礦用刮板輸送機(jī)溜槽失效原因分析與預(yù)防措施研究

孫 鑫

（山西潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司漳村煤礦，山西長治 046000）

1 煤礦刮板輸送機(jī)溜槽失效的原因

1.1 刮板輸送機(jī)溜槽運(yùn)行原理

刮板輸送機(jī)的構(gòu)成主要可分為三部分，它們分別是中部槽、調(diào)節(jié)槽以及連接槽，其中在刮板輸送機(jī)的流槽當(dāng)中所占比例較大的當(dāng)屬中部槽。從結(jié)構(gòu)的角度來看，可將溜槽分為四部分，分別是上槽、機(jī)尾、下槽以及中部槽。其中上槽構(gòu)成部分又分液力耦合器、機(jī)頭架以及減速器，主要用于進(jìn)行貨物的運(yùn)輸與裝載；而下槽分為兩種形式，一種是敞底式，另一種是封底式，主要用于進(jìn)行刮板鏈的返程；機(jī)尾構(gòu)成部分僅有兩部分，它們是電動機(jī)和減速器。在刮板輸送機(jī)工作時(shí)，它將溜槽當(dāng)做機(jī)尾與機(jī)頭連接用到，與此進(jìn)行貨物的裝載與運(yùn)輸，并利用液力耦合器與減速器使二者能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成所需運(yùn)輸任務(wù)[1]。

1.2 溜槽故障與原因

當(dāng)進(jìn)行煤礦運(yùn)輸時(shí)，刮板輸送機(jī)常會因壓力、拉力以及彎曲等原因，從而產(chǎn)生沖擊、振動以及摩擦等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致磨損狀況的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)還會致使溜槽報(bào)廢。由此可見，溜槽失效主要在于摩擦的產(chǎn)生，其磨損現(xiàn)象主要有接觸疲勞、腐蝕、磨料以黏著等。

對于磨料磨損而言，其主要發(fā)生于運(yùn)輸期間，它是由溜槽凸起物或是表層與自身其他零件產(chǎn)生摩擦或是磨損的現(xiàn)象。例如：刮板鏈表層所具有的凸型溜槽，當(dāng)其與溜槽顆粒產(chǎn)生摩擦?xí)r，將會致使溜槽出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，即磨料磨損。對于磨料磨損而言，從微觀角度來講可將其稱為三體磨損，即利用溜槽表面與凸體進(jìn)行摩擦，并通過切削方式進(jìn)行剝落[2]。

黏著磨損主要產(chǎn)生于溜槽表面，而面與面的循環(huán)接觸主要體現(xiàn)在黏著和斷裂的接觸點(diǎn)，在此過程中，溜槽會產(chǎn)生出些許磨屑。對于接點(diǎn)而言，其形成主要體現(xiàn)在煤粉或是氧化膜的凸起表面，當(dāng)壓力過高時(shí)，凸體將會產(chǎn)生塑性變形，從而致使接觸點(diǎn)或是接觸面產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象，從而產(chǎn)生新的接點(diǎn)，即鏈道黏著磨損[3]。

腐蝕性磨損，它主要發(fā)生于濕潤陰冷的溜槽環(huán)境當(dāng)中，當(dāng)?shù)V井出現(xiàn)積水狀況時(shí)，將會致使水物質(zhì)附帶眾多腐蝕性雜質(zhì)，如SO2，CO2等。在刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，其溜槽副表面將會與上方物體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)與摩擦，從而導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)溜槽被腐蝕時(shí)，其腐蝕層與腐蝕坑將會產(chǎn)生晶界裂紋，若此時(shí)出現(xiàn)摩擦，那么將會導(dǎo)致片狀性剝落的發(fā)生。

接觸疲勞磨損，即在設(shè)備的部件與溜槽的滾動復(fù)合、滑動狀態(tài)下，表層出現(xiàn)脫落，一般情況下，溜槽若長時(shí)間進(jìn)行煤礦或是矸石的運(yùn)輸，那么將會產(chǎn)生凹坑或是大面積脫落的狀況[4]。

