煤礦刮板輸送機溜槽失效分析及改進研究

周鴻飛

（山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司， 山西 晉城 048000）

1 刮板輸送機溜槽結構和原理

刮板輸送機溜槽主要由中部槽、調節槽以及連接槽三大塊組合而成，其中中部槽占整體刮板輸送機溜槽結構的絕大部分。整個刮板輸送機溜槽又可以分為上、下槽以及中部槽和機尾四個部分。其中上槽組件中主要有機頭架、減速器以及液力耦合器等結構組成，主要為裝運物料起到承載槽的作用。而下槽又有敞底式和封底式兩種不同的底式，主要用于刮板鏈返程使用。而中部槽又有單鏈型、邊雙鏈型以及中雙鏈型三種型號，其構件又有中部溜槽、調節槽以及刮板鏈等。在機尾部則主要由電動機以及減速器等各組件組合而成。刮板輸送機主要是利用溜槽作為聯通承載機尾與機頭的管道，進而把煤礦裝入到槽內進行運輸裝卸的，而機尾與機頭則主要是應用液力耦合器與減速器將刮板帶動起來并實現連續運轉的，這樣最終完成煤礦運輸作業的。

2 溜槽故障及其成因

對于煤礦運輸來講，其刮板輸送機溜槽在運作過程中主要受到壓力、拉力以及彎曲力等作用的影響而引發沖擊、摩擦以及振動等問題，并最終致使溜槽磨損的，嚴重的還會致使溜槽出現腐蝕現象進而導致溜槽失去工作效力。可見，造成溜槽失效最主要的原因就是由于工作過程中受到摩擦作用而致使溜槽磨損進而導致的。溜槽磨損又可以分為磨料、黏著、腐蝕以及接觸疲勞四種磨損類型。下面就這幾種磨損類型進行詳細分析[1-2]。

2.1 磨料磨損

煤炭刮板輸送機在運作過程中會在溜槽表面放置一些磨料以及一些凸起的物體與溜槽中一些零件相互接觸時產生摩擦作用，而形成了磨損，比如說在刮板鏈表面旋轉凸起的物體在溝槽運作時與溝槽間顆粒產生碰撞摩擦而致使溝槽磨損就是磨料磨損。從微觀上來講，可以說是許多凸體和溝槽接觸摩擦而形成切屑形式的剝落，同時也可以稱之為三體磨損。這一過程又可以分為磨料或溜槽的作用而發生人犁溝、輾壓或犁溝、反復輾壓犁溝及裂紋形成以及裂紋擴展產生剝落四個不同階段。

2.2 黏著磨損

黏著磨損主要是溝槽表面的面面接觸且循環式的形成黏著接點與接點斷裂，這一過程中致使溝槽磨損并形成磨屑。而接點的形成主要是鏈環和表面的煤粉以及氧化膜等相互接觸，同時在高壓作用下使凸體發生了塑性變形，從而導致接觸面間接觸點沾染膜出現“冷焊”現象并形成新的接點，最終致使鏈道黏著磨損。

2.3 腐蝕磨損

造成溝槽腐蝕磨損的主要原因是溝槽長期處于陰濕環境下運作而形成礦井積水，這些水中往往含有許多腐蝕性雜質，從而致使溝槽發生腐蝕磨損。刮板輸送機在運作過程中溝槽中物體和磨損副表面發生化學反應而致使腐蝕發生。受到腐蝕的溝槽層會有腐蝕層和腐蝕坑存在，同時再受到摩擦力作用而致使腐蝕層發生片狀剝落現象。

2.4 接觸疲勞磨損

接觸疲勞磨損主要是煤礦刮板輸送機溝槽零件和機器零件滾動，以及滾動和滑動作用下致使溝槽表面出現磨損，并發生疲勞剝落的問題。通常溝槽在長時間運作下或多或少都會使其表面出現深淺不一的凹坑或大面積剝落的問題。

