礦用鏈條、刮板、鏈輪、中部槽標準化研究

楊朝飛

（中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司，陜西 神木 719315）

近年來，隨著我國煤礦綜采工作面生產(chǎn)能力的不斷加大，刮板輸送機主要發(fā)展趨勢是以大采高、大運輸量、長運輸距離、大功率電機、設備（部件）使用壽命長為技術特點不斷向前飛速發(fā)展，而刮板輸送機鏈條、刮板、鏈輪和中部槽是刮板輸送機的重要組成部分，所以對設備（部件）安全性、可靠性及經(jīng)濟性要求也越來越高。

同時，伴隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷攀升，越來越多的企業(yè)加入了生產(chǎn)制造鏈條、刮板、鏈輪、中部槽的隊伍中，雖然國內(nèi)外有鏈條、刮板、鏈輪、中部槽的相關標準，但標準存在長時間未更新或規(guī)定內(nèi)容過少，無法滿足設計和生產(chǎn)需求，且沒有相互之間的配套標準，導致在生產(chǎn)過程中不同的生產(chǎn)廠家制造，相互之間的配套性和互換性差，出現(xiàn)了無法裝配到位、尺寸干涉、嚙合不到位、無配合間隙等現(xiàn)象，導致部件間相互非正常磨損、啃傷、過早出現(xiàn)失效磨損、疲勞磨損等影響部件正常使用周期，給煤礦企業(yè)的生產(chǎn)帶來很大的障礙，設備運行整體安全性差及穩(wěn)定性較低。因此，鏈條、鏈輪、刮板和中部槽的標準化工作刻不容緩。

1 國內(nèi)外標準現(xiàn)狀

目前，鏈條的相關標準有GB/T 12718-2009《礦用高強度圓環(huán)鏈》，MT/T 929-2004《礦用高強度緊湊鏈》和DIN 22255-2012《礦山連續(xù)輸送機平扁節(jié)鏈》（德標）。

刮板的相關標準有MT/T 812-1999《刮板輸送機用刮板檢驗規(guī)范》，MT/T 323-2005《中雙鏈刮板輸送機用刮板》，德標DIN 22257-1990《鏈式刮板輸送機刮板和外鏈帶、尺寸、要求、試驗》（德標）和DIN 22259-2007《礦用鏈式輸送機用刮板》（德標）。

鏈輪的相關標準有GB/T 24503-2009《礦用圓環(huán)鏈驅(qū)動鏈輪》、MT 231-91《礦用刮板輸送機驅(qū)動鏈輪》，ISO 5613-1984《礦用刮板輸送機驅(qū)動鏈輪條件》和德標DIN 22256-2002《鏈式刮板輸送機和采煤設備用鏈輪 尺寸、要求、檢驗》（德標）。

中部槽的相關標準有MT 102-85《刮板輸送機中部槽試驗規(guī)范》，MT/T 105-2006《刮板輸送機通用技術條件》，MT 183-88《刮板輸送機中部槽》和MT/T 864-2000《刮板輸送機鑄造槽幫型式和尺寸》。

2 標準化的目標和原則

近年來，神東煤炭集團產(chǎn)量逐年以千萬噸的規(guī)模不斷增加，年產(chǎn)煤炭2億多噸，每月在生產(chǎn)的綜采工作面有40個左右，2013年計劃安裝67個工作面，回撤65個工作面，對設備可靠性和壽命要求越來越高，尤其要求零部件具有更好的互換性和配套性。

而在神東煤炭集團使用鏈條、刮板、鏈輪和中部槽生產(chǎn)廠家眾多，有國內(nèi)的，有國外，各生產(chǎn)廠家執(zhí)行標準存在差異，相互之間互換性和配套性差。

