1. Príbeh reťazí s okrúhlymi článkami pre ťažbu
S rastúcim dopytom po energii z uhlia vo svetovej ekonomike sa rýchlo rozvíjali aj stroje na ťažbu uhlia. Ako hlavné zariadenie komplexnej mechanizovanej ťažby uhlia v uhoľných baniach sa rýchlo vyvíjal aj prevodový komponent na škrabákovom dopravníku. V istom zmysle vývoj škrabákov závisí od vývoja...vysokopevnostná reťaz s okrúhlym článkom na ťažbuVysokopevnostná okrúhla reťaz je kľúčovou súčasťou reťazového škrabákového dopravníka v uhoľnej bani. Jej kvalita a výkon budúpriamo ovplyvňujú pracovnú účinnosť zariadení a produkciu uhlia v uhoľnej bani.
Vývoj vysokopevnostných okrúhlych článkových reťazí pre ťažbu zahŕňa najmä nasledujúce aspekty: vývoj ocele pre okrúhle článkové reťaze pre ťažbu, vývoj technológie tepelného spracovania reťazí, optimalizáciu veľkosti a tvaru okrúhlych oceľových článkových reťazí, rôzne konštrukcie reťazí a vývoj technológie výroby reťazí. Vďaka tomuto vývoju sa mechanické vlastnosti a spoľahlivosť...ťažobná reťaz s okrúhlym článkomboli výrazne vylepšené. Špecifikácie a mechanické vlastnosti reťazí vyrábaných niektorými pokročilými podnikmi na výrobu reťazí na svete ďaleko prekročili nemeckú normu DIN 22252, ktorá sa vo svete bežne používa.
Prvá nízkokvalitná oceľ používaná na výrobu okrúhlych reťazí v zahraničí bola prevažne uhlíkovo-mangánová oceľ s nízkym obsahom uhlíka, nízkym obsahom legujúcich prvkov, nízkou kaliteľnosťou a priemerom reťaze < ø 19 mm. V 70. rokoch 20. storočia boli vyvinuté vysokokvalitné reťazové ocele série mangán-nikl-chróm-molybdén. Medzi typické ocele patria 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64 atď. Tieto ocele majú dobrú kaliteľnosť, zvárateľnosť, pevnosť a húževnatosť a sú vhodné na výrobu reťazí triedy C vo veľkom meradle. Oceľ 23MnNiMoCr54 bola vyvinutá koncom 80. rokov 20. storočia. Na základe ocele 23MnNiMoCr64 sa znížil obsah kremíka a mangánu a zvýšil sa obsah chrómu a molybdénu. Jej húževnatosť bola lepšia ako u ocele 23MnNiMoCr64. V posledných rokoch, vzhľadom na neustále zlepšovanie výkonnostných požiadaviek na oceľové reťaze s okrúhlym článkom a neustále zvyšovanie špecifikácií reťazí v dôsledku mechanizovanej ťažby uhlia v uhoľných baniach, niektoré spoločnosti zaoberajúce sa reťazami vyvinuli špeciálne nové druhy ocele a niektoré vlastnosti týchto nových druhov ocele sú lepšie ako u ocele 23MnNiMoCr54. Napríklad oceľ „HO“ vyvinutá nemeckou spoločnosťou JDT dokáže zvýšiť pevnosť reťaze o 15 % v porovnaní s oceľou 23MnNiMoCr54.
2. Podmienky prevádzky ťažobného reťazca a analýza porúch
2.1 Podmienky prevádzky ťažobného reťazca
Prevádzkové podmienky reťaze s okrúhlym článkom sú: (1) ťahová sila; (2) únava spôsobená pulzujúcim zaťažením; (3) trenie a opotrebovanie dochádza medzi článkami reťaze, článkami reťaze a reťazovými kolesami, ako aj medzi článkami reťaze a stredovými doskami a stranami drážky; (4) korózia je spôsobená pôsobením práškového uhlia, horninového prachu a vlhkého vzduchu.
2.2 Analýza zlyhania článkov ťažobného reťazca
Formy lomu článkov banských reťazí možno zhruba rozdeliť na: (1) zaťaženie reťaze prevyšuje jej statické medzné zaťaženie, čo vedie k predčasnému lomu. K tomuto lomu dochádza väčšinou v chybných častiach ramena článku reťaze alebo rovnej oblasti, ako sú trhliny z tepelne ovplyvnenej zóny pri tupom zváraní a trhliny v materiáli jednotlivých tyčí; (2) článok banskej reťaze po určitom čase prevádzky nedosiahne medzné zaťaženie, čo vedie k lomu spôsobenému únavou materiálu. K tomuto lomu dochádza väčšinou v mieste spojenia medzi rovným ramenom a vrcholom článku reťaze.
