煤矿刮板输送机溜槽失效分析及改进研究

周鸿飞

（山西晋煤集团晋圣坡底煤业有限公司， 山西 晋城 048000）

1 刮板输送机溜槽结构和原理

刮板输送机溜槽主要由中部槽、调节槽以及连接槽三大块组合而成，其中中部槽占整体刮板输送机溜槽结构的绝大部分。整个刮板输送机溜槽又可以分为上、下槽以及中部槽和机尾四个部分。其中上槽组件中主要有机头架、减速器以及液力耦合器等结构组成，主要为装运物料起到承载槽的作用。而下槽又有敞底式和封底式两种不同的底式，主要用于刮板链返程使用。而中部槽又有单链型、边双链型以及中双链型三种型号，其构件又有中部溜槽、调节槽以及刮板链等。在机尾部则主要由电动机以及减速器等各组件组合而成。刮板输送机主要是利用溜槽作为联通承载机尾与机头的管道，进而把煤矿装入到槽内进行运输装卸的，而机尾与机头则主要是应用液力耦合器与减速器将刮板带动起来并实现连续运转的，这样最终完成煤矿运输作业的。

2 溜槽故障及其成因

对于煤矿运输来讲，其刮板输送机溜槽在运作过程中主要受到压力、拉力以及弯曲力等作用的影响而引发冲击、摩擦以及振动等问题，并最终致使溜槽磨损的，严重的还会致使溜槽出现腐蚀现象进而导致溜槽失去工作效力。可见，造成溜槽失效最主要的原因就是由于工作过程中受到摩擦作用而致使溜槽磨损进而导致的。溜槽磨损又可以分为磨料、黏着、腐蚀以及接触疲劳四种磨损类型。下面就这几种磨损类型进行详细分析[1-2]。

2.1 磨料磨损

煤炭刮板输送机在运作过程中会在溜槽表面放置一些磨料以及一些凸起的物体与溜槽中一些零件相互接触时产生摩擦作用，而形成了磨损，比如说在刮板链表面旋转凸起的物体在沟槽运作时与沟槽间颗粒产生碰撞摩擦而致使沟槽磨损就是磨料磨损。从微观上来讲，可以说是许多凸体和沟槽接触摩擦而形成切屑形式的剥落，同时也可以称之为三体磨损。这一过程又可以分为磨料或溜槽的作用而发生人犁沟、辗压或犁沟、反复辗压犁沟及裂纹形成以及裂纹扩展产生剥落四个不同阶段。

2.2 黏着磨损

黏着磨损主要是沟槽表面的面面接触且循环式的形成黏着接点与接点断裂，这一过程中致使沟槽磨损并形成磨屑。而接点的形成主要是链环和表面的煤粉以及氧化膜等相互接触，同时在高压作用下使凸体发生了塑性变形，从而导致接触面间接触点沾染膜出现“冷焊”现象并形成新的接点，最终致使链道黏着磨损。

2.3 腐蚀磨损

造成沟槽腐蚀磨损的主要原因是沟槽长期处于阴湿环境下运作而形成矿井积水，这些水中往往含有许多腐蚀性杂质，从而致使沟槽发生腐蚀磨损。刮板输送机在运作过程中沟槽中物体和磨损副表面发生化学反应而致使腐蚀发生。受到腐蚀的沟槽层会有腐蚀层和腐蚀坑存在，同时再受到摩擦力作用而致使腐蚀层发生片状剥落现象。

2.4 接触疲劳磨损

接触疲劳磨损主要是煤矿刮板输送机沟槽零件和机器零件滚动，以及滚动和滑动作用下致使沟槽表面出现磨损，并发生疲劳剥落的问题。通常沟槽在长时间运作下或多或少都会使其表面出现深浅不一的凹坑或大面积剥落的问题。