另外，已有的標準滯后于生產(chǎn)實際，不能很好地起到指導生產(chǎn)的作用，尤其是鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相關尺寸標準及相互之間的配套標準的不完整和缺失，以鏈條為例：目前在用的鏈條多數(shù)執(zhí)行德標DIN 22255-2012，而該標準剛剛增加了48×152鏈條的相關要求，但φ48mm以上的鏈條都沒有任何標準，而實際生產(chǎn)中，已經(jīng)應用了56×187和60×181/197鏈條，標準的更新滯后于行業(yè)的發(fā)展，也已影響到了煤炭企業(yè)的正常生產(chǎn)，為此，結合企業(yè)實際情況，制定了鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相關尺寸標準及相互之間的配套標準。

2.1 為了更換的相關制定標準，提出以下目標。

（1）自主制定企業(yè)標準，填補行業(yè)空白，促進標準的發(fā)展和完善。

（2）提供驗收依據(jù)，指導生產(chǎn)配套，降低配套成本，提升配套能力。

（3）充實企業(yè)標準，提升企業(yè)自身編制標準能力，指導生產(chǎn)。

2.2 指導原則

針對神東煤炭集團在用的鏈條、鏈輪、刮板和中部槽的使用情況，參考國內(nèi)外相關制造標準以及各制造企業(yè)設計標準，邀請相關生產(chǎn)廠家及煤炭研究院相關專家參與審核，自主制定標準。

3 標準編制情況

由于標準涉及面廣，時間短，任務緊，面臨的問題和難點多，為了能夠保證標準的保質(zhì)保量按期完成，成立了編制小組，對小組需要完成的任務、人員構成、實施計劃進行了細致地規(guī)定。

3.1 工作內(nèi)容

按照既定的目標和原則，有序開展相關工作，主要完成以下幾個方面的工作內(nèi)容。

（1）完成對國內(nèi)外相關標準的收集工作。

（2）完成神東煤炭集團在用的鏈條、鏈輪、刮板和中部槽的類型和相關尺寸統(tǒng)計工作。

（3）完成已有標準的消化吸收和再創(chuàng)新。

（4）咨詢國內(nèi)外相關專家并邀請相關專家參與標準的審核工作。

（5）研究鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相互之間的互換性和配套性。

（6）編制鏈條、刮板、鏈輪、中部槽及相互之間的配套等5項標準，分別是《礦用刮板輸送機（轉(zhuǎn)載機）鏈條到貨驗收檢測技術規(guī)范（試行）》，《礦用鏈條驅(qū)動鏈輪到貨驗收檢測技術規(guī)范（試行）》，《中雙鏈刮板輸送機（轉(zhuǎn)載機）用刮板到貨驗收檢測技術規(guī)范》，《刮板輸送機中部槽到貨驗收檢測技術規(guī)范（試行）》，《礦用鏈條、刮板、鏈輪、中部槽配套技術規(guī)范（試行）》等標準。

3.2 工作措施

（1）完成相關參數(shù)測繪調(diào)研，對比相關制造設計標準，摸清現(xiàn)狀。針對神東煤炭集團在用的鏈條、刮板、鏈輪和中部槽的使用情況，測繪相關數(shù)據(jù)，參考國內(nèi)外相關制造標準和各制造企業(yè)設計標準，積累技術數(shù)據(jù)，對比配套公差。

（2）成立專業(yè)標準編制小組，按照實施方案推進標準編制進度，依據(jù)企業(yè)自身標準編制規(guī)范及模板起草初稿。

（3）組織各生產(chǎn)廠家進行標準初稿討論審核，修改完善標準，統(tǒng)一規(guī)范相關要求，進一步強化驗收、配套標準的實用性。

基于海量的數(shù)值預報降水數(shù)據(jù)，采用主客觀相融合的預報技術保證精細化降水數(shù)據(jù)的準確率。其中，0～2小時降水預報采用雷達“光流法”客觀外推技術；2～72小時降水預報采用本地中尺度數(shù)值模式和全球數(shù)值模式通過降尺度方法形成5 km×5 km分辨率的格點場，在客觀檢驗的基礎上通過最優(yōu)集成算法形成最優(yōu)背景場，經(jīng)預報員主觀修正后，形成最終降水預報數(shù)據(jù)，多類別精細化降水數(shù)據(jù)從空間、時間及精度上確保了降水誘發(fā)致災因子數(shù)據(jù)的精度，精細化降水預報格點精度全國最高。

