刮板輸送機(jī)鏈條的檢測(cè)與故障診斷技術(shù) 陳 鵬 （ 神華神東煤炭集團(tuán)設(shè)備管理中心， 陜西 神木 719315 ） 綜采工作面 “ 三機(jī) ” 包括刮板運(yùn)輸機(jī) 、 轉(zhuǎn) 載機(jī) 、 破碎機(jī)， “ 三機(jī) ” 是綜采工作面最主要的 運(yùn)輸設(shè)備 。 從 2007 年到 2010 年， 神東公司相 繼建成了 300 米， 360 米， 400 米加長(zhǎng)工作面， 首創(chuàng)了世界上第一個(gè) 5.5 米 、 6.3 米 、 7 米大采 高重型工作面， 這些重型工作面的建成對(duì) “ 三 機(jī) ” 是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)， 這就要求檢測(cè)人員更 專業(yè)的為 “ 三機(jī) ” 檢查身體， 預(yù)防故障的發(fā)生 。 刮板輸送機(jī)是采煤工作面主要的運(yùn)輸設(shè)備， 而刮板鏈則是其重要的運(yùn)動(dòng)受力部件，由于 設(shè)計(jì)制造 、 使用維護(hù)以及工作面特殊的工作 條件影響， 刮板鏈時(shí)常發(fā)生斷鏈現(xiàn)象 。 這不但 嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，而且對(duì)輸送機(jī)沿線工作 人員的生命安全也構(gòu)成極大的威脅 。 為此， 本 節(jié)主要針對(duì)刮板鏈斷裂的原因及對(duì)刮板鏈條 檢測(cè)分別進(jìn)行了闡述 。 1 影響運(yùn)輸機(jī)鏈條安全運(yùn)行最關(guān)鍵因素 是 1.1 鏈條疲勞裂傷，刮板輸送機(jī)工作時(shí) 由于工作面起伏多變，鏈條的載荷隨坡度的 變化而變化，同時(shí)在井下實(shí)際生產(chǎn)中煤量的 大小也隨采煤工作面條件的變化而變化， 這 樣就造成輸送機(jī)的負(fù)載復(fù)雜多變 。 運(yùn)輸機(jī)鏈 條受到的載荷也在不斷地發(fā)生變化 。 特別是 在重負(fù)荷時(shí)緊急停車，遇到大塊煤或掉落的 刮板等對(duì)鏈條形成卡阻，推刮板運(yùn)輸機(jī)時(shí)彎 度太大這三種惡劣工況下，鏈條要承受的張 力最大且具有沖擊性 。 如果這種惡劣工況頻 繁和長(zhǎng)期存在，則鏈條必然要承受巨大的反 復(fù)交變的沖擊載荷 。 在這種反復(fù)交變的沖擊 載荷的作用下， 鏈條很容易失效 。 鏈條失效后 容易產(chǎn)生疲勞裂紋 。 對(duì)鏈條疲勞裂紋的檢測(cè)，主要使用無損 檢測(cè)技術(shù) 。 目前神東對(duì)鏈條分別采用了滲透 探傷 、 磁粉探傷和超聲波探傷技術(shù) 。 滲透探傷是神東最早采用的一種檢測(cè)方 法，它是利用毛細(xì)現(xiàn)象檢查材料表面缺陷的 一種無損檢驗(yàn)方法 。 滲透探傷操作簡(jiǎn)單， 缺陷 顯示直觀， 具有相當(dāng)高的靈敏度， 能發(fā)現(xiàn)寬度 1 微米以下的缺陷 。 這種方法由于檢驗(yàn)對(duì)象 不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制，因而 可以很方便的應(yīng)用于刮板運(yùn)輸機(jī)鏈條探傷檢 測(cè)， 同時(shí)滲透探傷檢測(cè)的缺點(diǎn)也很明確， 就是 只能檢測(cè)表面開口性缺陷，對(duì)于內(nèi)部裂紋無 法檢測(cè) 。 