3 刮板輸送機溝槽磨損、失效問題的改進措施

3.1 積極探索與設計新型耐磨溝槽

就目前來看，不少刮板輸送機溝槽都是使用高錳鋼來進行制作的。而高錳鋼具有幾項缺點：第一，過于笨重，正是由于其過于笨重而致使煤礦工作在裝卸過程中勞動強度過大；第二，抗腐蝕性比較差，極易出現生銹且沒有抗酸堿性，從而致使其壽命不長；第三，摩擦阻力過大、能耗過高且在工作過程中產生極大噪聲，同時耐磨系統不高。因此，為了切實改變溝槽相關缺點就應當從其材料開始著手。在對新型耐磨溝槽進行設計過程中，應當選用一些具有較高抗耐磨性、摩擦系數小、抗腐蝕性良好且能耗低、輕便以及噪音小等相關優點的材料。如今就有MC 尼龍這樣一種材料與上述各項要求比較接近，可以說是一種極好的溝槽新型材料，這種材料聚合溫度比較低、分子量大且分布比較均勻，具有良好力學性能，同時還有減振、耐磨、耐腐蝕以及自潤滑等優點，此外其使用壽命比較長，成本相對要低許多。將MC 尼龍材料應用到溝槽新型材料中具有非常可觀的經濟以及社會效益，同時也具有極大的發展前景。

3.2 改變溝槽成分、強化溝槽表面

就目前來看，溝槽中大多使用16Mn 的鋼，這樣的鋼不論是耐磨性還是壽命都比較差，可以將其改為40Mn 的鋼冷軋板，這樣制作出來的溝槽在使用過程中磨損犁溝又細又淺，不會出現黏著磨損且具有良好的耐磨性。此外，還可以對其做強化處理。目前已經有一些公司掌握了相關強化處理技術，也就是利用DRR-2 數控對中部槽中板表面做局部熔覆合金陶瓷耐磨材料，同時已經對其可行性進行了驗證。溝槽表面得到強化處理后不僅磨損得到了有效的減輕，而且在其使用壽命上還得到了進一步提升。

3.3 堆焊工藝處理

為了降低刮板輸送機溜槽失效出現的可能性，還需要從堆焊工藝對其進行處理即除銹除垢→堆焊→耐磨處理→打磨。處理干凈溜槽表面銹跡與污垢后，就可以開展堆焊作業。首先要將焊接部位與材料進行熱處理，以此使得它們能夠達到堆焊溫度要求。其次，由于基材母材與中板耐磨層二者硬度上有所不同，為了避免出現因應力作用在焊接后出現脫落或者是離層現象，需要對過渡層進行打底處理。做好打底處理后，還需要對焊接部位進行加熱，待溫度達到相應要求后方可開展堆焊作業，并在完成后做好保溫。針對刮板輸送機鏈道處所存在的犁溝磨損，可以利用一些具有較高耐磨性能的焊接材料對其進行補平處理。為了確保堆焊后刮板輸送機工作順暢，要借助于角磨機對焊接部位殘留的余渣予以打磨。

3.4 強化管理維護工作，增強使用壽命

1）在對溝槽進行安裝前應當對各零部件進行嚴格的檢查，以確保各部件的完整性，同時保障設備質量。

2）在具體安全過程中應當對溝槽各部位的安裝接口距離做進一步明確。比如說機頭架和機尾架與過渡槽接口的地方上下錯口應當小于2 mm，左右錯口也應當小于3 mm，與此同時還應當保證各部位處于平直狀態。

3）在安裝完畢并進入正常使用后仍應當嚴格按照其說明進行操作，同時還需嚴格做好日常的檢查與維護保養工作。

4）此外，還應當建立相關檢查管理制度，確實做好溝槽檢測和清掃工作，以保證其各零部件得以正常運作[3-4]。

4 結語

在煤礦刮板輸送機中溝槽失效最為主要的原因就是磨損而導致的，且其類型也比較多樣化。應當對溝槽做進一步改造，研究和探索設計新型溝槽、改變其成分以及做相應的強化處理等，從而實現磨損系數的減小，同時延長使用壽命。