（4）邀請專家審核標準文稿，規(guī)范標準格式，消除標準表述歧義，嚴密推演技術要求指標，確保標準的普適性、合理性。

3.3 工作計劃

按照既定的目標和原則，將標準編制工作分為六個工作階段。

（1）第一階段：收集進口、國產(chǎn)鏈條、刮板、鏈輪和中部槽的技術資料，對材質(zhì)理化及機械性能參數(shù)、加工工藝等進行全面掌握。形成數(shù)據(jù)測繪表，應滿足：①數(shù)據(jù)齊全，不得出現(xiàn)缺項及漏項；②按照各生產(chǎn)廠家匯總，形成相關數(shù)據(jù)分析結果。

（2）第二階段：與生產(chǎn)廠家、設備使用、維修單位相關技術人員進行前期技術調(diào)研，對不同廠家、不同規(guī)格型號的鏈條、刮板、鏈輪和中部槽在日常使用過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題、主要磨損部位、解決措施和維修工藝進行了解，形成技術調(diào)研報告，應滿足：

①分類匯總各類部件的使用質(zhì)量問題；

②按照生產(chǎn)廠家進行部件數(shù)據(jù)分析，不得出現(xiàn)缺項及漏項。

（3）第三階段：確定檢測方法，針對不同采掘條件的工作面，對配套使用的鏈條、刮板、鏈輪和中部槽進行定期跟蹤檢測，收集數(shù)據(jù)，確定不同工況下的磨損量等數(shù)據(jù)。確立檢測項目及方法，應具有：

①檢測項目齊全；

②試驗方法具備可操作性，數(shù)據(jù)可量化。

圖1 鏈輪磨損指示線位置及尺寸

（4）第四階段：進行試驗性使用、跟蹤、論證，確定相關標準數(shù)據(jù)。形成技術要求判定數(shù)據(jù)表，應滿足：確立技術要求判定數(shù)據(jù)有相關數(shù)據(jù)有驗證結論（檢測報告）或理論支持。

（5）第五階段：匯總資料編制標準。按照GB/T 1.1-2009的要求起草標準，完成標準征集意見稿。

（6）第六階段：完成標準初稿、修改。根據(jù)各生產(chǎn)廠家、煤炭研究院專家意見、修改完善、報批標準，并對于文稿修改、審核意見進行記錄。

4 關鍵技術研究

4.1 鏈條

主要規(guī)定了鏈條的型式與尺寸、技術要求、檢測方法、檢測規(guī)則、判定規(guī)則、標志等內(nèi)容。

（1）結合企業(yè)實際情況，研究確定納入規(guī)定的鏈條規(guī)格。

（2）研究規(guī)定了鏈條的直徑、寬度、節(jié)距、平環(huán)內(nèi)寬、平環(huán)外寬、立環(huán)內(nèi)寬、立環(huán)外寬、公稱鏈條長度等尺寸。

（3） 在 重 點 研 究 38×126、38×137、42×146等規(guī)格的鏈條的基礎上，還新規(guī)定了42/109×146-F、42×128/164、48×144/160、48×152、60×181/197等規(guī)格的鏈條的相關尺寸和技術要求。

（4）研究確定鏈環(huán)材質(zhì)硬度應到達HB345～385。

（5）研究規(guī)定了鏈條中C、S、Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、Al等元素含量。

（6）重點研究規(guī)定了C級鏈條的最小破斷負荷，以及規(guī)定了疲勞試驗負荷、脈動循環(huán)次數(shù)、彎曲撓度、缺口沖擊值等。

（7）研究確定了φ48mm（含φ48mm）以上的鏈條立環(huán)為鍛造成型。

4.2 刮板

主要規(guī)定了刮板的結構型式和尺寸、技術要求、組裝檢測、檢測方法、檢測規(guī)則、標志及包裝等內(nèi)容。

（1）結合企業(yè)實際情況，研究確定納入規(guī)定的刮板規(guī)格。

（2）研究規(guī)定了刮板的長度、寬度、厚度、端頭寬（斧頭寬）、鏈中心距、刮板平環(huán)窩等尺寸。

（3）在重點研究42×146、48×152等規(guī)格鏈條拖動刮板的基礎上，還新規(guī) 定 了 38×126、42/109×146-F、42×128/164、48×144/160、60×181/197等規(guī)格鏈條拖動刮板的相關尺寸和技術要求。

