1. История цепей с круглыми звеньями для горнодобывающей промышленности.
В связи с растущим спросом на угольную энергию в мировой экономике, оборудование для угледобычи быстро развивается. Как основное оборудование комплексной механизированной добычи угля, трансмиссионные компоненты скреперных конвейеров также быстро совершенствуются. В некотором смысле, развитие скреперных конвейеров зависит от развития...высокопрочная круглая цепь для горнодобывающей промышленностиВысокопрочная круглая цепь для горнодобывающей промышленности является ключевым элементом цепного скребкового конвейера в угольной шахте. Ее качество и производительность будут иметь решающее значение.напрямую влияют на эффективность работы оборудования и добычу угля на угольной шахте.
Разработка высокопрочных цепей с круглыми звеньями для горнодобывающей промышленности включает в себя следующие аспекты: разработку стали для таких цепей, развитие технологий термообработки цепей, оптимизацию размеров и формы цепей с круглыми звеньями, различные конструкции цепей и разработку технологий их изготовления. Благодаря этим разработкам улучшились механические свойства и надежность цепей.круглая звеньевая цепь для горнодобывающей промышленностиЗначительно улучшены. Технические характеристики и механические свойства цепей, производимых некоторыми передовыми предприятиями по производству цепей в мире, намного превосходят немецкий стандарт DIN 22252, широко используемый во всем мире.
В начале своей истории низкосортная сталь для производства круглых цепей для горнодобывающей промышленности в основном представляла собой углеродисто-марганцевую сталь с низким содержанием углерода, низким содержанием легирующих элементов, низкой закаливаемостью и диаметром цепи < ø 19 мм. В 1970-х годах были разработаны высокосортные стали для цепей из марганца, никеля, хрома и молибдена. Типичные стали включают 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64 и др. Эти стали обладают хорошей закаливаемостью, свариваемостью, прочностью и ударной вязкостью и подходят для крупномасштабного производства цепей класса С. 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 оказалась выше, чем у стали 23MnNiMoCr64. В последние годы, в связи с постоянным повышением требований к эксплуатационным характеристикам стальных цепей с круглыми звеньями и непрерывным увеличением технических характеристик цепей из-за механизации добычи угля, некоторые производители цепей разработали новые специальные марки стали, некоторые свойства которых превосходят сталь 23MnNiMoCr54. Например, сталь «HO», разработанная немецкой компанией JDT, позволяет увеличить прочность цепи на 15% по сравнению со сталью 23MnNiMoCr54.
2. Условия эксплуатации горнодобывающей цепочки и анализ отказов.
2.1 Условия обслуживания цепочки майнинга
Условия эксплуатации цепи с круглыми звеньями включают: (1) силу натяжения; (2) усталость, вызванную пульсирующей нагрузкой; (3) трение и износ между звеньями цепи, звеньями цепи и звездочками цепи, а также между звеньями цепи и промежуточными пластинами и боковыми сторонами канавок; (4) коррозию, вызванную воздействием измельченного угля, порошка горных пород и влажного воздуха.
2.2 Анализ отказов звеньев цепочки майнинга
Формы разрушения звеньев горнодобывающей цепи можно условно разделить на следующие: (1) нагрузка цепи превышает ее статическую разрывную нагрузку, что приводит к преждевременному разрушению. Это разрушение чаще всего происходит в дефектных участках плеча или прямой части звена цепи, таких как трещины в зоне термического воздействия контактной сварки и трещины в материале отдельных стержней; (2) после определенного периода эксплуатации звено горнодобывающей цепи не достигает разрывной нагрузки, что приводит к разрушению, вызванному усталостью. Это разрушение чаще всего происходит в месте соединения прямой части и вершины звена цепи.
