洗煤刮板输送机机械故障探究范文

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《机械制造文摘》2017年第1期

摘要：作为矿井重要的运输设备，断链和溜槽磨损是刮板输送机常见的故障，对该类故障形成机理及破坏类型展开研究，提出相关解决对策，降低刮板输送机运行过程中故障的发生概率，使其保持较高的开机率。即在不影响其运输能力的情况下，通过相关技术措施，最大限度提高其运输效率、降低维修成本、增加经济效益。

关键词：刮板输送机；故障；运输效率

刮板输送机是整个矿井生产系统中常见且重要的运输设备。该设备机身较低，装载方便；通过增加或减少溜槽可实现机身的伸缩，环境适应性强；机身坚固耐用，生产效率高；运载效率高，操作方便；基于以上优势，刮板输送机备受各大矿井青睐。刮板输送机主要由机头、电机、减速器、溜槽、刮板及链条等部分组成。矿井生产任务繁重，机器高速运转，随着时间推移溜槽会出现严重的磨损，若操作不当可能会引发断链事故。断链事故是刮板输送机运行过程中常见故障之一，同时也是危害最大的一种，不仅影响运输系统，断链甩出可能会造成人员伤亡事故，根据相关统计资料，各类事故对矿井产量影响中因刮板输送机断链事故可占影响产量的36%。溜槽主要构成刮板输送机的机身，作为煤矸石、刮板及链条的运行通道，溜槽两帮及溜槽间的接头处舌板会出现严重的变形磨损，日积月累造成溜槽的失效，运行过程中的摩擦损害是造成输送机功率损失的主要原因。通过对常见的断链及溜槽磨损故障进行分析，提出降低刮板输送机故障率的的途径，最终实现刮板输送机的安全高效运行。

1刮板输送机溜槽及刮板链简介

溜槽分节组装构成了刮板输机的机身主体部分，其上承载着煤矸石、刮板、链条，不仅要承受三者总重量，还要经受刮板和链条对其两帮及接头处舌板的磨损，因此溜槽在满足强度要求的条件下要有较强的抵抗磨损性能。刮板输送机溜槽按其作用大致可分为3类：连接机头和机身的过渡溜槽、机身主要构成部分的中部溜槽、调整机身铺设长度的调节溜槽。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。溜槽主要由槽帮钢、中板、支座和凹凸端头焊接在一起组成。槽帮钢可分为供单链输送机使用的D型、中双链使用的E型、边双链使用的M型3种。支座起到连接溜槽附件和增强槽帮钢强度的作用。各节溜槽通过其两端的凹凸端头对接拼装，端头的制造材料为高锰钢。链条和刮板组合在一起构成了输送机的刮板链，作为重要的牵引机构，可将煤矸石不断的向前推送。生产中主要采用单链、中双链和边链3类。使用过程中，刮板链要同时承受物料重量的静载荷及将其向前推送的动载荷，刮板链在溜槽中滑行始终会发生摩擦损失，且物料沾水会对其产生腐蚀作用。因此链条要采用高强度合金钢，经淬火及拉伸处理，成为集强度、韧性、抗磨损和腐蚀为一体的优质产品。

2溜槽故障分析

2.1溜槽磨损失效类型及原因分析

溜槽是输送机机身的主要组成部分。在输送机机头电机减速器传动力矩的作用下，刮板链带动煤矸石在溜槽中运转，因此溜槽的磨损主要来自于煤矸石及刮板链，其中槽帮及接头处舌板是磨损最为严重的部位，溜槽的报废往往和槽帮及舌板的磨损破坏有直接关联，磨损破坏同时给输送机增加额外载荷，损耗功率，长此以往，给生产带来巨大的经济损失。溜槽的破坏大多分以下几种类型：（1）中板磨损严重，最薄处有时不足3mm，严重影响正常使用。（2）溜槽的侧板上沿磨损掉一块，造成部分链条外露，严重时甚至出现飘链现象。（3）刮板链及货载对中板及槽帮连接处不断磨损，形成一道道磨沟，甚至出现裂缝，最终导致溜槽报废。通过对上述情况分析，综合各种磨损类型可知，机械磨损、腐蚀磨损及粘着磨损是溜槽磨损的主要原因。（1）机械磨损。溜槽由槽帮和中板焊接在一起组成，刮板链和煤矸石表面不平整处会对中板进行切削及摩擦，使其发生损坏。相对于链环，其尖锐的围观峰顶相当于刀具的切削刃，当其承受载荷后，不仅对中板有正向压力，而且在其向前运行过程中对中板产生切削作用效果。在中板和刮板链空隙间夹杂的煤矸石也会对中板产生切削作用，通常这类切削磨损损害程度较小，主要是因为煤矸石强度及刚度较低，在磨损过程中若受到较大压力会被压裂消失。刮板链和物料每通过中板表面一次，就会对其产生一次剪切磨损，随着次数的增加，溜槽中板表面会形成塑性变形破坏区域，进一步形成裂纹，随着裂纹的扩展最终剥落。（2）腐蚀磨损。由于除尘的需要，煤矸石表面多沾有水，这样会与溜槽中板产生化学反应，长期的腐蚀作用会在中板表面产生锈蚀物，锈蚀物强度低，在刮板链的作用下掉落下来。中板经过腐蚀磨损后的新表面更容易被氧化，在周而复始的氧化———剥离———再氧化作用下，中板逐渐变薄。随着刮板链及煤矸石在溜槽中长时间运行，摩擦会产生大量的热，造成中板软化而强度降低。（3）粘着磨损。刮板、链条的微凸体与溜槽中板接触，当载重较重时，微凸体与中板间会产生很高的接触压应力，虽然煤粉及附着物会对粘着现象起到一定的阻碍作用，但这种作用相比接触压应力较小，这层污染膜会消失，同时接触面温度快速升高，并发生软化现象，严重时会发生局部的融化。在刮板链和中板运动冲击载荷的作用下，最终产生剪切或撕裂以致发生粘着磨损。