（4）研究規(guī)定了刮板表面硬度不得低于HB260～320；壓板表面硬度不得小于 HB240～300。

（5）研究規(guī)定了刮板中C、Si、Mn、Cr、Mo等元素含量。

（6）研究規(guī)定了刮板端頭形狀對稱，可以調(diào)向使。

（7）研究規(guī)定了刮板端頭上表面（斜面）與水平面的夾角應與溜槽上翼板下表面（斜面）與水平面的夾角相同，即刮板端頭上表面與溜槽上翼板下表面平行。

（8）重點研究了刮板、壓板（橫梁）、螺栓、螺母和鏈條組裝要求和配合間隙。

4.3 鏈輪

主要規(guī)定了鏈輪的型式與尺寸、技術要求、檢測方法、檢測規(guī)則、標志及包裝等內(nèi)容。

圖2 鏈條立環(huán)擺動角度

圖3 鏈條、刮板、鏈輪配合間隙

（1）結合企業(yè)實際情況，研究確定納入規(guī)定的鏈輪規(guī)格。

（2）研究規(guī)定了鏈輪齒數(shù)、鏈輪節(jié)圓直徑、鏈輪外徑、鏈輪立環(huán)立槽直徑、鏈輪立環(huán)立槽寬度、齒形圓弧半徑、齒根圓弧半徑、鏈窩平面圓弧半徑、立環(huán)槽圓弧半徑、短齒根部圓弧半徑、鏈窩中心至鏈窩底平面的距離、鏈窩長度、短齒厚度、鏈窩中心距等尺寸。

（3）在重點研究42×146、48×152等規(guī)格鏈條驅(qū)動鏈輪的基礎上，還新規(guī) 定 了 38×126、42/109×146-F、48×144/160等規(guī)格鏈條驅(qū)動鏈輪的相關尺寸和技術要求。

（4）研究確定鏈輪應進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為HB260～300，鏈窩和齒面應進行淬火處理，尺寸大于或等于38×126鏈條用鏈輪淬火硬度應達到HRC50～55，淬火硬度層深度不得低于12mm。

（5）研究規(guī)定了鏈輪齒面及鏈窩表面粗糙度應不低于Ra12.5。

（6）鏈輪短齒上表面應有鏈窩磨損指示線。鏈輪磨損指示線位置及尺寸見圖1。

4.4 中部槽

主要規(guī)定了中部槽型式與尺寸、技術要求、檢測用儀器和設備、檢測方法、檢驗規(guī)則、標志等內(nèi)容。

（1）結合企業(yè)實際情況，研究確定納入規(guī)定的中部槽規(guī)格。

（2）研究規(guī)定了23個中部槽尺寸值，其中4個中部槽與煤機配套尺寸值（鏟板上表面到銷排上表面距離、銷排中心到槽幫距離、鏟板寬度、銷排中心到擋煤板距離），8個中部槽與支架配套尺寸值（槽內(nèi)壁到推拉孔距離、推拉孔寬、推拉孔高（距離底面）、孔圓弧半徑、外圓半徑、推移耳厚度、推移耳兩孔高、電纜槽底距底面距離），11個中部槽結構尺寸值（中板厚度、底板厚度、槽幫高度、鏟角高、鏟板最大厚度、銷排座中心距槽幫上表面距離、中板與底板之間距離、槽寬、啞鈴窩中心距、總高、中部槽長度）。

