張建麗

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司新景礦洗煤廠， 山西 陽泉 045000）

引言

淺槽分選機(jī)可以一次性對原煤進(jìn)行大量的處理，分選效率高，以新景淺槽分選機(jī)為例，每小時可以處理240～480 t的原煤，而且處理之后的煤炭含泥量較低，可以在一定程度上提升煤炭質(zhì)量[1]。在實(shí)際應(yīng)用中，淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械故障率低，占地空間小，淺槽分選機(jī)以其眾多優(yōu)勢，在煤炭分選中獲得廣泛的應(yīng)用。

1 淺槽分選機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

淺槽分選機(jī)是煤炭分選中主要運(yùn)用的一種機(jī)械設(shè)備，淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，主要由淺槽鏈、刮板、動力裝置、各種槽體、水平水流系統(tǒng)、上升水流系統(tǒng)等幾部分組成。淺槽分選機(jī)的工作原理為，通過電動泵將懸浮液泵至淺槽內(nèi)部，同時淺槽底部在壓力的作用下，水流會通過布流板向上涌動，這樣的水流分布可以確保懸浮液保持均勻穩(wěn)定的狀態(tài)，同時使懸浮液中的介質(zhì)不會在底部沉淀。淺槽上部，懸浮液在壓力作用下，在淺槽內(nèi)部定向流動，將處于懸浮液上層的介質(zhì)，例如精煤，從入料口一直輸送到出料口。淺槽分選機(jī)對原煤進(jìn)行處理，主要是根據(jù)原煤中各種物質(zhì)密度的不同對不同物質(zhì)進(jìn)行分離。待處理的煤炭經(jīng)由入料口進(jìn)入淺槽之中，在淺槽水流力的作用下，各種介質(zhì)開始分離，密度較大的介質(zhì)直接沉入懸浮液底部，密度較小的介質(zhì)懸浮于懸浮液頂部，這樣就使不同密度的介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了分離。處于懸浮液上層的物質(zhì)，例如精煤，會隨著水平運(yùn)動的水流，進(jìn)入溢流槽，進(jìn)而進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)。在懸浮液底部的物質(zhì)，例如矸石，會在淺槽鏈和刮板的作用下，從懸浮液帶出，進(jìn)而進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)[2]。

2 淺槽鏈的結(jié)構(gòu)分析

淺槽鏈?zhǔn)菨L子鏈的一種類型，淺槽鏈?zhǔn)怯杀姸噫湽?jié)組合在一起制成，各個鏈節(jié)之間由鉸鏈副進(jìn)行連接，眾多部件共同組成了一個撓性傳動機(jī)構(gòu)。

淺槽鏈結(jié)構(gòu)如圖1所示，由于在使用過程中，淺槽鏈的工作環(huán)境比較惡劣，為了防止各種粉塵和懸浮物質(zhì)進(jìn)入滾子與套筒之間的間隙，從而加速滾子鏈的磨損，在淺槽鏈中，把滾子結(jié)構(gòu)去除，利用銷軸進(jìn)行連接，避免了滾子鏈的磨損。除此之外，在淺槽鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了方便刮板的安裝，在淺槽鏈的兩側(cè)加裝了長銷軸和鎖緊螺母。

圖1 淺槽鏈結(jié)構(gòu)示意圖

在淺槽鏈的運(yùn)動過程中，根據(jù)機(jī)械運(yùn)動原理，整個淺槽鏈可以分為兩個機(jī)構(gòu)，傳載機(jī)構(gòu)和鏈接機(jī)構(gòu)，傳載機(jī)構(gòu)主要由內(nèi)鏈板和外鏈板組成，其主要作用是使載荷在相鄰鏈節(jié)之間進(jìn)行有效的傳遞，從而提供持續(xù)的動力保障。鏈接機(jī)構(gòu)主要有套筒和銷軸兩部分組成，銷軸在套筒中可以自由的轉(zhuǎn)動，鏈接機(jī)構(gòu)的主要目的在于在淺槽鏈與齒輪接觸的過程中，相鄰的嚙入鏈節(jié)與嚙出鏈節(jié)之間能夠自由的轉(zhuǎn)動，從而使淺槽鏈和齒輪能夠有效的進(jìn)行嚙合[3]。

3 淺槽鏈運(yùn)行狀況分析

從淺槽分選機(jī)的結(jié)構(gòu)中，我們可以發(fā)現(xiàn)，正是在淺槽鏈和刮板的作用下將重密度介質(zhì)從淺槽底部帶至槽體之外，在整個淺槽鏈的循環(huán)運(yùn)動過程中，運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，一半以上的時間是在懸浮液中運(yùn)動。在淺槽鏈工作的過程中，一旦淺槽鏈發(fā)生斷裂或者跳鏈的情況，就需要排空淺槽內(nèi)的各種物質(zhì)，來對淺槽鏈進(jìn)行維修，而排空淺槽過程的工作量十分繁重，淺槽里面不僅僅存在懸浮液，各種煤炭物質(zhì)，矸石都需要一一排空。以新景淺槽分選機(jī)為例，淺槽部分的長度為8.7 m，寬度為1.6 m，整個淺槽的高度在2 m之上，清理工作量極大。