磁粉探傷是將鏈條置于強(qiáng)磁場(chǎng)中，若鏈 條表面或近表面附近有缺陷存在，由于缺陷 是非鐵磁性的，磁力線在這些缺陷附近會(huì)產(chǎn) 生漏磁 。 當(dāng)將磁粉施加在磁化后的鏈條上時(shí)， 缺陷附近的漏磁場(chǎng)就會(huì)吸住磁粉，堆集形成 可見的磁粉跡痕， 從而把缺陷顯示出來 。 下面是一個(gè)用磁粉檢測(cè)刮板輸送機(jī)鏈條 的案例，鏈條規(guī)格是 Φ 42*128 ，鏈條材質(zhì)是 23MnCrNiMo54 ， 用磁粉檢測(cè)前先用滲透做過 檢測(cè)， 未發(fā)現(xiàn)表面開口性裂紋 。 采用 DA400S 磁軛探傷儀檢測(cè)后，在鏈條正面有明顯的缺 陷顯示， 共檢測(cè)到 7 個(gè)較大的缺陷， 最長(zhǎng)的達(dá) 到 45.82mm 。 在鏈條焊接面未檢測(cè)到缺陷 。 通 過案例分析可以看出，磁粉探傷檢測(cè)鐵磁性 材料靈明度非常高，而且檢測(cè)過程中不受材 料形狀的影響，既可以檢測(cè)表面開口性缺陷 還可以檢測(cè)近表面附近的缺陷 。 但是磁粉探 傷缺點(diǎn)是： 僅能檢出缺陷的長(zhǎng)度和形狀， 而難 以確定其深度 。 超聲波探傷是利用超聲能透入鏈條的深 處，當(dāng)超聲波束自鏈條表面由探頭通至金屬 內(nèi)部，遇到缺陷或鏈條底面時(shí)就分別發(fā)生反 射， 在熒光屏上形成脈沖波形， 根據(jù)這些脈沖 波形來判斷缺陷位置和大小 。 超聲探傷檢測(cè) 鏈條的優(yōu)點(diǎn)是可以檢測(cè)鏈條內(nèi)部缺陷，并對(duì) 缺陷深度， 大小做出判斷， 缺點(diǎn)是受到鏈條形 狀和鏈條表面的限制，尤其是對(duì)于檢測(cè)圓環(huán) 鏈和在鏈條彎曲部分容易造成漏檢或誤判 。 1.2 鏈條伸長(zhǎng)量測(cè)量 引起刮板鏈 “ 變長(zhǎng) ” 的主要原因有兩個(gè)： 第一個(gè)是磨損：刮板鏈與鏈輪在嚙合運(yùn) 轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)鏈環(huán)進(jìn)入和離開鏈輪時(shí)，垂直 鏈環(huán)要繞水平鏈環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈環(huán)與鏈環(huán) 、 鏈環(huán) 與溜槽之間都會(huì)產(chǎn)生磨損 。 鏈環(huán)間的磨損增 大了鏈子的節(jié)距，但鏈環(huán)的外形尺寸保持不 變 。 第二個(gè)是 “ 塑性 ” 伸長(zhǎng)： 刮板運(yùn)輸機(jī)工作 時(shí)必須施加一 定 的 預(yù) 緊 力 ， 而預(yù)緊力和動(dòng) 載荷會(huì)使鏈條 “ 塑性 ” 伸長(zhǎng)， 也就是卸載后 鏈 條 仍 然 伸 長(zhǎng)，這樣鏈環(huán) 的節(jié)距會(huì)增大 幾毫米，鏈環(huán) 長(zhǎng)度的外形尺 寸也將增大 。 鏈環(huán)長(zhǎng)度增大將意味著鏈條與鏈輪齒不 匹配 。 定期測(cè)量鏈環(huán)伸長(zhǎng)量， 并依據(jù)鏈環(huán)的伸 長(zhǎng)量配套相應(yīng)磨損的舊鏈輪，以延長(zhǎng)鏈條的 使用壽命 。 鏈條測(cè)量尺可有效方便的測(cè)出鏈條的伸 長(zhǎng)量，測(cè)量時(shí)卡尺左右腳分別卡在兩個(gè)立環(huán) 上，測(cè)量尺長(zhǎng)度讀數(shù)等于兩個(gè)平環(huán)和三個(gè)立 環(huán)內(nèi)節(jié)距之和加立環(huán)彎曲部分直徑 。 