嚴(yán)正凱

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030000；2.晉煤集團(tuán)金鼎公司，山西 晉城 048205）

JOY刮板輸送機(jī)溜槽大面積磨損的修復(fù)研究

嚴(yán)正凱1,2

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030000；2.晉煤集團(tuán)金鼎公司，山西 晉城 048205）

為了適應(yīng)大采高要求而配套的JOY工作面刮板輸送機(jī)是現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設(shè)備。井下由于過煤量很大，采煤機(jī)的頻繁行走，導(dǎo)致鏟板和槽幫尤其是鏟板兩端頭磨損非常嚴(yán)重，對(duì)鏟板溜槽進(jìn)行修復(fù)很有必要?？紤]到鏟板的材質(zhì)、硬度、強(qiáng)度等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行了焊接工藝和加工工藝研究，保證了修復(fù)后的溜槽在井下能夠使用一到兩個(gè)工作面。

鏟板；磨損；修復(fù)研究

JOY工作面刮板輸送機(jī)在晉煤集團(tuán)寺河礦應(yīng)用比較廣泛，主要是為了適應(yīng)大采高要求而配套的?，F(xiàn)在寺河礦已有五套JOY刮板輸送機(jī)進(jìn)入大修期。在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機(jī)的作用不僅是運(yùn)送煤和物料，而且還是采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，因此它成為現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設(shè)備。刮板輸送機(jī)能保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)就能正常進(jìn)行。否則，整個(gè)采煤工作面就會(huì)呈現(xiàn)停產(chǎn)狀態(tài)，使整個(gè)生產(chǎn)中斷。JOY刮板輸送機(jī)溜槽在井下由于過煤量很大，采煤機(jī)的頻繁行走，導(dǎo)致鏟板和槽幫尤其是鏟板兩端頭磨損非常嚴(yán)重。其磨損形式主要是鏟板兩水平端部和邊緣的磨損及鏈道的磨損，相對(duì)而言，溜槽鏟板的磨損情況比較嚴(yán)重。鏈道磨損采取耐磨焊絲補(bǔ)焊即可修復(fù)。但鏟板由于牽涉采煤機(jī)滑靴在其上的行走，考慮到采煤機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的重要性，若對(duì)磨損的溜槽全部進(jìn)行更換，費(fèi)用很高，因此，對(duì)鏟板溜槽進(jìn)行修復(fù)就很有必要，修復(fù)工藝就成為需要我們研究的課題。

目前JOY刮板輸送機(jī)在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，寺河礦引進(jìn)JOY刮板輸送機(jī)時(shí)間較早，已率先進(jìn)入設(shè)備大修理周期。煤礦設(shè)備的修舊利廢直接牽涉安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，考慮到鏟板的材質(zhì)、硬度、強(qiáng)度等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，需對(duì)其進(jìn)行焊接工藝研究，根據(jù)我公司現(xiàn)有設(shè)備情況，還應(yīng)進(jìn)行加工工藝研究。

根據(jù)鏟板磨損情況，對(duì)鏟板進(jìn)行材質(zhì)、強(qiáng)度、硬度化驗(yàn)和測(cè)試，進(jìn)行焊材的選擇和焊接工藝性試驗(yàn)，選用合適的專用設(shè)備進(jìn)行焊接，制定詳細(xì)的焊接工藝。根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計(jì)加工專用胎具進(jìn)行加工。保證修復(fù)的溜槽在井下能夠使用一到兩個(gè)工作面。

根據(jù)溜槽使用情況，關(guān)鍵是焊接材料的選擇、焊接設(shè)備的選型以及公司實(shí)際情況進(jìn)行加工工裝的設(shè)計(jì)和工藝制定。

1 焊接工藝

主要根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、牌號(hào)、化學(xué)成分，焊件結(jié)構(gòu)類型，焊接性能要求來確定。我們選用H10Mn2埋弧焊鍍銅焊絲，配合SJ101焊劑進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊，焊縫金屬具有優(yōu)良的機(jī)械性能。焊接設(shè)備選用唐山開元的MZC-1250F自動(dòng)埋弧焊焊車，電源采用ZD5-1250B晶閘管控制直流埋弧焊電源。根據(jù)鏟板材料和機(jī)械性能制定了焊接工藝和焊接參數(shù)，保證了焊接質(zhì)量。

1.1 焊接材料的選擇

由于鏟板平面較大且兩端有斜坡，所以采用自動(dòng)化水平高的埋弧焊。埋弧焊是以埋弧焊絲作為電極且電弧在顆粒狀可熔化的焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。埋弧焊絲的選擇主要依據(jù)被焊部件類型、工作條件、環(huán)境、性能要求等確定。碳鋼和低合金鋼用埋弧焊絲的選擇原則是等強(qiáng)匹配，配以塑韌性要求。由于埋弧焊接是由埋弧焊絲和焊劑組合進(jìn)行的，焊劑的不同同樣決定著焊接性能的差異，對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼的焊接應(yīng)選用相應(yīng)的低合金埋弧焊絲和燒結(jié)焊劑組合，才能獲得期望的優(yōu)良焊接性能。根據(jù)以上原則，我們選用H10Mn2埋弧焊鍍銅焊絲，配合SJ101焊劑進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊，焊縫金屬具有優(yōu)良的機(jī)械性能。通過選用相匹配焊材，保證了修復(fù)后鏟板的力學(xué)性能和硬度、強(qiáng)度要求。