3.1 淺槽鏈的蠕變跳鏈

在之前對淺槽鏈工作原理的介紹中，可以知道淺槽鏈的運(yùn)行環(huán)境非常惡劣，淺槽鏈與動力齒輪之間以一種多邊形的形狀進(jìn)行嚙合，在嚙合過程中，由于鏈節(jié)是剛性部件，會產(chǎn)生不均勻的振動同時沖擊載荷也會伴隨產(chǎn)生。在動力齒輪的輪齒與淺槽鏈嚙合的過程中，淺槽鏈的套筒和輪齒之間便會發(fā)生碰撞，在撞擊的過程中，與套筒進(jìn)行連接的內(nèi)鏈板和外鏈板也會受到?jīng)_擊，在長時間的沖擊作用下，淺槽鏈的套筒和鏈板便會產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。在日常機(jī)械零部件更換過程中，如果發(fā)現(xiàn)淺槽鏈的節(jié)距和動力齒輪的節(jié)距不匹配，這個時候就需要對淺槽鏈或者動力齒輪進(jìn)行更換，使兩者之間處于正常嚙合狀態(tài)。如果兩者之間處于非正常的嚙合狀態(tài)，就會加重動力齒輪與淺槽鏈之間的沖擊，減少機(jī)械使用壽命。

除了沖擊作用造成塑性變形之外，銷軸與套筒之間的磨損也會造成淺槽鏈零部件的變形。在套筒的約束下，銷軸與套筒之間產(chǎn)生摩擦作用，對銷軸的外表面和套筒的內(nèi)表面均會形成磨損，隨著磨損程度的加深，淺槽鏈之間的節(jié)距會不斷加長，使之不能與動力齒輪實(shí)現(xiàn)正常的嚙合。因此在淺槽鏈的設(shè)計過程中，套筒直徑不會改變，在滿足銷軸的使用剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡可能的減小銷軸的直徑，減少銷軸與套筒之間的摩擦作用。

淺槽鏈蠕變?nèi)鐖D2所示，之前介紹的兩個淺槽鏈的蠕變過程，最終的結(jié)果均是導(dǎo)致淺槽鏈之間的節(jié)距變長，使得淺槽鏈與動力齒輪之間不能正常的嚙合。在鏈節(jié)不斷加長的過程中，淺槽鏈在與齒輪嚙合的過程中，垂直度超出一定范圍，便會出現(xiàn)跳鏈。

在淺槽鏈節(jié)增長的過程中，鏈節(jié)與齒輪之間的接觸面會出現(xiàn)縫隙，淺槽中的懸浮物質(zhì)以及一些碎石塊會進(jìn)入到這個縫隙里面，在張緊鏈的作用下，這部分碎石會直接被壓碎，如果鏈條的張緊度不夠，碎石便會存在于鏈條與齒輪之間的嚙合部位，從而出現(xiàn)跳齒現(xiàn)象，而大范圍的跳齒現(xiàn)象導(dǎo)致的跳鏈現(xiàn)象便會造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。

圖2 蠕變示意圖

3.2 淺槽鏈斷裂

在淺槽鏈工作的過程中，除了塑性變形之外，淺槽鏈的疲勞斷裂也是淺槽鏈的主要故障原因。產(chǎn)生鏈條疲勞斷裂的原因主要有兩個，其一，在淺槽鏈生產(chǎn)的過程中，會對鏈板進(jìn)行各種沖壓，打孔處理等，這樣工藝過程就會在鏈板的某一部分形成應(yīng)力集中，在應(yīng)力集中處容易形成疲勞斷裂。其二，容易產(chǎn)生疲勞斷裂的主要因素是淺槽鏈與齒輪之間的沖擊造成的疲勞斷裂。由淺槽與齒輪之間的運(yùn)動原理可知，隨著鏈條節(jié)距的不斷變長，齒輪與套筒之間的撞擊程度會不斷加重，運(yùn)動的過程中，重復(fù)不間斷的沖擊之下，鏈條鏈板便會出現(xiàn)疲勞裂紋，長時間的沖擊，直接造成鏈條斷裂。

4 結(jié)論

在對淺槽鏈工作過程的介紹中，可以發(fā)現(xiàn)通過改變淺槽鏈的結(jié)構(gòu)來避免淺槽鏈的失效是不太現(xiàn)實(shí)的，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，只能通過提高鏈條的加工工藝水平來防止淺槽鏈出現(xiàn)故障。