Požiadavky na okrúhle článkové reťaze pre ťažbu: (1) vysoká únosnosť pri rovnakom materiáli a priereze; (2) vyššie medzné zaťaženie a lepšie predĺženie; (3) malá deformácia pri pôsobení maximálnej nosnosti pre zabezpečenie dobrého záberu; (4) vysoká únavová pevnosť; (5) vysoká odolnosť proti opotrebovaniu; (6) vysoká húževnatosť a lepšie absorbovanie rázového zaťaženia; (7) geometrické rozmery musia zodpovedať výkresu.
3. Výrobný proces ťažobného reťazca
Výrobný proces ťažobného reťazcaRezanie tyčí → ohýbanie a pletenie → spoj → zváranie → primárna skúška → tepelné spracovanie → sekundárna skúška → kontrola. Zváranie a tepelné spracovanie sú kľúčové procesy pri výrobe okrúhlych článkových reťazí pre ťažbu, ktoré priamo ovplyvňujú kvalitu výrobku. Vedecké parametre zvárania môžu zlepšiť výťažnosť a znížiť výrobné náklady; vhodný proces tepelného spracovania môže plne využiť vlastnosti materiálu a zlepšiť kvalitu výrobku.
Aby sa zabezpečila kvalita zvárania v banskom reťazci, bolo zrušené ručné oblúkové zváranie a odporové tupé zváranie. Tupé zváranie odtavením sa široko používa vďaka svojim vynikajúcim výhodám, ako je vysoký stupeň automatizácie, nízka pracovná náročnosť a stabilná kvalita výrobku.
V súčasnosti sa pri tepelnom spracovaní banských kruhových reťazí všeobecne používa strednofrekvenčný indukčný ohrev, kontinuálne kalenie a popúšťanie. Podstata strednofrekvenčného indukčného ohrevu spočíva v tom, že molekulárna štruktúra objektu sa mieša pod vplyvom elektromagnetického poľa, molekuly získavajú energiu a zrazia sa, čím vzniká teplo. Počas strednofrekvenčného indukčného tepelného spracovania je induktor pripojený k strednofrekvenčnému striedavému prúdu určitej frekvencie a články reťaze sa v induktore pohybujú rovnomernou rýchlosťou. Týmto spôsobom sa v článkoch reťaze generuje indukovaný prúd s rovnakou frekvenciou a opačným smerom ako induktor, takže sa elektrická energia môže premeniť na tepelnú energiu a články reťaze sa môžu v krátkom čase zahriať na teplotu potrebnú na kalenie a popúšťanie.
Strednofrekvenčný indukčný ohrev má vysokú rýchlosť a menšiu oxidáciu. Po kalení je možné dosiahnuť veľmi jemnú kaliacu štruktúru a veľkosť zŕn austenitu, čo zlepšuje pevnosť a húževnatosť reťazového článku. Zároveň má tiež výhody čistoty, hygieny, jednoduchého nastavenia a vysokej výrobnej účinnosti. Vo fáze popúšťania prechádza zváracia zóna reťazového článku vyššou popúšťacou teplotou a v krátkom čase eliminuje veľké množstvo vnútorného napätia vznikajúceho pri kalení, čo má veľmi významný vplyv na zlepšenie plasticity a húževnatosti zváracej zóny a oddialenie vzniku a rozvoja trhlín. Teplota popúšťania v hornej časti ramena reťazového článku je nízka a po popúšťaní má vyššiu tvrdosť, čo prispieva k opotrebovaniu reťazového článku počas pracovného procesu, t. j. k opotrebovaniu medzi reťazovými článkami a k záberu medzi reťazovými článkami a reťazovým kolesom.
4. Záver
(1) Oceľ na výrobu vysokopevnostných okrúhlych reťazí v ťažobnom priemysle sa vyvíja smerom k vyššej pevnosti, vyššej kaliteľnosti, vyššej plastickej húževnatosti a odolnosti voči korózii v porovnaní s oceľou 23MnNiMoCr54 bežne používanou vo svete. V súčasnosti sa používajú nové a patentované triedy ocele.
(2) Zlepšovanie mechanických vlastností vysokopevnostných okrúhlych reťazí v ťažbe podporuje neustále zlepšovanie a zdokonaľovanie metódy tepelného spracovania. Rozumné používanie a presná kontrola technológie tepelného spracovania sú kľúčom k zlepšeniu mechanických vlastností reťazí. Technológia tepelného spracovania reťazí v ťažbe sa stala základnou technológiou výrobcov reťazí.
(3) Veľkosť, tvar a štruktúra reťaze vysokopevnostnej banskej reťaze s okrúhlym článkom boli vylepšené a optimalizované. Tieto vylepšenia a optimalizácie sa vykonali na základe výsledkov analýzy napätia v reťazi a za podmienky, že je potrebné zvýšiť výkon ťažobného zariadenia a podzemný priestor uhoľnej bane je obmedzený.
(4) Zvýšenie špecifikácie vysokopevnostných okrúhlych článkových reťazí pre ťažbu, zmena štrukturálneho tvaru a zlepšenie mechanických vlastností podporujú zodpovedajúcim spôsobom rýchly vývoj zariadení a technológií na výrobu okrúhlych oceľových článkových reťazí.
Čas uverejnenia: 22. decembra 2021
