刮板输送机链条的检测与故障诊断技术

刮板输送机链条的检测与故障诊断技术
综采工作面“三机”包括刮板运输机、转载机、破碎机，“三机”是综采工作面最主要的运输设备。从2007年到2013年，卓力公司相继建成了300米，360米，400米加长工作面，首创了世界上第一个5.5米、6.3米、7米大采高重型工作面，这些重型工作面的建成对“三机” 是一个严峻的考验，这就要求检测人员更专业的为“三机”检查身体，预防故障的发生。刮板输送机是采煤工作面主要的运输设备，而刮板链则是其重要的运动受力部件，由于设计制造、使用维护以及工作面特殊的工作条件影响，刮板链时常发生断链现象。这不但严重影响正常生产，而且对输送机沿线工作 人员的生命安全也构成极大的威胁。 为此，本节主要针对刮板链断裂的原因及对刮板链条检测分别进行了阐述。 1影响运输机链条安全运行最关键因素是 1.1链条疲劳裂伤，刮板输送机工作时由于工作面起伏多变，链条的载荷随坡度的变化而变化，同时在井下实际生产中煤量的大小也随采煤工作面条件的变化而变化，这样就造成输送机的负载复杂多变。运输机链条受到的载荷也在不断地发生变化。特别是在重负荷时紧急停车，遇到大块煤或掉落的刮板等对链条形成卡阻，推刮板运输机时弯度太大这三种恶劣工况下，链条要承受的张力最大且具有冲击性。如果这种恶劣工况频繁和长期存在，则链条必然要承受巨大的反复交变的冲击载荷。在这种反复交变的冲击载荷的作用下，链条很容易失效。链条失效后容易产生疲劳裂纹。 对链条疲劳裂纹的检测，主要使用无损检测技术。目前神东对链条分别采用了渗透探伤、磁粉探伤和超声波探伤技术。 渗透探伤是神东最早采用的一种检测方法，它是利用毛细现象检查材料表面缺陷的 一种无损检验方法。 渗透探伤操作简单，缺陷显示直观，具有相当高的灵敏度，能发现宽度1微米以下的缺陷。这种方法由于检验对象不受材料组织结构和化学成分的限制，因而 可以很方便的应用于刮板运输机链条探伤检测，同时渗透探伤检测的缺点也很明确，就是只能检测表面开口性缺陷，对于内部裂纹无法检测。 磁粉探伤是将链条置于强磁场中，若链条表面或近表面附近有缺陷存在，由于缺陷是非铁磁性的，磁力线在这些缺陷附近会产 生漏磁。 当将磁粉施加在磁化后的链条上时，缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉迹痕，从而把缺陷显示出来。 下面是一个用磁粉检测刮板输送机链条的案例，链条规格是Φ42*128，链条材质是23MnCrNiMo54，用磁粉检测前先用渗透做过检测，未发现表面开口性裂纹。采用DA400S磁轭探伤仪检测后，在链条正面有明显的缺陷显示，共检测到7个较大的缺陷，最长的达到45.82mm。在链条焊接面未检测到缺陷。通过案例分析可以看出，磁粉探伤检测铁磁性材料灵明度非常高，而且检测过程中不受材料形状的影响，既可以检测表面开口性缺陷还可以检测近表面附近的缺陷。但是磁粉探伤缺点是：仅能检出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度。 超声波探伤是利用超声能透入链条的深处，当超声波束自链条表面由探头通至金属内部，遇到缺陷或链条底面时就分别发生反射，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声探伤检测链条的优点是可以检测链条内部缺陷，并对缺陷深度，大小做出判断，缺点是受到链条形状和链条表面的限制，尤其是对于检测圆环链和在链条弯曲部分容易造成漏检或误判。 1.2链条伸长量测量引起刮板链“变长”的主要原因有两个：第一个是磨损：刮板链与链轮在啮合运转过程中，当链环进入和离开链轮时，垂直链环要绕水平链环转动，链环与链环、链环与溜槽之间都会产生磨损。链环间的磨损增大了链子的节距，但链环的外形尺寸保持不变。 第二个是“塑性”伸长：刮板运输机工作 时必须施加一 定的预紧力， 而预紧力和动载荷会使链条

“塑性”伸长， 也就是卸载后链条仍

然伸长，这样链环的节距会增大 几毫米，链环长度的外形尺 寸也将增大。 链环长度增大将意味着链条与链轮齿不匹配。 定期测量链环伸长量，并依据链环的伸长量配套相应磨损的旧链轮，以延长链条的使用寿命。 链条测量尺可有效方便的测出链条的伸长量，测量时卡尺左右脚分别卡在两个立环上，测量尺长度读数等于两个平环和三个立环内节距之和加立环弯曲部分直径。表1为链条伸长量对照表。 2结语 刮板输送机是采煤工作面主要的运输设备，而刮板链则是其重要的运动受力部件，由于设计制造、使用维护以及工作面特殊的工作条件影响，刮板链时常发生断链现象。这不但严重影响正常生产，而且对输送机沿线工作人员的生命安全也构成极大的威胁。为此，链条日常保养过程中应做好以下工作。 2.1链条在应用前必须对刮板螺栓进行紧固。并且达到规定的扭矩,同时在应用过程中必须定时检查螺栓的松紧程度,在正常运行工况下每月紧固次数不少于

4次,并做好检修周期记载

。 2.2每天要利用巡回检查的时间对刮板及刮板螺栓进行检查,创造问题及时进行处理,不容许涌现减少或弯曲刮板的现象。 2.3为了及时懂得链条的运行状态

,必须

每周在固定时间对链条的张紧力进行视察测量,创造链条松弛及时调剂链条的张紧力。 2.4链条在调换时不容许涌现拧链现象,否者容易涌现链条在运行中产生飘链现象,造成事故。 2.5保持应用液力偶合器

,

以减轻链条所受的动载荷和冲击载荷

,延伸链条的应用寿命。 2.6刮板链应用一个星期后,将链条拆下反转90°持续应用,调换程度链环与垂直链环的地位,利用转变其磨损部位的措施延伸链条的应用寿命。 参考文献 [1]孙远敬等．刮板输送机链条张力自动控制系统研究《煤炭工程》，2005(12) [2]吴今培.智能故障诊断技术的发展和展望《振动、测试与诊断》,1999年6月第19卷第2期,79~86 [3]运输机械设计选用手册编辑委员会.运输机械设计选用手册[M].北京:化学工业出版社,1999. [4]王义行.链条输送机[M].北京:机械工业出版社,1997. [5]姜翎燕.矿用机载短运距刮板输送机的设计[J].煤矿机械,2007,28(5):1-3