段善普

（山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司屯蘭礦， 山西 古交 030206）

引言

刮板輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中煤礦運(yùn)輸較為重要設(shè)備之一，其在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用具備功能強(qiáng)、運(yùn)輸量、操作簡(jiǎn)單的顯著優(yōu)勢(shì)，因而得到了較為廣泛的應(yīng)用。刮板運(yùn)輸機(jī)在長壁采煤面、綜采面、回采面、掘進(jìn)平臺(tái)等應(yīng)用較為普遍。其主要是采用中部槽上活動(dòng)對(duì)刮板、鏈條進(jìn)行拉動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦定向運(yùn)動(dòng)，也正是由于溜槽出現(xiàn)磨損情況較為常見，由此引發(fā)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，甚至燒毀，以及鏈條斷裂等故障，不利于采煤效益提升，阻礙煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 煤礦刮板輸送機(jī)運(yùn)作原理及溜槽組成

刮板輸送機(jī)主要包括四個(gè)組成部分，分別為：機(jī)頭部、機(jī)尾部、中間部，以及附屬裝置，如表1 所示。

表1 刮板輸送機(jī)各部件的具體構(gòu)成

溜槽是刮板輸送機(jī)最為主要部位之一，主要發(fā)揮著承載與采煤機(jī)軌道作用。溜槽主要是由中部槽、調(diào)節(jié)槽、連接槽組成，其中中部槽為主體部分，基于槽幫鋼與中板基礎(chǔ)進(jìn)行焊接形成中部槽，基于不同的角度分析，溜槽又可分作上槽與下槽。刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中主要涉及的原理是，在溜槽作用下形成聯(lián)通管道，用于進(jìn)行機(jī)尾與機(jī)頭的承載，把煤礦裝在槽內(nèi)運(yùn)輸，機(jī)尾尾與機(jī)頭之間主要了采用液力耦合器和減速器帶動(dòng)刮板不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)煤礦進(jìn)行高效運(yùn)輸[1]。

2 煤礦刮板運(yùn)輸機(jī)溜槽失效故障及其原因

2.1 溜槽磨料磨損

磨料磨損發(fā)生在運(yùn)煤時(shí)溜槽表面磨料，或者是其他凸起物體，與溜槽零部件接觸摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致溜槽磨損問題。比如，放置于刮板鏈表面的凸起物體，在進(jìn)行溜槽運(yùn)輸過程溜槽和硬顆粒物質(zhì)互相碰撞、摩擦，使溜槽發(fā)生嚴(yán)重磨損。在微觀層面上，磨料磨損也可以看做是許多凸起物質(zhì)和溜槽發(fā)生直接接觸摩擦而引起切削剝落現(xiàn)象。其過程發(fā)生含括了四個(gè)階段，第一階段犁溝，在磨料溜槽作用下形成犁溝；第二階段輾壓犁溝；第三階段犁溝反復(fù)碾壓形成裂紋；第四階段裂紋擴(kuò)散，產(chǎn)生剝落問題。

2.2 溜槽黏著磨損

黏著磨損產(chǎn)生于溜槽表面互相接觸，在循環(huán)作用形成黏著接點(diǎn)，以及出現(xiàn)接點(diǎn)斷裂問題。在此過程產(chǎn)生的溜槽表面磨損會(huì)出現(xiàn)磨屑。鏈環(huán)和微凸體接觸（如表面形成氧化膜，或者存在煤粉），受到超出最大壓力導(dǎo)致凸體問題與塑性變形，接觸面接觸點(diǎn)產(chǎn)生“冷焊”形成新接點(diǎn)，導(dǎo)致鏈道發(fā)生黏著磨損。

2.3 溜槽腐蝕磨損

若是溜槽的運(yùn)行環(huán)境較為潮濕，或者是礦機(jī)存在積水，則極易產(chǎn)生溜槽腐蝕磨損。尤其是礦井積水中的腐蝕性因子，溜槽運(yùn)行環(huán)境陰濕形成礦井積水問題，積水含大量腐蝕雜質(zhì)，如硫酸根、碳酸根等化學(xué)離子，會(huì)對(duì)溜槽產(chǎn)生較大的腐蝕作用[2]。此外，刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致溜槽上物體與摩擦表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而出現(xiàn)腐蝕問題。在腐蝕影響下溜槽形成腐蝕層與腐蝕坑，進(jìn)一步發(fā)展變?yōu)榫Ы缌鸭y，或出現(xiàn)腐蝕層片狀脫落。

2.4 溜槽接觸疲勞磨損

這種磨損產(chǎn)生于刮板輸送機(jī)溜槽等零部件之間的滾動(dòng)、滑動(dòng)等復(fù)合作用，進(jìn)而形成的溜槽表面磨損，最后導(dǎo)致疲勞剝落現(xiàn)象。溜槽長期送煤運(yùn)作過程中，落煤與矸石輸送等都會(huì)使得溜槽表面出現(xiàn)或深或淺的凹坑，或者是出現(xiàn)面積較大的剝落問題。

3 煤礦刮板輸送機(jī)溜槽失效的優(yōu)化措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)新型耐磨溜槽的設(shè)計(jì)探索

