礦用鏈可以為生產所用也可以造成停產。在大多數美國的長工作麵煤礦使用的是為AFC配送的42mm鏈條,許多礦使用的是48mm鏈條甚至是52mm鏈條,大規格可以延長鏈條的壽命。長麵煤礦操作者們常常希望在鏈條停止服務之前48mm鏈條可以生產出1100多萬噸煤,使用52mm的希望能生產出2000多萬噸煤。如果開采一個或兩個工作麵沒有由於鏈條失效造成停產,大規格鏈條雖然價格貴但是值得。但是如果由於疏於管理、使用不當、監管不力或由於環境因素的影響產生了應力腐蝕裂紋(SCC)引起鏈條斷裂,整個煤礦將麵臨很大問題,在此情況下,由於鏈條付出的代價遠沒有實際意義。
如果工作麵的操作者沒有根據實際情況使用好鏈條,即使是最好的鏈條,造成的計劃外停產也也很容易抹去購買鏈條所付出的高昂的代價,那麽操作者應該怎樣做呢?他們應該充分注意礦井的特定條件,仔細選擇鏈條。在購買了鏈條之後,他們要花費必要的額外的時間和金錢來恰當的管理投資,這樣可以獲得更多的實際利益。
熱處理可以增加鏈條的強度,減少脆性,釋放內應力,增加抗磨損,或改善鏈條的機械性能。熱處理已經變成了一門精密的藝術形式,每個廠家都不盡相同,目的是在金屬性能和適應生產需要之間取得最佳平衡。硬度在鏈環上分布不同的鏈環是帕森斯鏈條使用的更複雜的技術,它的頂部硬度保持很高為的是抗磨損,而在直臂部稍軟為的是增加鏈條的工作時候的韌性和延展性。
硬度是抗磨損的能力,用布氏硬度(HB)或韋氏硬度(HV)來表示。韋氏硬度刻度是成正比的,800HV就比100HV硬8倍,從最軟到最硬的材料提供了比例刻度。對於低硬度值,最大300,韋氏和布氏硬度結果差不多,對於高一些的硬度值,由於壓球的失真布氏結果會偏低。
衝擊試驗是測量材料的脆性,在被測鏈環焊接處做個切口,放置在擺錘的路徑上,導致材料斷裂的能量由擺錘的能量縮減量測出。
大多數鏈條製造商在每批鏈條中都會剩餘幾米,用作完全破壞性試驗,實驗結果和證書通常都與鏈條一起交給客戶,一般情況下鏈條都是50米配對。在試驗負荷下的延伸率和破斷延伸率都標注在破壞性試驗結果的曲線上。
最佳的鏈條:
目標是綜合了這些特點、製造最佳性能的鏈條,它包括以下性能:
遏製應力腐蝕裂紋(SCC)
然而沒有一個完美的解決方案,隻有部分讓步。高的屈服點會導致內殘餘應力高,如果再增加硬度提高了抗磨損性能,就會降低韌性和耐應力腐蝕性能。
製造商們都致力於研發這樣的鏈條,壽命更長,可以在惡劣環境下工作。考慮到腐蝕性環境,有些廠家生產鍍鋅鏈條,增加抗腐蝕性能。另外的一種選擇是使用COR-X鏈條,這是由含釩、鉻、鉬、鎳的專利合金鋼材製造而成的,這種解決方案的獨特之處是它的抗腐蝕性在冶金結構裏是完全相同的,它的有效性並沒有由於鏈條的磨損而改變。實踐已經證明,COR-X鏈條在腐蝕環境下可以顯著的提高鏈條的壽命,大大減少了由於應力腐蝕引起的失效。試驗表明其破斷負荷和工作負荷提高了10%,衝擊試驗提高40%,與普通鏈條(DIN22252)相比其耐應力腐蝕性能提高了350%。
有實例證明COR-X48mm鏈條在停止服務之前已經載煤1100萬噸而沒有出現與鏈條有關的失效。最先JOY在BHP San Juan 煤礦使用英國帕森斯生產的COR-X寬帶鏈,據說在工作麵運行期間輸送了2000萬噸煤。
調換鏈條方向延長鏈環壽命
鏈條磨損的主要原因是每一個立環在進入和離開驅動鏈輪時候圍繞臨近的平環的旋轉運動,這也導致了在它旋轉通過鏈輪時鏈環的一個麵磨損的更厲害,因此最有效提高壽命的方法就是旋轉鏈條,或180度顛倒,讓鏈條在反方向運轉。這使得沒有使用的麵也投入使用,減少了鏈環的磨損,等於延長了鏈條壽命。
由於各種各樣的原因造成輸送機負荷不均勻可能導致兩條鏈條磨損不均勻,其中一條磨損的速度比另外的一條要快,帶槽外一對組件的一條或兩條鏈條磨損或不均勻伸長都會使得與刮板變得不匹配,或通過驅動鏈輪時不同步。這也可能是由於兩條鏈中的一條鬆弛造成的,這種不均衡的結果會導致操作出現問題,以及引起過度磨損和造成驅動鏈輪可能的損壞。
