常寧

(大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南 湘潭411102)

大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司脫硫制粉島，配有2 臺(tái)TB-NE50 系列板鏈?zhǔn)礁咝Ф肥教嵘龣C(jī)，輸送物料為石灰石塊，顆粒直徑小于55 mm，提升高度32.6 m，提升速度0.8 m/s，輸送量36.4 t/h，由振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)料，底部為密閉設(shè)計(jì)。2011年隨著發(fā)電量的增長(zhǎng)，新更換的提升機(jī)鏈條在完成7 萬(wàn)t生產(chǎn)任務(wù)后頻繁出現(xiàn)鏈條銷(xiāo)軸斷裂、開(kāi)口銷(xiāo)磨損、鏈板松脫等問(wèn)題，導(dǎo)致多次鏈條垮塌事故，造成提升機(jī)機(jī)殼、料斗及鏈條損傷。因事故搶修耗時(shí)長(zhǎng)，檢修人員必須24 h 不間斷檢查維護(hù)。為防止鏈條垮塌，延長(zhǎng)鏈條使用壽命，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，需對(duì)鏈條進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

1 原鏈條存在的問(wèn)題

1.1 原鏈條銷(xiāo)軸為Φ14 的圓柱銷(xiāo)，其兩端弧面均被削低2 mm，削出的平面中部開(kāi)有通孔用來(lái)安裝開(kāi)口銷(xiāo)。由于內(nèi)、外鏈板間的拉力正好作用于兩端的平面上，當(dāng)鏈條達(dá)到一定負(fù)荷且銷(xiāo)軸出現(xiàn)金屬疲勞后，銷(xiāo)軸最薄弱的兩端開(kāi)始頻繁斷裂。

1.2 提升機(jī)底部為密閉設(shè)計(jì)，銷(xiāo)軸上用來(lái)固定其防止位移的開(kāi)口銷(xiāo)很容易被提升機(jī)底部積料磨損，一旦開(kāi)口銷(xiāo)松脫銷(xiāo)軸后竄，外鏈板便會(huì)脫落，造成銷(xiāo)軸單邊受力滑出套筒或被拉斷，致使鏈條垮塌。

1.3 提升機(jī)鏈輪和鏈條滾子均為40Cr 材質(zhì)，運(yùn)行中均有不同程度磨損，但無(wú)法進(jìn)行修復(fù)滾子的磨損，久之會(huì)出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，導(dǎo)致鏈條套筒直接受力而帶來(lái)安全隱患。

1.4 鏈板、銷(xiāo)軸材質(zhì)選用#45 鋼，表面硬度較低且不耐磨，且鏈板過(guò)薄(只有3 mm)，在交變應(yīng)力載荷作用下，銷(xiāo)軸及鏈板表面易發(fā)生疲勞損傷并發(fā)生疲勞斷裂。

2 改變鏈條結(jié)構(gòu)

為解決銷(xiāo)軸易斷裂、開(kāi)口銷(xiāo)易磨損、鏈板易變形的問(wèn)題，在不改變提升機(jī)驅(qū)動(dòng)輪齒間距的前提下，鏈板由δ3 加強(qiáng)到δ8，銷(xiāo)軸由Φ14 加粗至Φ18.5，銷(xiāo)軸的圓柱形結(jié)構(gòu)改為螺栓結(jié)構(gòu)形式，用鎖緊螺母代替開(kāi)口銷(xiāo)來(lái)固定銷(xiāo)軸，具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1。

圖1 改造前后鏈條結(jié)構(gòu)

3 改變鏈條材質(zhì)

在改變鏈條結(jié)構(gòu)的同時(shí)，為進(jìn)一步提高鏈條性能，對(duì)鏈條各部件的材質(zhì)做出相應(yīng)調(diào)整(見(jiàn)表1)。

表1 改造前后鏈條材質(zhì)

35CrMo 合金結(jié)構(gòu)鋼，有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞極限，淬透性良好，淬火變形小，可較好的解決原銷(xiāo)軸因強(qiáng)度低、易產(chǎn)生金屬疲而斷裂的問(wèn)題。

GCr15 是一種最常用的高鉻軸承鋼，綜合性能良好，具有高的淬透性，熱處理后可獲得高而均勻的硬度，接觸疲勞強(qiáng)度高，有良好的尺寸穩(wěn)定性和抗蝕性，若用于鏈條滾子上可進(jìn)一步提高其耐磨性能。