Требования к кольцевым цепям для горнодобывающей промышленности: (1) высокая несущая способность при одинаковом материале и сечении; (2) более высокая разрывная нагрузка и лучшее удлинение; (3) малая деформация под действием максимальной нагрузки для обеспечения хорошего зацепления; (4) высокая усталостная прочность; (5) высокая износостойкость; (6) высокая ударная вязкость и лучшее поглощение ударной нагрузки; (7) геометрические размеры, соответствующие чертежу.
3. Производственный процесс в горнодобывающей цепочке
Производственный процесс горнодобывающей цепочки: резка прутка → гибка и сращивание → соединение → сварка → первичный контроль качества → термообработка → вторичный контроль качества → проверка. Сварка и термообработка являются ключевыми процессами в производстве круглых звеньевых цепей для горнодобывающей промышленности, которые напрямую влияют на качество продукции. Научно обоснованные параметры сварки позволяют повысить выход годной продукции и снизить себестоимость; соответствующая термообработка позволяет в полной мере использовать свойства материала и улучшить качество продукции.
Для обеспечения качества сварки горнодобывающих цепей были исключены ручная дуговая сварка и контактная сварка встык. Широко используется контактная сварка встык благодаря своим выдающимся преимуществам, таким как высокая степень автоматизации, низкая трудоемкость и стабильное качество продукции.
В настоящее время для термообработки круглых звеньевых цепей горнодобывающей промышленности обычно используется среднечастотный индукционный нагрев, непрерывная закалка и отпуск. Суть среднечастотного индукционного нагрева заключается в том, что молекулярная структура объекта перемешивается под воздействием электромагнитного поля, молекулы получают энергию и сталкиваются, выделяя тепло. Во время среднечастотной индукционной термообработки индуктор подключается к среднечастотному переменному току определенной частоты, и звенья цепи перемещаются с постоянной скоростью внутри индуктора. Таким образом, в звеньях цепи генерируется индуцированный ток той же частоты и противоположного направления, что и индуктор, благодаря чему электрическая энергия преобразуется в тепловую, и звенья цепи нагреваются до температуры, необходимой для закалки и отпуска, за короткое время.
Индукционный нагрев средней частоты обеспечивает высокую скорость и меньшее окисление. После закалки получается очень мелкозернистая структура закалки и аустенит, что повышает прочность и ударную вязкость звена цепи. Одновременно с этим, он обладает преимуществами чистоты, санитарии, простоты регулировки и высокой производительности. На стадии отпуска зона сварки звена цепи проходит через более высокую температуру отпуска, что позволяет быстро снять значительное количество внутренних напряжений, возникающих при закалке, и существенно улучшить пластичность и ударную вязкость зоны сварки, а также замедлить образование и развитие трещин. Температура отпуска в верхней части плеча звена цепи низкая, и после отпуска оно обладает более высокой твердостью, что способствует износу звена цепи в процессе работы, то есть износу между звеньями цепи и зацеплению звеньев цепи со звездочкой.
4. Заключение
(1) Сталь для горнодобывающей высокопрочной круглой цепи развивается в направлении повышения прочности, закаливаемости, 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 цепей с круглыми звеньями, используемых в горнодобывающей промышленности, способствует постоянному совершенствованию и улучшению методов термообработки. Рациональное применение и точный контроль технологии термообработки являются ключом к улучшению механических свойств цепи. Технология термообработки цепей, используемых в горнодобывающей промышленности, стала ключевой технологией для производителей цепей.
(3) Размер, форма и структура цепи высокопрочной круглой цепи для горнодобывающей промышленности были улучшены и оптимизированы. Эти улучшения и оптимизации были сделаны на основе результатов анализа напряжений в цепи и с учетом необходимости увеличения мощности оборудования для добычи угля и ограниченности подземного пространства угольной шахты.
(4) Повышение технических характеристик высокопрочных цепей с круглыми звеньями для горнодобывающей промышленности, изменение конструктивной формы и улучшение механических свойств способствуют соответствующему быстрому развитию оборудования и технологий производства цепей с круглыми стальными звеньями.
Дата публикации: 22 декабря 2021 г.