目前，許多刮板輸送機(jī)溜槽制作材料普遍采用的是高猛鋼，雖然其強(qiáng)度較大，但其具備的不足也較為明顯：一是過于笨重，使得煤礦裝卸工作的強(qiáng)度比較大；二是抗腐蝕性能不佳，不但與潮濕空氣接觸極易發(fā)生銹蝕，而且耐酸堿性較差，因此使用壽命較短，每運(yùn)行一段時(shí)間就需要進(jìn)行更換，成本較大；三是能耗大、摩擦阻力大，以及在運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)出較大噪聲，耐磨系數(shù)也不高。

為了有效改變這一現(xiàn)狀，必須從溜槽的制作材料著手，改變溜槽存在的不足。在對(duì)新型耐磨溜槽設(shè)計(jì)時(shí)，選擇耐磨性強(qiáng)、摩擦系數(shù)小、坑腐蝕性能優(yōu)越、能耗小、便于安裝維護(hù)，且噪聲較小的材料。例如，MC 尼龍就具備接近以上性能要求的新型材料特征，用作溜槽的制作材料能夠獲得較好效果。MC 尼龍具備較低的聚合溫度，以及較大分子量，加上分布較為均勻也使其獲得了較為優(yōu)越的力學(xué)性能，具備了較好的減振性、耐磨性，以及耐腐蝕性，使用壽命也相對(duì)較長，使用成本也比較低。所以，合理應(yīng)用新型材料，如MC 尼龍材料等，能夠獲得較高溜槽制作與應(yīng)用效益，發(fā)展前景也較為廣闊。

3.2 加強(qiáng)對(duì)溜槽成分與溜槽表面的有效強(qiáng)化

16 MN 鋼是當(dāng)前溜槽應(yīng)用較為廣泛的鋼型，在使用壽命上與耐磨性方面都顯得差強(qiáng)人意。若是改用40 mn 的冷軋鋼，則制作得到的溜槽在使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較為明顯的磨損梨渦，避免了黏著性磨損的發(fā)生，并且具備較為顯著的耐磨性能。

此外，通過對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)化處理，全面提高溜槽性能。例如，有些單位借助DRR-2 數(shù)字化控制來對(duì)中部槽、中板表面、熔覆合金、陶瓷等耐磨材料進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制，并在可行性方面得到了較好驗(yàn)證[3]。

3.3 加強(qiáng)對(duì)堆焊工藝的有效處理

為了有效控制刮板輸送機(jī)溜槽失效問題，加強(qiáng)從堆焊工藝處理優(yōu)化十分重要，其流程主要為除銹除垢→堆焊→耐磨處理→打磨。在完成對(duì)溜槽表面污垢、銹跡等的處理之后，則可進(jìn)行堆焊作業(yè)。首先要做的就是對(duì)焊接部位和焊接材料進(jìn)行熱處理。其次因?yàn)榛哪覆暮椭邪迥湍又g存在較大的硬度差異，所以要做好對(duì)過渡層的打底處理，以免焊接后受到應(yīng)力作用而發(fā)生脫落、離層問題。在完成打底工作之后處理后，還需要對(duì)焊接部位進(jìn)行加熱直至溫度滿足工藝要求之后才能才能進(jìn)行堆焊作業(yè)，并且注意加強(qiáng)對(duì)焊接部位加熱保溫。對(duì)于鏈道犁溝磨損問題，可以采用耐磨性能較為優(yōu)越的焊接材料進(jìn)行補(bǔ)平。最后還需采用角磨機(jī)來打磨焊接部位的殘留余渣，保障堆焊作業(yè)后刮板輸送及的順利運(yùn)行。

3.4 加強(qiáng)相關(guān)維護(hù)管理，提高設(shè)備使用壽命

在進(jìn)行溜槽安裝之前必須較強(qiáng)對(duì)各個(gè)零部件質(zhì)量、規(guī)格等的嚴(yán)格檢查，保證各個(gè)部件具備較好的完整性，質(zhì)量也符合作業(yè)要求，保障設(shè)備較高質(zhì)量。在進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)充分明確好溜槽各個(gè)部位的安裝接口距離，例如機(jī)頭架和機(jī)尾架與溝渡槽之間的接口位置上下、左右錯(cuò)口需分別控制在2 mm、3 mm 以內(nèi)，并且確保各個(gè)部件的高度平直狀態(tài)。在運(yùn)行過程中必須嚴(yán)格按照操作說明進(jìn)行各項(xiàng)操作，禁止出現(xiàn)違規(guī)操作，同時(shí)做好日常的檢查與維護(hù)保養(yǎng)措施。除此之外，還必須針對(duì)溜槽管理等相關(guān)流程制定完善的檢查管理規(guī)章制度，對(duì)溜槽進(jìn)行全面的檢測(cè)、清掃，以保證各個(gè)零件運(yùn)作正常。

4 結(jié)語

磨損是導(dǎo)致煤礦刮板輸送機(jī)中溜槽失效最為主要原因，并且磨損的類型與原因多種多樣，對(duì)相關(guān)采煤與保護(hù)工作帶來了較大難度。對(duì)此，必須加強(qiáng)對(duì)溜槽的進(jìn)一步優(yōu)化改造，加強(qiáng)對(duì)新型溜槽，以及做好相關(guān)維護(hù)、檢修、檢查管理工作，最大限度地控制磨損，延長溜槽壽命。

（編輯：王慧芳）