礦用圓環鏈斷裂分析及預防措施

摘要：礦用圓環鏈是煤礦井下刮板輸送機、刮板轉載機、刨煤機和滾筒采煤機的重要傳動部件。其性能質量、使用維護直接影響煤礦井下正常生產。本文對礦用圓環鏈的使用、制造等方面進行分析，對礦用圓環鏈的斷裂原因進行探討，從礦用圓環鏈使用鋼材、生產工藝、使用維護多方面提出了防止其斷裂的多項具體措施。

關鍵詞：礦用 圓環鏈 斷裂 措施

1 概述

礦用圓環鏈是煤礦井下刮板輸送機、刮板轉載機、刨煤機和滾筒采煤機的重要傳動部件。鑒于煤礦井下地質條件復雜，運輸物料雖然多為煤粉、煤塊，但也時常伴有矸石、廢棄金屬構件等多種物質，加之礦用圓環鏈在運行過程中與槽幫、槽底、鏈輪等多個金屬構件頻繁接觸，故經常出現斷鏈事故，影響煤礦正常生產。下面，對礦用圓環鏈斷裂的原因進行多方面分析并提出預防措施。

2 礦用圓環鏈內在因素造成斷裂的原因分析

2.1 礦用圓環鏈制造工藝

礦用圓環鏈制造工藝一般為：下料→編鏈→焊接→去刺→拉伸校正→熱處理→強化拉伸→沾漆。具體講，鋼材經質量檢驗后下料，切成一定長度的棒料；通過編鏈工序，將棒料彎曲成鏈環并逐個套接成鏈條；通過焊接工序，將編結后的鏈環對口間隙封閉，現普遍采用閃光對焊方式進行焊接；通過去刺工序將焊口周圍焊疤去除；經拉伸校正工序，將鏈條拉伸至規定長度；通過熱處理，達到提高鏈條抗拉伸、抗彎曲、抗磨損等各項機械性能指標，現普遍采用中頻連接淬火、回火方式進行熱處理；熱處理后，再進行強化拉伸；最后沾漆完成。

2.2 礦用圓環鏈斷裂的部位與性質

礦用圓環鏈由多個鏈環套接形成，鏈環的形狀如圖1所示。礦用圓環鏈斷裂有脆性斷裂和塑性斷裂兩種。但不論是何種斷裂，從外觀表象上看，大部分位于鏈環焊口或焊口附近的焊接熱影響區，少數位于鏈環肩部或頂部。

3 使用不當造成圓環鏈斷裂的主要原因

①跳牙、懸鏈、爬鏈。②裝煤過多或大塊貨載。③溜槽磨損。④圓環鏈出槽。⑤圓環鏈過緊。⑥下槽浮煤多。⑦工作環境惡劣。

另外，圓環鏈還承受拉力的脈沖載荷，經受鏈環與鏈環、鏈環與槽板、鏈環與鏈輪之間的摩擦、磨損，這些都會加速產生疲勞斷裂。

4 防止礦用圓環鏈斷裂的措施

防止礦用圓環鏈斷裂必須從內在和外在兩方面采取措施。內在方面主要從提高焊接質量、改進熱處理工藝、提高抗疲勞強度等處入手。外在方面主要是指正確使用圓環鏈，加強刮板機維護保養。

4.1 提高礦用圓環鏈的鋼材質量

使用高強度鋼，加強鋼材質量控制，限制鋼材中的雜質，通過復合強韌化處理，使其組織晶粒細化，減少應力集中，可有限減少礦用圓環鏈的斷裂。

4.2 提高焊接質量

要獲得好的焊接質量，主要是選擇和控制焊接參數。對于閃光對焊主要注意以下幾個方面：

①燒化結束時，端面上應加熱均勻且使焊接區具有最佳的溫度分布梯度。

②在燒化后期，應該得到高的燒化區域強度，并防止端面氧化。

③頂鍛時要以足夠大的速度進行變形，以防止焊接端面金屬過早凝固。同時，變形量應保證金屬在接口平面上有一定程度的流散。

4.3 合理選擇熱處理工藝參數

對于中頻熱處理，可按以下原則進行適當調整。

①適當提高淬火、回火溫度。

②提高淬火介質冷卻速度。

4.4 提高圓環鏈疲勞強度

為提高圓環鏈的疲勞強度，建議采取以下措施：①采用噴丸處理等表面強化工藝，提高鏈環的表面殘余應力，以阻止微裂紋擴展。

②改進圓環鏈的制造工藝，尤其要避免鏈環內側表面工藝性損傷，并將鏈環內寬尺寸控制在其上偏差范圍內，以降低應力集中，避免裂紋萌生。

③采用防腐蝕處理工藝，提高圓環鏈的抗腐蝕性能。

4.5 正確使用圓環鏈、加強輸送機的維護保養

①提高輸送機中部槽、鏈輪、過渡槽等部件的加工質量和安裝質量，減少或降低鏈條運行時的沖擊荷載。

②遵守操作規程，加強設備維護保養，提高工作人員的責任心。啟動時仔細檢查，運轉過程中加強巡視，發現卡阻、聲音異常等情況及時處理。

參考文獻：

[1]國家質量監督局GB/T12718—2009.礦用高強度圓環鏈[S].北京：中國標準出版社.

[2]國家發展和改革委員會MT/T522—2004.礦用高強度圓環鏈檢驗規范[S].煤炭工業出版社.

[3]劉鳳霞.圓環鏈母材斷裂原因分析.物理測試，2005（3）.

[4]封士彩.刮板輸送機焊接圓環鏈斷裂分析研究.煤礦機械，1999（10）.

[5]馬瑞勇等.礦用高強度圓環鏈的熱處理.河北冶金，2003（1）.

[6]張喜前，劉曉周.￠18*64礦用圓環鏈的工藝改進.西山科技，2002（2）.

作者簡介：

王玉霞（1970-），女，助理工程師，專科，現在鶴壁鏈條有限責任公司技術質量中心工作，長期從事礦用圓環鏈的生產制造、技術管理和質量控制工作。