3 刮板输送机沟槽磨损、失效问题的改进措施

3.1 积极探索与设计新型耐磨沟槽

就目前来看，不少刮板输送机沟槽都是使用高锰钢来进行制作的。而高锰钢具有几项缺点：第一，过于笨重，正是由于其过于笨重而致使煤矿工作在装卸过程中劳动强度过大；第二，抗腐蚀性比较差，极易出现生锈且没有抗酸碱性，从而致使其寿命不长；第三，摩擦阻力过大、能耗过高且在工作过程中产生极大噪声，同时耐磨系统不高。因此，为了切实改变沟槽相关缺点就应当从其材料开始着手。在对新型耐磨沟槽进行设计过程中，应当选用一些具有较高抗耐磨性、摩擦系数小、抗腐蚀性良好且能耗低、轻便以及噪音小等相关优点的材料。如今就有MC 尼龙这样一种材料与上述各项要求比较接近，可以说是一种极好的沟槽新型材料，这种材料聚合温度比较低、分子量大且分布比较均匀，具有良好力学性能，同时还有减振、耐磨、耐腐蚀以及自润滑等优点，此外其使用寿命比较长，成本相对要低许多。将MC 尼龙材料应用到沟槽新型材料中具有非常可观的经济以及社会效益，同时也具有极大的发展前景。

3.2 改变沟槽成分、强化沟槽表面

就目前来看，沟槽中大多使用16Mn 的钢，这样的钢不论是耐磨性还是寿命都比较差，可以将其改为40Mn 的钢冷轧板，这样制作出来的沟槽在使用过程中磨损犁沟又细又浅，不会出现黏着磨损且具有良好的耐磨性。此外，还可以对其做强化处理。目前已经有一些公司掌握了相关强化处理技术，也就是利用DRR-2 数控对中部槽中板表面做局部熔覆合金陶瓷耐磨材料，同时已经对其可行性进行了验证。沟槽表面得到强化处理后不仅磨损得到了有效的减轻，而且在其使用寿命上还得到了进一步提升。

3.3 堆焊工艺处理

为了降低刮板输送机溜槽失效出现的可能性，还需要从堆焊工艺对其进行处理即除锈除垢→堆焊→耐磨处理→打磨。处理干净溜槽表面锈迹与污垢后，就可以开展堆焊作业。首先要将焊接部位与材料进行热处理，以此使得它们能够达到堆焊温度要求。其次，由于基材母材与中板耐磨层二者硬度上有所不同，为了避免出现因应力作用在焊接后出现脱落或者是离层现象，需要对过渡层进行打底处理。做好打底处理后，还需要对焊接部位进行加热，待温度达到相应要求后方可开展堆焊作业，并在完成后做好保温。针对刮板输送机链道处所存在的犁沟磨损，可以利用一些具有较高耐磨性能的焊接材料对其进行补平处理。为了确保堆焊后刮板输送机工作顺畅，要借助于角磨机对焊接部位残留的余渣予以打磨。

3.4 强化管理维护工作，增强使用寿命

1）在对沟槽进行安装前应当对各零部件进行严格的检查，以确保各部件的完整性，同时保障设备质量。

2）在具体安全过程中应当对沟槽各部位的安装接口距离做进一步明确。比如说机头架和机尾架与过渡槽接口的地方上下错口应当小于2 mm，左右错口也应当小于3 mm，与此同时还应当保证各部位处于平直状态。

3）在安装完毕并进入正常使用后仍应当严格按照其说明进行操作，同时还需严格做好日常的检查与维护保养工作。

4）此外，还应当建立相关检查管理制度，确实做好沟槽检测和清扫工作，以保证其各零部件得以正常运作[3-4]。

4 结语

在煤矿刮板输送机中沟槽失效最为主要的原因就是磨损而导致的，且其类型也比较多样化。应当对沟槽做进一步改造，研究和探索设计新型沟槽、改变其成分以及做相应的强化处理等，从而实现磨损系数的减小，同时延长使用寿命。