16Mn 較#45 鋼有更高的強(qiáng)度、更好的韌性和耐磨性，加之采用一次沖壓成型，厚度加厚至8 mm，更保證了鏈板的可靠性。

4 優(yōu)化熱處理工藝

提升機(jī)各部件表面硬度是影響鏈條耐磨性能的主要因素。而輸送鏈銷(xiāo)軸、滾子表面因硬度不足，耐磨性能差而造成大量磨損，致使鏈條節(jié)距變化，運(yùn)行中沖擊振動(dòng)加大、鏈條傳動(dòng)工況惡化，是導(dǎo)致斷鏈?zhǔn)鹿实闹匾颉?〕。因此在嚴(yán)格遵照熱處理工藝條件操作下，對(duì)套筒、銷(xiāo)軸、鏈板、滾子做如下處理，詳見(jiàn)表2。

表2 鏈條各部件熱處理要求

針對(duì)工件淬火后產(chǎn)生裂紋的情況，可先從原材料入手進(jìn)行分析，如果原材料表面和內(nèi)部有裂紋，在熱處理之前未發(fā)現(xiàn)，有可能形成淬火裂紋;其次應(yīng)及時(shí)安排一道“二次回火”工序，用以消除內(nèi)部組織應(yīng)力，避免因淬火殘余應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致工件裂紋的產(chǎn)生。此外，淬火時(shí)由于冷卻不當(dāng)，也會(huì)使零件發(fā)生淬裂事故，故淬火時(shí)選擇合適的冷卻介質(zhì)極其重要〔2－3〕。

5 維護(hù)保障措施

提升機(jī)鏈條的維護(hù)很不方便，因其運(yùn)行時(shí)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)快，難以發(fā)現(xiàn)每個(gè)部件的劣化情況，即便發(fā)現(xiàn)異常也難以將問(wèn)題部位準(zhǔn)確地停在檢修門(mén)處，為此對(duì)提升機(jī)加裝了變頻器。在日常維護(hù)中通過(guò)變頻讓提升機(jī)空載低速運(yùn)行，檢修人員打開(kāi)底部檢修門(mén)檢查鏈條和料斗上各部件的劣化情況，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備問(wèn)題。此外，通過(guò)在變頻器中設(shè)置過(guò)流保護(hù)定值，并將電流信號(hào)反饋至運(yùn)行監(jiān)視屏上，使運(yùn)行人員依據(jù)電流值變化情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，停止設(shè)備運(yùn)行，避免因提升機(jī)底部集料堵塞從動(dòng)輪而造成鏈條跑偏及其他故障。

提升機(jī)鏈條銷(xiāo)軸是鏈條問(wèn)題的多發(fā)點(diǎn)，不管是采用鎖緊螺母還是開(kāi)口銷(xiāo)的固定形式，建議都對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)焊處理，防止螺母或插銷(xiāo)松脫。

當(dāng)石灰石料較濕時(shí)，小顆粒的石料易在料斗內(nèi)外粘結(jié)成塊，導(dǎo)致鏈條負(fù)重加大，加速金屬疲勞。同時(shí)料斗內(nèi)部容積變小，輸送效率下降，若不及時(shí)調(diào)整給料量將導(dǎo)致物料外溢，在提升機(jī)底部堆積而堵塞從動(dòng)輪。因此發(fā)現(xiàn)料斗粘料和提升機(jī)底部積料時(shí)要及時(shí)清理，并調(diào)整提升機(jī)進(jìn)料量。

6 結(jié)論

通過(guò)改造，提高了提升機(jī)鏈條質(zhì)量，銷(xiāo)軸不再容易斷裂，螺栓加鎖緊螺母的結(jié)構(gòu)形式也更為可靠，保證了提升機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

通過(guò)提升材質(zhì)、優(yōu)化熱處理工藝，使鏈條各部件強(qiáng)度和耐磨性能得到了提高。

2011年11月實(shí)施改造至今，制粉島提升機(jī)每臺(tái)平均已完成8 萬(wàn)t 生產(chǎn)任務(wù)。目前鏈條未發(fā)生任何故障，預(yù)計(jì)提升機(jī)使用時(shí)限可至其輸送量達(dá)20萬(wàn)t 時(shí)(是原鏈條的3 倍)。

〔1〕龍志紅． 對(duì)NE150 斗提機(jī)的故障分析及改進(jìn)措施〔J〕． 硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2007(04):28-29.

〔2〕張融南，葉斌，金昌，等． 鏈板淬火過(guò)程應(yīng)力集中問(wèn)題的有限元分析〔J〕． 機(jī)械工程師，2007(04):127-128.

〔3〕呂曉霞，彭彥宏，陸有． 鏈板失效分析〔J〕． 加熱工工藝，2010(06):168-169.