1. История круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности
В связи с растущим спросом на угольную энергию в мировой экономике, угледобывающая техника стремительно развивается. Приводной элемент скребкового конвейера, являющийся основным оборудованием комплексной механизации добычи угля в угольных шахтах, также стремительно развивается. В определённом смысле, развитие скребкового конвейера зависит от развитиягорнодобывающая высокопрочная круглозвенная цепьВысокопрочная круглозвенная цепь для горнодобывающей промышленности является ключевым элементом скребкового конвейера в угольной шахте. Её качество и производительность будут...напрямую влияют на эффективность работы оборудования и добычу угля на угольной шахте.
Разработка высокопрочных круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности включает в себя следующие основные аспекты: разработку стали для круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности, разработку технологии термообработки цепей, оптимизацию размеров и формы круглозвенных цепей, разработку различных конструкций цепей и разработку технологий их изготовления. Благодаря этим разработкам, механические свойства и надежностькруглозвенная цепь для майнингаБыли значительно улучшены. Технические характеристики и механические свойства цепей, производимых некоторыми передовыми мировыми производителями цепей, значительно превзошли немецкий стандарт DIN 22252, широко используемый в мире.
Ранняя низкосортная сталь для круглозвенных цепей в горнодобывающей промышленности за рубежом в основном представляла собой углеродистую марганцевую сталь с низким содержанием углерода, низким содержанием легирующих элементов, низкой прокаливаемостью и диаметром цепи < ø 19 мм. В 1970-х годах были разработаны высококачественные стали для цепей серии марганцевых никелевых хромомолибденовых. Типичные стали включают 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64 и т. д. Эти стали обладают хорошей прокаливаемостью, свариваемостью, прочностью и ударной вязкостью и подходят для производства крупногабаритных цепей класса C. Сталь 23MnNiMoCr54 была разработана в конце 1980-х годов. На основе стали 23MnNiMoCr64 было снижено содержание кремния и марганца и увеличено содержание хрома и молибдена. Ее ударная вязкость была лучше, чем у стали 23MnNiMoCr64. В последние годы, в связи с постоянным повышением требований к эксплуатационным характеристикам круглозвенных стальных цепей и ростом технических характеристик цепей в связи с механизированной добычей угля на угольных шахтах, некоторые компании, производящие цепные цепи, разработали новые специальные марки стали, некоторые характеристики которых превосходят характеристики стали 23MnNiMoCr54. Например, сталь марки «HO», разработанная немецкой компанией JDT, способна повысить прочность цепи на 15% по сравнению со сталью 23MnNiMoCr54.
2.Условия эксплуатации горнодобывающей цепи и анализ отказов
2.1 условия обслуживания горнодобывающей цепи
Условия эксплуатации круглозвенной цепи: (1) сила натяжения; (2) усталость, вызванная пульсирующей нагрузкой; (3) трение и износ возникают между звеньями цепи, звеньями цепи и звездочками цепи, а также звеньями цепи и средними пластинами и боковыми поверхностями пазов; (4) коррозия, вызванная воздействием угольной пыли, каменного порошка и влажного воздуха.
2.2 Анализ отказов звеньев цепей добычи
Виды разрушения звеньев горнодобывающей цепи можно условно разделить на следующие: (1) нагрузка на цепь превышает её статическую разрывную нагрузку, что приводит к преждевременному разрушению. Этот излом чаще всего происходит в дефектных участках плеча или прямой части звена цепи, например, трещина в зоне термического влияния стыковой сварки оплавлением и трещина в материале отдельных стержней; (2) после определённого периода эксплуатации звено горнодобывающей цепи не достигает разрывной нагрузки, что приводит к усталостному разрушению. Этот излом чаще всего происходит в месте соединения прямой части с верхней частью звена цепи.
