带式输送机输送带滑轮失效研究

潘玉龙

（山西宁武大运华盛老窑沟煤业有限公司，山西 忻州 036700）

引言

输送带是带式输送机最容易出现故障的部件，而输送带滑轮失效是输送带故障之一。因此，本文针对一个具体的输送带滑轮故障（见图1）进行了调查，并以实验的方法寻求其失效原因。

图1 输送带滑轮故障实物图

1 实验材料和方法

研究的输送带滑轮断裂轴是用42CrMo4钢生产的。这种钢是由淬火和回火钢组成的，经过适当的热处理后，抗拉强度超过1 000 MPa，具有较高的力学性能。该钢种广泛应用于经常受到各种静载荷和循环载荷的构件。

根据EN ISO 6892-1:20 7a进行拉伸测试，并根据EN ISO 148-1:20 7a进行冲击韧性测试。机械测试的样品是从轴的边缘和中心在纵向方向进行测试。

通过碳和硫的燃烧分析以及X射线荧光光谱分析了被研究材料的化学组成。采用Tagarno FHD趋势数字显微镜对断裂表面进行了分析。

如图2所示，从断口处取了金相分析的样品。

图2 金相分析样品

金相组织研究采用尼康FXA光学显微镜和日立HV-C20A 3CCD摄像机，分析软件进行金相图像分析。

2 实验结果和分析

2.1 外观检验

外观检查发现，皮带轮滚筒涂层有不均匀磨损的迹象。磨损情况表明在滑轮的一侧存在额外的交替动态载荷。滚筒涂层磨损是引起滑轮失效的主要原因之一。

图3清楚地显示了断裂轴上粗加工的痕迹。骨折部位附近有明显的划痕和撕裂。断裂发生在轴直径由小到大的过渡阶段。应力集中通常出现在半径转换，已知会导致轴失效。

图3 轴的破碎部分与粗加工表面的放大图像