係統張緊
係統的張緊和維護程序是必要的,以此來保證在安裝後鏈條的磨損率得到控製的,由於磨損產生的延伸率是在控製之下且在合理水平。
按照維護程序,維修人員要測量鏈條的磨損和張緊力,當磨損超過3%時要更換鏈條。在實際情況下評價鏈條的磨損度,要記住200米長的煤礦工作麵,鏈條磨損3%意味著單根鏈條增長12米。維修人員也要檢查、更換輸送和返回鏈輪以及分離器的磨損或損壞情況,必要時進行更換,檢查齒輪箱和油的高度,定期檢查緊固螺栓,確保正常。
已經有一些公認的計算方法,給出正確的預張緊值,這證明很有指導意義,特別是對於初次建立工作麵數據時。然而最可靠的方法是觀察AFC滿負荷運行時鏈條離開驅動鏈輪時的鏈條,觀察鏈條通過鏈輪後在沒有負荷情況下最小的鬆弛量(兩個鏈環),在此水平時要測量預張緊力,做記錄,並為今後特定工作麵的操作提供參考。預張緊的讀數定期都要記錄,記錄切除了多少個環,這也提供了開始出現不同磨損或過度磨損的早期報警。
刮板出現彎曲必須立即矯直或更換,他們會降低輸送機的工作效率,還會導致刮板跌出運輸槽,飛到鏈輪上造成鏈環、鏈輪和刮板的損壞。
長工作麵的操作者要時刻警惕鏈條的磨損和損壞鏈條的分離器,因為他們會容許鬆弛的鏈條呆在鏈輪裏,導致扭結和損壞。
在開始安裝的時候鏈條的管理也隨即開始
要求工作麵為直線不是過分要求,任何工作麵的偏差很可能導致工作麵和空采麵(gob-side)鏈條之間的預張緊不同,從而產生磨損不均衡,特別是在新建的工作麵鏈條正處於“入床期”的時候。
一旦出現不同的磨損模式從根本上就不可能糾正,更經常的是這種差異加劇了磨損,鬆弛鏈條的磨損會產生更嚴重的鬆弛。
工作麵的直線性條件不好,其運轉的負麵效果會導致兩條鏈變化嚴重不同,它的預張緊可以通過檢查鏈環數量來說明。例如,1000英尺長的工作麵兩邊配備了42mm的傳送鏈,每邊大約有4000個鏈環,如果在鏈環的兩個頂端出現了環間磨損,鏈條上有8000個點,當被驅動、工作麵出現震動、受到衝擊負載或受到腐蝕侵蝕的影響,由於環間的壓力有金屬被磨損掉,每1/1000英寸的磨損,鏈條長度就會增加8英寸。任何在工作麵與空采麵之間磨損率的變化就會導致不均衡的張緊力,很快在鏈條上就會產生長度變化。
同時在鏈輪上的兩個鍛環可能導致對鏈輪齒形的過度磨損,這是由於其在驅動鏈輪裏失去了正確位置,鏈環在驅動齒上移動,這種滑動作用切進了鏈環,也增加了對鏈輪齒牙的磨損。磨損模式一旦建立,就隻有加劇。如果最初發現了鏈環的切磨現象,就要檢查鏈輪,有必要在對鏈環產生摧毀性損壞之前就更換。
鏈條的預張緊如果太高也會對鏈環和鏈輪產生過度磨損。鏈輪的預張緊需要達到一個值,即防止在滿負荷情況下鏈條過度鬆弛。根據上述條件可以容許刮板“輕輕移動”(flick-out),冒鏈條離開尾鏈輪時擁擠(變化)對鏈輪損壞的危險。如果張緊力太高,會有兩個明顯的損壞:加劇環間磨損,加劇了對驅動鏈輪的磨損。
鏈環的過度張緊可能是殺手
普遍的傾向是鏈條運轉的太緊,要定期檢查預張緊力,發現鬆弛每次切掉兩個環,大於兩個環就說明鏈條太鬆弛,去掉四個環可能導致預張緊力太高,會加劇環間磨損,因此會嚴重縮短鏈條壽命。
假定工作麵的直線度是好的,一麵的預張緊力不能超過另一麵1噸。好的工作麵管理在鏈條服務期間應該保證兩個麵的差別自始至終不能超過2噸。
由於環間磨損產生的長度增加(有時候錯誤的說成鏈條伸長),容許的限度是2%,配新的鏈輪仍舊可以使用。
如果鏈輪和鏈條兼容的很好環間的磨損就不是問題,然而環間磨損導致了鏈條破斷負荷和抗衝擊負荷的能力降低。
一個簡單的測量環間磨損的方法是使用卡規,測量5個間距長度,應該符合鏈條延伸率圖的要求。通常認為環間磨損超過3%就應該更換,一些保守的維修經理不喜歡看到鏈條有超過2%的伸長。
好的鏈條管理開始於安裝階段,在初期磨合期就加大監察和糾正力度,會保證鏈條的工作壽命長、無故障。
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