1. История круглозвенных цепей для горнодобывающей промышленности
С ростом спроса на угольную энергию в мировой экономике быстро развивалось оборудование для добычи угля. В качестве основного оборудования комплексной механизированной добычи угля на угольной шахте скребковый конвейер также быстро развивался. В некотором смысле развитие скребковых конвейеров зависит от развитиягорнодобывающая высокопрочная цепь с круглыми звеньями. Высокопрочная горнодобывающая цепь с круглыми звеньями является ключевой частью цепного скребкового конвейера в угольной шахте. Его качество и производительность будутнапрямую влияет на эффективность работы оборудования и производительность угольной шахты.
Разработка высокопрочных круглых звеньев для горнодобывающей промышленности в основном включает в себя следующие аспекты: разработку стали для горнодобывающей круглозвенной цепи, разработку технологии термообработки цепи, оптимизацию размера и формы цепи с круглыми стальными звеньями, различную конструкцию цепи и разработка технологии изготовления цепей. Благодаря этим разработкам механические свойства и надежностьгорнодобывающая цепь с круглыми звеньямибыли значительно улучшены. Технические характеристики и механические свойства цепей, производимых некоторыми передовыми предприятиями по производству цепей в мире, значительно превосходят немецкий стандарт DIN 22252, широко используемый в мире.
Ранняя низкосортная сталь для круглых звеньев горнодобывающей промышленности за рубежом представляла собой в основном углеродисто-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 цепные стали серии марганец-никель-хром-молибден. 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 снижено содержание кремния и марганца и увеличено содержание хрома и молибдена. Ее вязкость была лучше, чем у стали 23MnNiMoCr64. В последние годы в связи с постоянным улучшением требований к характеристикам стальных цепей с круглыми звеньями и постоянным увеличением технических характеристик цепей из-за механизированной добычи угля на угольных шахтах некоторые цепные компании разработали некоторые новые специальные марки стали и некоторые свойства этих цепей. новые марки стали выше стали 23MnNiMoCr54. Например, сталь «HO», разработанная немецкой компанией JDT, позволяет повысить прочность цепи на 15% по сравнению со сталью 23MnNiMoCr54.
2. Условия эксплуатации горной цепи и анализ отказов.
2.1 Условия обслуживания майнинговой цепи
Условиями эксплуатации круглозвенной цепи являются: (1) сила натяжения; (2) Усталость, вызванная пульсирующей нагрузкой; (3) Трение и износ происходят между звеньями цепи, звеньями цепи и звездочками цепи, а также звеньями цепи, средними пластинами и сторонами канавок; (4) Коррозия вызвана воздействием пылевидного угля, каменной крошки и влажного воздуха.
2.2 Анализ отказов звеньев горнодобывающей цепи
Формы разрушения звеньев горнодобывающей цепи можно грубо разделить на: (1) нагрузка цепи превышает ее статическую разрушающую нагрузку, что приводит к преждевременному разрушению. Этот перелом чаще всего возникает в дефектных частях плеча или прямой зоны звена цепи, таких как трещина от зоны термического влияния стыковой сварки оплавлением и трещина в материале отдельных стержней; (2) После работы в течение определенного периода времени звено горнодобывающей цепи не достигло разрушающей нагрузки, что привело к усталостному разрушению. Этот перелом чаще всего происходит в месте соединения прямого плеча с вершиной звена цепи.
Требования к горнодобывающим круглозвенным цепям: (1) иметь высокую несущую способность при одном и том же материале и сечении; (2) иметь более высокую разрывную нагрузку и лучшее удлинение; (3) иметь небольшую деформацию под действием максимальной несущей способности для обеспечения хорошего зацепления; (4) иметь высокую усталостную прочность; (5) иметь высокую износостойкость; (6) иметь высокую прочность и лучшее поглощение ударной нагрузки; (7) геометрические размеры, соответствующие чертежу.
3.Процесс производства горнодобывающей цепи
Производственный процесс горнодобывающей цепочки: резка прутков → гибка и вязание → соединение → сварка → первичное контрольное испытание → термообработка → вторичное контрольное испытание → проверка. Сварка и термическая обработка являются ключевыми процессами в производстве горнодобывающих круглозвенных цепей, которые напрямую влияют на качество продукции. Научные параметры сварки могут повысить производительность и снизить себестоимость продукции; Соответствующий процесс термообработки может полностью раскрыть свойства материала и улучшить качество продукции.
Для обеспечения качества сварки горнодобывающей цепи были исключены ручная дуговая сварка и контактная стыковая сварка. Стыковая сварка оплавлением широко используется благодаря ее выдающимся преимуществам, таким как высокая степень автоматизации, низкая трудоемкость и стабильное качество продукции.
В настоящее время термическая обработка круглых звеньев горнодобывающей промышленности обычно предполагает среднечастотный индукционный нагрев, непрерывную закалку и отпуск. Суть среднечастотного индукционного нагрева заключается в том, что молекулярная структура объекта перемешивается под действием электромагнитного поля, молекулы получают энергию и сталкиваются с выделением тепла. Во время среднечастотной индукционной термообработки индуктор подключается к среднечастотному переменному току определенной частоты, и звенья цепи движутся в индукторе с одинаковой скоростью. Таким образом, в звеньях цепи будет генерироваться индуцированный ток той же частоты и противоположного направления, что и индуктор, так что электрическая энергия может быть преобразована в тепловую энергию, а звенья цепи могут быть нагреты до температуры, необходимой для закалки. и закалку в короткие сроки.
Среднечастотный индукционный нагрев имеет быструю скорость и меньше окисления. После закалки можно получить очень мелкую закалочную структуру и размер аустенитного зерна, что повышает прочность и ударную вязкость звена цепи. В то же время он также обладает такими преимуществами, как чистота, санитария, простота настройки и высокая эффективность производства. На стадии отпуска зона сварки звеньев цепи проходит через более высокую температуру отпуска и за короткое время устраняет большое количество закалочных внутренних напряжений, что очень существенно влияет на улучшение пластичности и вязкости зоны сварки и задерживает начало процесса. и развитие трещин. Температура отпуска в верхней части плеча звена цепи низкая, и после отпуска оно имеет более высокую твердость, что способствует износу звена цепи во время рабочего процесса, т. е. износу между звеньями цепи и зацеплению между ними. звенья и звездочку цепи.
4. Заключение
(1) Сталь для горнодобывающей высокопрочной круглозвенной цепи развивается в направлении более высокой прочности, более высокой прокаливаемости, более высокой пластической вязкости и коррозионной стойкости, чем сталь 23MnNiMoCr54, обычно используемая в мире. В настоящее время применяются новые и запатентованные марки стали.
(2) Улучшение механических свойств горных высокопрочных круглозвенных цепей способствует постоянному совершенствованию и совершенствованию метода термической обработки. Разумное применение и точный контроль технологии термообработки являются ключом к улучшению механических свойств цепи. Технология термообработки горнодобывающих цепей стала основной технологией производителей цепей.
(3) Размер, форма и структура высокопрочных горнодобывающих цепей с круглыми звеньями были улучшены и оптимизированы. Эти улучшения и оптимизации производятся по результатам анализа напряжения цепи и при условии, что мощность угледобывающего оборудования необходимо увеличить, а подземное пространство угольной шахты ограничено.
(4) Повышение технических характеристик горнодобывающих высокопрочных круглых звеньев, изменение структурной формы и улучшение механических свойств способствуют соответственно быстрому развитию оборудования и технологий для изготовления круглых стальных звеньев.
Время публикации: 22 декабря 2021 г.