煤礦刮板輸送機溜槽失效分析及改進

董秀峰

（陽煤集團基本建設工程管理部， 山西 陽泉 045000）

1 刮板輸送機溜槽組成及運行原理

刮板輸送機主要由中部槽、調節(jié)槽等部分組成，且這些均屬于溜槽最為關鍵的結構，而其中占據(jù)面積最大的便是中部槽，其具體結構如圖1所示[1]。

圖1 中部槽結構

上槽、下槽、中部槽以及機尾屬于刮板輸送機的四個主要組成部分，其中上槽主要由減速器、液力耦合器等結構組成，主要用于裝運材料。而下槽分為封底與敞底兩種形式，主要作為刮板機的返鏈結構。單鏈型、中雙鏈型以及邊雙鏈型等屬于中部槽的三種型號，而機尾部則由電動機、減速器等結構組成。

刮板輸送機在工作運行期間，溜槽屬于機尾與機頭間最為主要的連接通道，槽內裝有煤礦，用于運輸裝卸。且減速器與液力耦合器主要帶動刮板運送機運轉，從而順利完成煤礦的運送工作[2]。

2 溜槽故障原因分析

由于受彎、拉、壓等因素的影響，刮板輸送機的運輸機會受到影響，造成溜槽振動、沖擊、摩擦等問題，也會出現(xiàn)嚴重的腐蝕問題。摩擦是溜槽失效的最關鍵因素，磨粒磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損和黏著磨損是溜槽磨損的主要形式，具體分析如下：

2.1 磨料磨損

磨料磨損主要是刮板輸送機在運輸煤礦時，因溜槽表面放置的磨料或其他凸起物體與溜槽零部件接觸因摩擦造成的磨損問題。比如在刮板鏈表面放置物料，運輸期間溜槽硬顆粒的摩擦會磨損溜槽。在微觀層面，磨料磨損屬于很多凸體在與溜槽接觸期間因摩擦力導致的三體磨損。在此過程中主要分為四個階段，一是犁溝，在溜槽及磨料作用力下產生；二是碾壓或犁溝；三是反復碾壓犁溝并形成裂紋；四是產生裂紋并出現(xiàn)剝落問題[3]。

2.2 黏著磨損

黏著磨損主要發(fā)生于溜槽表面，在面與面的接觸過程中，循環(huán)形成接點斷裂問題，且期間溜槽的磨損會產生磨屑。在形成接點過程中，鏈環(huán)會與煤粉、氧化膜等進行凸體接觸，在高壓之前，當超出溜槽的承受壓力時，凸體便會出現(xiàn)塑體變形問題，以致接觸面之間很容易發(fā)生冷焊問題，從而導致鏈道出現(xiàn)磨損。

2.3 腐蝕磨損

溜槽工作環(huán)境會直接導致腐蝕磨損問題，以致礦井出現(xiàn)積水問題。水體中含有大量的腐蝕物質，刮板運送機在工作模式下，溜槽物體摩擦后很容易發(fā)生化學反應，以致出現(xiàn)腐蝕問題。被腐蝕后的溜槽很容易出現(xiàn)腐蝕坑，進而形成裂紋，再次反復摩擦后便會導致腐蝕層出現(xiàn)剝落問題。

2.4 接觸疲勞磨損

接觸疲勞磨損主要指的是刮板輸送機溜槽零件與機器零件在滑動復合力的影響下，導致溜槽表面因磨損出現(xiàn)疲勞剝落。一般情況下，溜槽長期運輸煤礦，其表面很容易產生不同深度的凹坑，嚴重時便會出現(xiàn)大面積的剝落問題。

3 煤礦刮板輸送機溜槽磨損的解決措施

3.1 研究設計新型的耐磨溜槽

高錳鋼屬于多數(shù)刮板輸送機溜槽的制作材料，但這種材料存在很多缺陷，一是質量較大，在煤礦運輸過程中，增大了工作人員的勞動強度；二是自身的抗腐蝕性較差，很容易出現(xiàn)生銹問題，高猛鋼的抗堿及抗酸能力較差，以致使用壽命較短；三是高猛鋼的摩擦系數(shù)較大，工作期間需要消耗較大能量，其產生較大噪音。對此，在設計過程中，應改進當前溜槽缺陷，使用抗耐磨性能較強且摩擦系數(shù)較小的材料，以減輕工作噪音，降低能耗。當前MC尼龍屬于最為適合的使用材料，其聚合溫度較低、力學性能較好，且具備減振、耐磨以及耐腐蝕等優(yōu)勢，因此具備較長的使用壽命。

3.2 提升溜槽表面的強化性能

目前溜槽使用的是16Mn鋼，在改進過程中除了應更改組成成分，還應做好強化處理工作。目前部分煤礦企業(yè)已經(jīng)擁有了強化處理技術，利用DRR-2數(shù)控技術對中部槽表面進行局部覆合，增強材料的耐磨性，且可行性較強。強化處理溜槽表面后，不但磨損系數(shù)得到明顯提升，且壽命也得到有效延長。

3.3 強化刮板輸送機的維護管理力度

首先，在進行安裝工作前，應做好刮板運送機零件的檢查工作，提升零件的質量水平。其次，在安裝期間，應明確刮板運送機零件的具體安裝位置，且確保安裝的平直性。確保中部槽機頭架、機尾架以及過渡槽接門左右錯門量小于3 mm。且還應利用新材料替換已經(jīng)磨損的鏈環(huán)，選擇配對性較強的雙鏈型運送機。當溜槽滿載時，機頭雙鏈的下垂量應在60～140 mm之間。同時，在推送刮板運送機過程中，采煤機與運送機彎曲部分的距離應超出16 m，且彎曲長度也應超出13 m。在設計彎曲段時，必須保證其圓滑性，不得存在急彎，以免溜槽錯門導致斷鏈事故。最后，在完成整體的安裝工作后，企業(yè)還應遵照嚴格標準做好檢查工作，充分檢查液力耦合器的充液量。除此之外，還應定期做好溜槽的清理工作，為煤礦運送提供干凈整潔的溜槽環(huán)境[4]。

3.4 明確具體的工藝流程

一方面應做好除銹除垢工作，受環(huán)境因素的影響，刮板運送機很容易出現(xiàn)生銹問題，為了降低雜質對焊接質量的影響程度，企業(yè)應做好焊接部位的除銹工作。

另一方面應做好堆焊工作，一是進行預熱，堆焊對溫度要求嚴格，為了滿足標準，施工前應對焊接材料做好熱處理工作。二是應做好打底工作，在進行耐磨處理的同時做好堆焊過渡層措施。三是做好保溫工作，打底處理對焊接溫度也具備一定要求，因此還應重視保溫工作。四是做好耐磨處理工作，利用特殊工藝處理犁溝磨損的鏈道部位。對于新型設備還應確定合理的耐磨保護層。煤礦運送過程中，中板過煤面以及底板部位很容易出現(xiàn)磨損問題，對此，企業(yè)還應做好兩部位的堆焊工作，采用耐磨性較好的焊接材料，獲得質量較佳的耐磨保護層。五是應做好打磨工作，完成堆焊工作后，還應做好打磨工作，確保煤礦運送刮板的順利通過。

4 結語

磨損很容易導致煤礦刮板輸送機出現(xiàn)溜槽失效問題，且種類多種多樣，對此，煤礦企業(yè)應做好溜槽的改進工作，設計新型溜槽，強化處理其表面，在改變材料成分的基礎上有效延長輸送機壽命。