2.2提高溜槽寿命的措施

（1）通过对溜槽磨损失效的原因分析可知，机械磨损和粘着磨损是溜槽报废的主要原因，因此增强溜槽强度、增强其抗磨损性能能够延长溜槽的使用时间。溜槽材料可以选择含碳量介于0.25%~0.35%的高强度钢，并加入一些V、Cr、Mo、B等元素，这样可以有效增强其强度稳定性及淬透性。

（2）链环运行轨道磨损较为严重，尤其是2节溜槽对接部位更严重，因此可以在链环运行轨道焊接抗磨和抗蚀材料，兼顾其强度和抗磨的要求，同时可以采用深层渗硼技术来增强其抗磨和抗腐蚀性能，运用该技术可以将溜槽寿命提高2~3倍。

（3）增强圆环表面的光滑程度，保证其光滑度质量要求。

（4）使用耐磨堆焊新工艺：即在溜槽中板用耐磨焊条堆焊一层耐磨合金，这样刮板链在堆焊层上运动，不与中板直接接触。溜槽中板主要采用16Mn钢，该种钢材质具有很好的焊接性，不因焊接而产生裂纹，KTD—032耐磨焊条可以在交流电和直流电2种情况下使用，具有工艺简单、火花飞溅小、抵抗裂纹能力强、成型效果好等优点，因而被广泛使用。耐磨花纹采用大交叉断续焊道。

3断链故障分析

3.1链条破坏形式及原因分析

链条的破坏形式主要有疲劳破坏和冲击破坏2种。刮板链在周期性载荷及拉力作用下，会发生疲劳损坏，通常在薄弱环节即链环的圆环过渡处产生裂纹，在载荷的反复作用下裂纹持续扩展，强度逐渐降低，最终被拉断产生灰白色的断裂口；在运行过程中，若刮板链瞬间所受载荷过大，在此强冲击作用下产生很大变形，若该冲击载荷大于其破断所需拉力，此时发生断链现象。通过对多起断链事故的统计分析表明，刮板输送机断链事故主要可分为三大类：质量问题、运行条件、使用维护，三者任何一个环节出问题都会引发圆环链破坏事故。

（1）质量问题。在工厂生产前选用的原材料质量不过关，链环的尺寸设计存在误差，焊接及热处理工艺不合格等，这些因素都会致使链条在出厂前就存在问题。通过对链环的试验可知，圆环的内宽影响其过渡处的应力，含碳量影响圆环的强度及其延伸率。刮板与链环的间距也影响着其运行，若间距比较大，则不能充分带动物料前行，若间距比较小，则链子的负荷过重，行驶阻力过大。

（2）运行条件。不论是煤矿井下还是洗煤厂车间都处于一个潮湿的环境中，且输送机运载和物料一般也较为潮湿，因此刮板链很容易别锈蚀；刮板输送机各组成部分都是钢铁材质，刮板与链环，链环之间，刮板链与溜槽中板，链环与链轮的啮合等都会产生摩擦，在长期潮湿和磨损的影响下，强度降低，发生破坏。此外，冲击破坏和疲劳破坏对其有重要的影响。链条运行过程中会受到动静载荷的作用，若刮板发生弯曲，溜槽中板接合处不平，刮板链未张紧都会出现卡链现象，造成冲击破坏；刮板输送机在启动和停止时，往往冲击较大，周而复始，可能会产生疲劳破坏。

（3）使用维护。废旧锚杆或其他铁器卡入刮板链，尤其运行至机头处最容易发生卡链事故，造成断链；链条过紧，停机时堆物太多，输送机启动时载荷过大，链条也没缓冲余地，造成断链；刮板与链条间距不等，造成负载不均匀，也会引起断链事故。

3.2防止断链措施

（1）优质的链条是运行平稳的第一步，链环的内宽稍微大一些，减小过渡部分的应力集中现象；链条表面平滑，减少凸起，消除应力集中现象；合适的含碳量，同时兼顾链条的强度和延伸率。

（2）正确安装和使用，刮板输送机铺设平直，链条松紧合适，溜槽中板接合处平直，禁止停机时堆货，这样机器运行良好。

（3）加强维护及保养，刮板与链环螺栓安装合格，刮板弯曲后要及时更换，链条张紧程度适中，禁止新旧磨损程度差距大的链条混合使用。

4结论

通过对刮板输送机运行过程中常见的溜槽磨损及断链故障原因分析，并提出改进措施，延长了输送机使用寿命，提高了运输效率，节约机器运行维护成本，带来良好的经济效益。

参考文献：

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作者：王斌 单位：霍州煤电集团