表 1 為 鏈條伸長(zhǎng)量對(duì)照表 。 2 結(jié)語(yǔ) 刮板輸送機(jī)是采煤工作面主要的運(yùn)輸設(shè) 備， 而刮板鏈則是其重要的運(yùn)動(dòng)受力部件， 由 于設(shè)計(jì)制造 、 使用維護(hù)以及工作面特殊的工 作條件影響， 刮板鏈時(shí)常發(fā)生斷鏈現(xiàn)象 。 這不 但嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，而且對(duì)輸送機(jī)沿線工 作人員的生命安全也構(gòu)成極大的威脅 。 為此， 鏈條日常保養(yǎng)過程中應(yīng)做好以下工作 。 2.1 鏈條在應(yīng)用前必須對(duì)刮板螺栓進(jìn)行 緊固 。 并且達(dá)到規(guī)定的扭矩 , 同時(shí)在應(yīng)用過程 中必須定時(shí)檢查螺栓的松緊程度 , 在正常運(yùn) 行工況下每月緊固次數(shù)不少于 4 次 , 并做好 檢修周期記載 。 2.2 每天要利用巡回檢查的時(shí)間對(duì)刮板 及刮板螺栓進(jìn)行檢查 , 創(chuàng)造問題及時(shí)進(jìn)行處 理 , 不容許涌現(xiàn)減少或彎曲刮板的現(xiàn)象 。 2.3 為了及時(shí)懂得鏈條的運(yùn)行狀態(tài) , 必須 每周在固定時(shí)間對(duì)鏈條的張緊力進(jìn)行視察測(cè) 量 , 創(chuàng)造鏈條松弛及時(shí)調(diào)劑鏈條的張緊力 。 2.4 鏈條在調(diào)換時(shí)不容許涌現(xiàn)擰鏈現(xiàn)象 , 否者容易涌現(xiàn)鏈條在運(yùn)行中產(chǎn)生飄鏈現(xiàn)象 , 造成事故 。 2.5 保持應(yīng)用液力偶合器 , 以減輕鏈條所 受的動(dòng)載荷和沖擊載荷 , 延伸鏈條的應(yīng)用壽 命 。 2.6 刮板鏈應(yīng)用一個(gè)星期后 , 將鏈條拆下 反轉(zhuǎn) 90 ° 持續(xù)應(yīng)用 , 調(diào)換程度鏈環(huán)與垂直鏈環(huán) 的地位 , 利用轉(zhuǎn)變其磨損部位的措施延伸鏈 條的應(yīng)用壽命 。 參考文獻(xiàn) [1] 孫遠(yuǎn)敬等 ． 刮板輸送機(jī)鏈條張力自動(dòng)控制 系統(tǒng)研究 《 煤炭工程 》 ， 2005(12) [2] 吳今培 . 智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展和展望 《 振動(dòng) 、 測(cè)試與診斷 》 ,1999 年 6 月第 19 卷第 2 期 ,79~86 [3] 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)編輯委員會(huì) . 運(yùn)輸 機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1999. [4] 王義行 . 鏈條輸送機(jī) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版 社 , 1997. [5] 姜翎燕 . 礦用機(jī)載短運(yùn)距刮板輸送機(jī)的設(shè) 計(jì) [J]. 煤礦機(jī)械 ,2007, 28(5):1-3.