4.5 鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相互之間的配套尺寸

若只規(guī)定鏈條、刮板、鏈輪、中部槽的標準，是無法滿足實際生產(chǎn)需求的，由于它們是各自生產(chǎn)制造，在設計、制造、出廠檢驗需要執(zhí)行標準，但生產(chǎn)中，各部件是組裝在一起的，這時，就有一個配套的要求，為此，研究了鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相互之間的配套尺寸。

4.5.1 鏈條與刮板配合

鏈條與刮板裝配在一起后形成刮板鏈，要在刮板輸送機上運行，兩者的配套性是很關鍵的，若不配套，可能出現(xiàn)鏈條和刮板的異常磨損，例如，刮板立環(huán)窩尺寸變小，導致立環(huán)不能順利入刮板立環(huán)窩，出現(xiàn)了刮板前后兩個立環(huán)將刮板頂起，嚴重時，將出現(xiàn)刮板斧頭與中部槽上翼板接觸，產(chǎn)生不必要的刮板斧頭表面、中部槽上翼板、立環(huán)肩部的磨損。

（1）組裝刮板時，刮板、壓板及螺栓相互之間的配合不得有卡阻、錯位、安裝不到位、螺栓無法鎖緊等現(xiàn)象。

（2）刮板、壓板及螺栓按照裝配要求組裝完成后，壓板下水平面不應高出刮板端頭下水平面。

（3）螺栓按規(guī)定扭矩值緊固后，螺栓的螺紋應露出螺母1～3螺距，螺栓應低于刮板上水平面2.5～5mm。

（4）刮板與壓板結合面（螺栓孔位置）組裝后間隙不得大于0.5mm。

（5）刮板、壓板、螺栓及鏈條按照裝配要求組裝完成后，鏈條立環(huán)應至少在平環(huán)中心線水平位置向上擺動15°（a1），向下擺動30°（a2），見圖2；刮板應在平環(huán)水平方向滑動4～10mm，見圖3，圖4（尺寸D1），同時，刮板的平環(huán)窩應留有間隙，使得平環(huán)可以沿著與刮板平行的方向活動。

（6）刮板、壓板、螺栓及鏈條按照裝配要求組裝完成后，當驅(qū)動鏈條平環(huán)緊靠驅(qū)動鏈輪窩，驅(qū)動鏈條平環(huán)上的刮板緊靠后一個鏈條立環(huán)后，刮板與鏈輪齒最小間隙（D2）應大于8mm，見圖4。

圖4 鏈條與鏈輪配合間隙

圖5 鏈條、刮板與中部槽配合間隙

4.5.2 鏈條、刮板、鏈輪配合

刮板鏈在過鏈輪時，若沒有合理的配合間隙，在初始嚙合階段還是經(jīng)過一定時期的磨合，也會差生一些不必要的干涉而導致的異常磨損。如圖3所示，鏈輪筒體距刮板下表面H應不小于5mm。

4.5.3 鏈條與鏈輪配合

鏈條與鏈輪的配合間隙是很重要的，是影響鏈條和鏈輪的使用壽命重要因素之一。

過小的配合間隙會導致鏈條不能順利退出鏈輪，引起鏈條啃傷；沒有配合間隙會導致鏈條不能順利進入鏈輪，會出現(xiàn)鏈條爬行現(xiàn)象；過大的配合間隙會導致鏈條與鏈輪窩出現(xiàn)較大的沖擊，引起鏈條啃傷，尤其是鏈條的非受驅(qū)動力側(cè)。不過過大的配合間隙會降低鏈輪的齒厚，從而影響鏈輪的使用壽命。圖4以48×152鏈條為例，表示了鏈條與鏈輪的部分配合間隙情況，其中，B1為 2～4mm，B2為 8～10mm，B3為3.5～5.3mm。

4.5.4 鏈條、刮板、中部槽配合

目前，刮板輸送機在實際生產(chǎn)中存在一個普遍的現(xiàn)象就是，鏈條不斷地磨損中部槽中板，致使出現(xiàn)深深的兩條鏈道。為此，在總結目前鏈條、刮板、中部槽相關尺寸的基礎上，結合生產(chǎn)實際使用情況，對相關的配合檢修進行了規(guī)定，如圖5所示，其中尺寸C1、C2、C3用于規(guī)定刮板平環(huán)窩, 尺寸C4間接規(guī)定了立環(huán)與中部槽中板間隙。

