條的張緊力。

2.4 鏈條在調(diào)換時不容許涌現(xiàn)擰鏈現(xiàn)象,否者容易涌現(xiàn)鏈條在運行中產(chǎn)生飄鏈現(xiàn)象,造成事故。

2.5 保持應用液力偶合器,以減輕鏈條所受的動載荷和沖擊載荷,延伸鏈條的應用壽命。

2.6 刮板鏈應用一個星期后,將鏈條拆下反轉(zhuǎn)90°持續(xù)應用,調(diào)換程度鏈環(huán)與垂直鏈環(huán)的地位,利用轉(zhuǎn)變其磨損部位的措施延伸鏈條的應用壽命。

[1]孫遠敬等.刮板輸送機鏈條張力自動控制系統(tǒng)研究《煤炭工程》，2005(12)

[2]吳今培.智能故障診斷技術的發(fā)展和展望《振動、測試與診斷》,1999年6月第19卷第2期,79～86

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[5]姜翎燕.礦用機載短運距刮板輸送機的設計[J].煤礦機械,2007,28(5):1-3.