2 改進(jìn)并減少刮板輸送機(jī)溜槽磨損的方法

2.1 設(shè)計(jì)與使用新型溜槽

施工過程中，可考慮QTS耐磨焊絲、FW系列碳硼耐磨粉塊與耐磨焊條作為耐磨材料，因其優(yōu)越、可靠的性能在施工中得到廣泛應(yīng)用。通常溜槽選擇的材料不是氮材料，而是高錳鋼，具體原因如下：首先，其耐磨性不理想；其次，在礦區(qū)內(nèi)，水質(zhì)以酸堿性為主，而氮材料抗酸堿腐蝕較弱，所以利用該材料使用時(shí)間相對較短；最后，氮材料較為笨重。在刮板運(yùn)輸機(jī)中，中部槽尤為關(guān)鍵，其重量可達(dá)75 kg。對此，應(yīng)設(shè)計(jì)新型溜槽，利用MC尼龍來制作中部槽。對于MC尼龍而言，其核心材料為己內(nèi)酞胺，是乳黃色和乳白色固體配件，具有分子量大、聚合溫度小、結(jié)晶度好以及分布均勻、耐磨和溫度范圍寬、耐腐蝕、自潤滑、減振動等優(yōu)勢較為突出。與此同時(shí)，也具有一定缺點(diǎn)，如尺寸不穩(wěn)定、吸水率較高以及阻燃效果不理想和抗靜電能力較低等。為令工作開展更為便利，將材料與改性劑相結(jié)合，同時(shí)改良膠體技術(shù)，并將穩(wěn)定劑與抗靜電劑及融入其中，令其工藝環(huán)境得到改良，達(dá)到中部槽要求。經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出，在1000小時(shí)內(nèi)，借助改進(jìn)后的MC尼龍中部槽工作，其磨損率通常只為金屬中部槽的25%左右，且節(jié)約的電量可達(dá)15%左右，同時(shí)產(chǎn)生的噪聲也會明顯降低[5]。

2.2 做好刮板輸送機(jī)維護(hù)與管理工作

刮板運(yùn)輸機(jī)在維護(hù)和管理的過程中，檢查好零部件問題尤為關(guān)鍵，保證其與工作要求相符。安裝時(shí)，使各零件安裝區(qū)域有所保障，其中過渡槽接口、機(jī)頭部分以及機(jī)尾架與中部槽接口的錯(cuò)口量不應(yīng)超過3毫米。若鏈環(huán)磨損較為嚴(yán)重，可以選擇新型鏈環(huán)，此時(shí)輸送機(jī)應(yīng)選擇雙鏈型。當(dāng)溜槽滿以后，機(jī)頭回空鏈下垂的雙鏈應(yīng)不可小于6厘米，同時(shí)不可大于14厘米，若其為單鏈，則不可小于3厘米，不可大于10厘米。在推送過程中，采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)彎曲地帶二者彎曲度應(yīng)在13米以內(nèi)，二者之間的距離應(yīng)在16米以上，為較少或避免溜槽出現(xiàn)掉道斷鏈現(xiàn)象，彎曲段應(yīng)平緩、圓滑。此外，安裝完畢后，應(yīng)按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保電動機(jī)與充液量相符。不僅如此，清理溜槽工作也應(yīng)定期進(jìn)行，確保其工作環(huán)境干凈舒適[6]。

2.3 落實(shí)表層溜槽清理工作

煤礦選擇的設(shè)備為DDR-2型數(shù)控等離子強(qiáng)化設(shè)備，一些區(qū)域容易損壞，針對此類區(qū)域通常根據(jù)實(shí)際工作完成等離子熔覆工作，對于中部槽而言，其熔覆方式以局部為主。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)了解，中部槽表層的增強(qiáng)可采取等離子熔覆的方式，運(yùn)動造成的磨損損耗相對較小，因此可采取超強(qiáng)處理方式，不僅能令刮板中部與鏈條之間的摩擦有所降低，其使用時(shí)間也會得到有效延長。

2.4 深化工藝流程

第一，清除污垢。因其工作環(huán)境較為特殊，經(jīng)過一段時(shí)間的使用后必然會面對溜槽生銹問題，為使其焊接不受輕雜質(zhì)影響，對其除銹問題應(yīng)加以重視。對于新型設(shè)備而言，除漆工作應(yīng)提前做好[7]。

第二，堆焊。進(jìn)行堆焊時(shí)要確保溫度與要求相符，為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在正式工作前應(yīng)對施工位置與焊接材料予以熱處理。在硬度上中版基體母材與耐磨層具有一定差別，若應(yīng)力處于某個(gè)范圍時(shí)，容易出現(xiàn)脫落或離層等現(xiàn)象，對此，應(yīng)合理安排堆焊過渡在相關(guān)區(qū)域的耐磨處理問題，同時(shí)在處理打底時(shí)也應(yīng)令該區(qū)域焊接溫度得到保障?？梢圆捎米匀谂c熔融堆焊法來處理鏈道區(qū)域和犁溝磨損，而補(bǔ)平所用的焊接材料應(yīng)具有良好的耐磨性質(zhì)。對于新設(shè)備而言，其耐磨保護(hù)區(qū)域應(yīng)有所保障。

最后，在具體應(yīng)用時(shí)，磨損現(xiàn)象在煤面刮板區(qū)域經(jīng)過中板或底板時(shí)較為常見，因此在堆焊處理時(shí)對該區(qū)域應(yīng)有所重視，為使耐磨效果有所保障，堆焊所選材料應(yīng)具有良好的耐磨性。完成堆焊后，若該區(qū)域仍有余渣殘留，為使刮板通過正常，可以采取角磨機(jī)將打磨工作做好[8]。

3 結(jié)束語

從上述分析中可知，煤礦刮板運(yùn)輸機(jī)失效的主要原因?yàn)槟p，其種類較多。為改變溜槽，對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)計(jì)新型高效的溜槽，并應(yīng)重視做好溜槽的表面處理工作。此外，還可以通過改變溜槽的制作材料令其使用時(shí)間得到有效延長，使磨損系數(shù)有所降低。