研究鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相互之間配合性，是為了避免因相互之間的不配套導致的磨損、啃傷導致的鏈條、刮板、鏈輪、中部槽使用壽命，當然提高他們的使用壽命還有其它一些手段，如先用耐磨性材料，降低摩擦系數(shù)，減少刮板鏈重量，同時，采取有效措施避免刮板鏈過載運行，加強維護管理等手段，這里就不贅述。

5 標準編制的特點和意義

（1）標準編制前有目標、有組織機構，編制過程有管控，順利地保證了標準按期完成，最終形成了5個企業(yè)標準。

（2）緊密結合企業(yè)特點，邀請國內(nèi)外生產(chǎn)廠家和行業(yè)專家，使得編制的標準更加具有實用性和權威性。

（3）可充分檢驗部件互換性，降低多個廠家部件混配時出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象，有效抑制鏈條、刮板、鏈輪和中部槽異常磨損情況，延長了設備的使用壽命。

（4）該5個標準應用后，與現(xiàn)在單一生產(chǎn)部件的廠家不做配套檢驗和主機廠家采用動態(tài)試驗目測觀察磨損情況相比，可以實現(xiàn)簡便操作、準確及時發(fā)現(xiàn)部件間有尺寸干涉、裝配不到位、間隙不合理、嚙合不到位等不合理現(xiàn)象導致的異常性磨損，如：鏈條圓弧部啃傷嚴重、鏈輪窩幾何尺寸發(fā)生嚴重變化、鏈條立環(huán)下表面磨損中部槽中板、鏈條長時間被刮板夾緊后產(chǎn)生應力無法釋放出現(xiàn)疲勞裂紋和斷鏈等問題。降低了設備故障率，提高了鏈條、刮板、鏈輪和中部槽使用壽命。

（5）填補了目前國內(nèi)外標準中的空白，尤其第一次系統(tǒng)性研究了鏈條、刮板、鏈輪和中部槽相互之間的配套性，解決了鏈條、刮板、鏈輪、中部槽配套時無參考的問題，提供了強有力的技術支持。

6 關于標準的下一步發(fā)展建議

神東煤炭集團所編制的標準，側(cè)重點為配套尺寸，主要為了實現(xiàn)鏈條、刮板、鏈輪、中部槽相互之間的互換性和配套性，這就天然的決定了標準還有進一步的完善空間，提出如下建議。

（1）目前標準屬于試行階段，應根據(jù)試行情況及時完善標準，同時，積極聯(lián)系行業(yè)協(xié)會組織，修訂相關標準或納入行業(yè)標準中。

（2）成立集團級別的標準委員會，對標準的執(zhí)行情況要進行監(jiān)督，并負責定期修改完善標準。

（3）由于標準規(guī)定的鏈條、刮板、鏈輪、中部槽的技術要求是刮板輸送機的部分技術要求之一，該標準中的部分規(guī)定需要擴展到刮板輸送機的其它標準中，這樣更有利于標準的執(zhí)行。

結語

本文在介紹了神東煤炭集團在鏈條、刮板、鏈輪、中部槽的標準中所做的工作，并形成了企業(yè)標準，為行業(yè)標準發(fā)展做出了貢獻，間接地提升和規(guī)范了煤炭制造行業(yè)在鏈條、刮板、鏈輪、中部槽的制造水平，促進了行業(yè)的發(fā)展。另外，標準的編制過程希望能為煤炭生產(chǎn)企業(yè)在編制企業(yè)編制能提供一些參考，提升煤炭行業(yè)的標準編制水平，提高我過在煤炭行業(yè)標準的世界影響力量。

[1]錢觀生,姜翎燕．我國礦用刮板輸送機標準化的現(xiàn)狀、問題與對策[J]．煤礦機械，2001（7）．