1.1 .1 鏟板和焊材的化學(xué)成分和力學(xué)性能指標(biāo)

1.1 .2 鏟板材料經(jīng)化驗(yàn)，確定其成分為30MnSi，其化學(xué)成分和力學(xué)性能指標(biāo)見下表：ZG30MnSi化學(xué)成分：

ZG30MnSi槽幫的力學(xué)性能指標(biāo)要求：

1.1 .3 埋弧焊鍍銅焊絲H10Mn2化學(xué)成分和力學(xué)性能指標(biāo)見下表：H10Mn2化學(xué)成分：

熔敷金屬力學(xué)性能（配合HJ101）:

1.2 焊接參數(shù)的選擇

焊接設(shè)備選用唐山開元的MZC-1250F自動(dòng)埋弧焊焊車，電源采用ZD5-1250B晶閘管控制直流埋弧焊電源。埋弧自動(dòng)焊最主要的焊接規(guī)范是焊接電流、電弧電壓、焊絲直徑等，其次是焊絲伸出長度、焊劑粒度和焊劑層厚度等。根據(jù)鏟板焊接要求和焊絲情況，選用焊接參數(shù)并進(jìn)行了驗(yàn)證。焊接參數(shù)見下表：

1.3 焊接工藝的確定：焊材和焊接參數(shù)確定后制定的焊接工藝

1.3 .1 所有溜槽噴砂處理，保證鏟板處無煤泥、油污、銹蝕等影響焊接的因素。

1.3 .2 鏟板處兩端和邊緣磨損嚴(yán)重處，用CO2保護(hù)焊方式進(jìn)行補(bǔ)焊打底，焊絲為JM70，要求焊接后鏟板處基本處于同一平面內(nèi)，局部誤差允許在2mm范圍內(nèi)。

1.3 .3 將工溜上平臺(tái)，使用焊槍或噴槍對(duì)鏟板側(cè)鏟板和槽幫進(jìn)行加熱，要求加熱均勻，溫度為120℃，然后使用MZC-1250F自動(dòng)埋弧焊車進(jìn)行焊接，焊接材料為焊絲H10Mn2，焊劑為SJ101（在使用前按300-500℃保溫六十分鐘烘焙焊劑），要求焊接高度保證小于278mm，（即鏟板絕對(duì)高度均在85mm以上），隨時(shí)利用自制彎尺進(jìn)行測(cè)量。在焊接過程中，隨時(shí)繼續(xù)監(jiān)控并采取加熱措施保證鏟板溫度，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行《自動(dòng)埋弧焊車安全操作規(guī)程》。焊接后對(duì)其進(jìn)行去除焊瘤、打磨處理等工作。

1.3 .4 焊接后采取室溫冷卻方式進(jìn)行冷卻。

2 加工工裝的設(shè)計(jì)和工藝制定

加工焊接后的鏟板設(shè)備最好使用龍門刨或者龍門銑。但公司內(nèi)現(xiàn)有加工槽幫鏟板的設(shè)備只有TX6113C/2數(shù)顯臥式銑鏜床。在這種情況下，需要重點(diǎn)考慮的就是焊接后的鏟板裝卡和加工問題?？紤]到變線槽的加工，設(shè)計(jì)了鏟板加工專用工裝，加工時(shí)通過調(diào)節(jié)高度和緊定螺栓固定，保證了鏟板加工質(zhì)量。加工時(shí)采用可調(diào)支撐和加緊定位裝置，能同時(shí)滿足普通中部槽和變線槽的加工。

下圖為中部槽圖紙，磨損位置見圖：

在這種情況下我們?cè)O(shè)計(jì)制作了《鏟板加工專用工裝》。加工工藝為：利用專用工裝對(duì)溜槽鏟板處進(jìn)行鏜削加工，加工時(shí)通過調(diào)節(jié)高度和緊定螺栓固定，保證鏟板平面與鏟板槽幫兩上平面平行，鏜削加工后保證溜槽鏟板槽幫側(cè)平面與鏟板距離為280mm（即鏟板絕對(duì)高度83mm），加工后清除毛刺、飛邊等。檢驗(yàn)合格后，對(duì)溜槽進(jìn)行噴漆。底漆噴涂防銹漆，面漆噴涂白漆。最后出廠。

3 應(yīng)用推廣情況

因?yàn)榈V方使用的JOY刮板輸送機(jī)已分別進(jìn)入大修期，溜槽修復(fù)將為礦方節(jié)約大量成本，并為公司產(chǎn)值、利潤的完成提供良好的條件。同時(shí)，JOY溜槽修復(fù)后，可根據(jù)其實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其他煤礦的各類溜槽實(shí)施修復(fù)。

嚴(yán)正凱，男，山西臨猗人，高級(jí)工程師，現(xiàn)在晉煤集團(tuán)金鼎公司從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作、進(jìn)口煤礦設(shè)備大修和大型設(shè)備修理工作。

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1003-5168(2014)03-0120-02