Требования к круглозвенной горнодобывающей цепи: (1) иметь высокую несущую способность при том же материале и сечении; (2) иметь большую разрывную нагрузку и лучшее удлинение; (3) иметь малую деформацию под действием максимальной грузоподъемности, чтобы обеспечить хорошее зацепление; (4) иметь высокую усталостную прочность; (5) иметь высокую износостойкость; (6) иметь высокую вязкость и лучшее поглощение ударной нагрузки; (7) геометрические размеры должны соответствовать чертежу.
3.Производственный процесс горнодобывающей цепочки
Производственный процесс горнодобывающей цепочки: резка прутков → гибка и вязка → соединение → сварка → первичный контрольный контроль → термообработка → вторичный контрольный контроль → контроль. Сварка и термообработка являются ключевыми процессами в производстве круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности, напрямую влияющими на качество продукции. Научно обоснованные параметры сварки могут повысить выход годного и снизить себестоимость продукции; правильный процесс термообработки позволяет в полной мере раскрыть свойства материала и улучшить качество продукции.
Для обеспечения качества сварки горнодобывающих цепей ручная дуговая сварка и контактная стыковая сварка были исключены. Контактная стыковая сварка получила широкое распространение благодаря своим выдающимся преимуществам, таким как высокая степень автоматизации, низкая трудоёмкость и стабильное качество продукции.
В настоящее время термическая обработка круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности обычно осуществляется путем среднечастотного индукционного нагрева, непрерывной закалки и отпуска. Суть среднечастотного индукционного нагрева заключается в том, что молекулярная структура объекта перемешивается под действием электромагнитного поля, молекулы получают энергию и сталкиваются, производя тепло. Во время среднечастотной индукционной термической обработки индуктор подключается к среднечастотному переменному току определенной частоты, и звенья цепи движутся с равномерной скоростью в индукторе. Таким образом, в звеньях цепи будет генерироваться индуцированный ток той же частоты, но противоположного направления, что и индуктор, так что электрическая энергия может быть преобразована в тепловую энергию, и звенья цепи могут быть нагреты до температуры, необходимой для закалки и отпуска за короткое время.
Среднечастотный индукционный нагрев отличается высокой скоростью и меньшим окислением. После закалки можно получить очень тонкую структуру закалки и размер зерна аустенита, что повышает прочность и вязкость звена цепи. В то же время он также обладает такими преимуществами, как чистота, санитария, простота регулировки и высокая эффективность производства. На этапе отпуска зона сварки звена цепи проходит через более высокую температуру отпуска и за короткое время устраняет большое количество внутренних напряжений закалки, что оказывает очень существенное влияние на улучшение пластичности и вязкости зоны сварки и задерживает зарождение и развитие трещин. Температура отпуска в верхней части плеча звена цепи низкая, и он имеет более высокую твердость после отпуска, что способствует износу звена цепи во время рабочего процесса, т. е. износу между звеньями цепи и зацеплению между звеньями цепи и звездочкой цепи.
4. Заключение
(1) Сталь для круглозвенных цепей высокой прочности для горнодобывающей промышленности развивается в направлении повышения прочности, прокаливаемости, пластической вязкости и коррозионной стойкости по сравнению с широко используемой в мире сталью 23MnNiMoCr54. В настоящее время применяются новые и запатентованные марки стали.
(2) Улучшение механических свойств высокопрочных круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности способствует постоянному совершенствованию и совершенствованию методов термообработки. Рациональное применение и точный контроль технологии термообработки являются ключом к улучшению механических свойств цепей. Технология термообработки горнодобывающих цепей стала основной технологией для производителей цепей.
(3) Размеры, форма и структура цепей круглозвенных цепей высокой прочности для горнодобывающей промышленности были улучшены и оптимизированы. Эти улучшения и оптимизация были выполнены на основе результатов анализа напряжений в цепях и с учетом необходимости увеличения мощности угледобывающего оборудования и ограниченного подземного пространства угольной шахты.
(4) Повышение технических характеристик круглозвенных цепей высокой прочности для горнодобывающей промышленности, изменение структурной формы и улучшение механических свойств способствуют соответственно быстрому развитию оборудования и технологии изготовления круглозвенных стальных цепей.
Время публикации: 22 декабря 2021 г.
