1. История круглозвенных цепей для добычи полезных ископаемых
В связи с растущим спросом на угольную энергию в мировой экономике бурно развивалась угледобывающая техника.В качестве основного оборудования комплексной механизированной добычи угля в угольной шахте трансмиссионный компонент на скребковом конвейере также быстро развивался.В некотором смысле развитие скребкового конвейера зависит от развитиявысокопрочная цепь с круглым звеном для добычи полезных ископаемых.Горная высокопрочная круглозвенная цепь является ключевой частью цепного скребкового конвейера в угольной шахте.Его качество и производительность будутнепосредственно влияет на эффективность работы оборудования и добычу угля на угольной шахте.
Разработка горнодобывающей высокопрочной круглозвенной цепи в основном включает следующие аспекты: разработка стали для горнодобывающей круглозвенной цепи, разработка технологии термообработки цепи, оптимизация размера и формы круглозвенной цепи, различная конструкция цепи и разработка технологии изготовления цепей.Благодаря этим разработкам механические свойства и надежностьгорная цепь с круглым звеномбыли значительно улучшены.Спецификации и механические свойства цепей, производимых некоторыми передовыми предприятиями по производству цепей в мире, намного превышают широко используемый в мире немецкий стандарт DIN 22252.
Ранняя низкосортная сталь для добычи круглозвенных цепей за рубежом была в основном углеродисто-марганцевой сталью 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 крупных 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.Его ударная вязкость была лучше, чем у стали 23MnNiMoCr64.В последние годы, в связи с постоянным улучшением требований к производительности стальных цепей с круглым звеном и постоянным увеличением технических характеристик цепей из-за механизированной добычи угля на угольных шахтах, некоторые сетевые компании разработали некоторые специальные новые марки стали, и некоторые свойства этих новые марки стали выше стали 23MnNiMoCr54.Например, сталь «HO», разработанная немецкой компанией JDT, позволяет увеличить прочность цепи на 15% по сравнению со сталью 23MnNiMoCr54.
2. Условия эксплуатации цепи майнинга и анализ отказов
2.1 Условия эксплуатации цепи майнинга
Условиями эксплуатации круглозвенной цепи являются: (1) усилие натяжения;(2) Усталость, вызванная пульсирующей нагрузкой;(3) Трение и износ возникают между звеньями цепи, звеньями цепи и звездочками цепи, а также звеньями цепи, средними пластинами и сторонами канавок;(4) Коррозия вызывается действием угольной пыли, каменного порошка и влажного воздуха.
2.2 Анализ отказов звеньев цепи майнинга
Формы разрушения звеньев горной цепи можно условно разделить на: (1) нагрузка на цепь превышает ее статическую разрушающую нагрузку, что приводит к преждевременному разрушению.Это разрушение в основном происходит в дефектных частях плеча или прямой области звена цепи, таких как трещина в зоне термического воздействия стыковой сварки оплавлением и трещина в материале отдельного стержня;(2) После работы в течение определенного периода времени звено горнодобывающей цепи не достигло разрывной нагрузки, что привело к разрушению, вызванному усталостью.Этот перелом чаще всего происходит в месте соединения прямого плеча и вершины звена цепи.
Требования к горным круглозвенным цепям: (1) иметь высокую несущую способность при том же материале и сечении;(2) иметь более высокую разрывную нагрузку и лучшее удлинение;(3) иметь небольшую деформацию под действием максимальной грузоподъемности для обеспечения хорошего зацепления;(4) иметь высокую усталостную прочность;(5) иметь высокую износостойкость;(6) иметь высокую ударную вязкость и лучшее поглощение ударной нагрузки;(7) геометрические размеры соответствуют чертежу.
3. Процесс производства горной цепи
Производственный процесс майнинговой цепи: резка стержня → гибка и вязание → соединение → сварка → первичная контрольная проверка → термообработка → вторичная контрольная проверка → осмотр.Сварка и термическая обработка являются ключевыми процессами в производстве горно-шахтных круглозвенных цепей, которые напрямую влияют на качество продукции.Научные параметры сварки могут повысить производительность и снизить себестоимость;Соответствующий процесс термообработки может в полной мере раскрыть свойства материала и улучшить качество продукта.
Чтобы обеспечить качество сварки горной цепи, ручная дуговая сварка и контактная стыковая сварка были исключены.Стыковая сварка оплавлением широко используется из-за ее выдающихся преимуществ, таких как высокая степень автоматизации, низкая трудоемкость и стабильное качество продукции.
В настоящее время при термообработке горнодобывающих круглозвенных цепей обычно используется индукционный нагрев средней частоты, непрерывная закалка 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.При индукционной термообработке средней частоты индуктор подключается к переменному току средней частоты определенной частоты, и звенья цепи перемещаются в индукторе с постоянной скоростью.Таким образом, в звеньях цепи будет генерироваться индукционный ток той же частоты и противоположного направления, что и индуктор, благодаря чему электрическая энергия может быть преобразована в тепловую, а звенья цепи могут быть нагреты до температуры, необходимой для гашения. и закалка в короткие сроки.
Индукционный нагрев средней частоты имеет высокую скорость и меньшее окисление.После закалки можно получить очень тонкую 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 устраняет большое количество закалочных внутренних напряжений за короткое время, что оказывает очень значительное влияние на улучшение пластичности и ударной вязкости зоны сварки и задержку инициирования. и развитие трещин.Температура отпуска в верхней части плеча звена цепи низкая, и оно имеет более высокую твердость после отпуска, что способствует износу звена цепи во время рабочего процесса, т. е. износу между звеньями цепи и зацеплению между ними. звенья и звездочка цепи.
4. Вывод
(1) Сталь для добычи высокопрочных круглозвенных цепей 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 термообработки.Разумное применение и точный контроль технологии термообработки является ключом к улучшению механических свойств цепи.Технология термообработки горных цепей стала основной технологией производителей цепей.
(3) Размер, форма и структура цепи горнодобывающей высокопрочной круглозвенной цепи были улучшены и оптимизированы.Эти доработки и оптимизации выполняются по результатам анализа напряжения цепи и при условии, что мощность угледобывающего оборудования необходимо увеличить, а подземное пространство угольной шахты ограничено.
(4) Повышение спецификации горнодобывающей высокопрочной круглозвенной цепи, изменение структурной формы и улучшение механических свойств способствуют соответственно быстрому развитию оборудования и технологии изготовления круглозвенных цепей.
Время публикации: 22 декабря 2021 г.