刮板输送机链条安全系数计算方法的探讨

1、󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁江󰀁西󰀁煤󰀁炭󰀁科󰀁技󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁♦

2、41;󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁JIANGXICOALSCIENCE&TECHNOLOGY2010年第2期NO󰀁2󰀁󰀁2010刮板输送机链条安全系数计算方法的探讨纪中元(龙煤集团鹤岗分公司振兴煤矿运输区,黑龙江鹤岗154100)中图分类号:TD528+.3󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:B文章编号:1006-2572(

3、2010)02-0115-03DiscussiononComputingMethodsofSafetyCoefficientofChainofScraperConveyorJiZhongyuan(TransportationDept.ofZhenxinColliery,HegangBranch,LongmayMiningGroupCo.,Ltd,Hegang,Heilongjiang,154100)0󰀁引言矿用高强度圆环链是煤矿井下刮板输送机关键性零件之一,是保证刮板输送机在井下正常运转,确保回采工作面连续生产的关键。因此,要求输送机选用的圆环链应具有良好的机械性能和足够的强度

4、,保证不发生断链事故。链条的破断型式基本有两种。一是强力断链,即所受冲击力超过其静态破断载荷,突然断裂;另一种是疲劳断链,受力小于静态破断载荷,但由于长时间承受脉动载荷,发生疲劳破坏。上述造成圆环链链条破断的动态载荷,在刮板输送机运行中是复杂多变、不易预计的。因此,在刮板输送机设计时,所选用圆环链的机械强度,要求有一定的安全裕度,即所选圆环链的破断强度比施加在圆环链上的最大拉力要大出一定倍数,满足规定的安全系数,以保证刮板输送机的可靠性。本文通过对我国现在通用的刮板输送机链条安全系数计算方法,以及在计算中所考虑的安全因素进行分析,发现我国现有链条安全系数计算方法不够科学,其计算结果不能真正代表

5、刮板输送机链条的安全裕度,存在虚假现象。进而在分析论证的基础上,提出新的刮板输送机链条安全系数计算基础,以及应该考虑的各种因素,并推荐链条安全系数新的计算公式及最小安全系数。󰀁󰀁󰀁󰀁链条负荷分配不均匀系数,单链󰀁󰀁=1,双链󰀁󰀁=0.8330.91;1.2󰀁󰀁󰀁动张力系数;Smax󰀁󰀁󰀁刮板链的最大静张力(kN)。经对上式分析,可以发现如下问题:1)现有链条安全系数计算公式

6、中的链条最大静张力是根据输送量、输送机长度、摩擦系数、链速等因素,按逐点计算法得出的。计算方法比较繁琐,其计算值代表刮板链和货载的最大移动阻力,刮板输送机电动机将克服这个阻力,移动阻力值与电动机功率并没有直接关系,不能代替电动机施加给链条的最大牵引拉力。因此,用移动阻力计算出的链条安全系数能否准确反映链条的安全裕度值得怀疑。据此所给出的链条安全系数计算方法不够科学,使用现有计算公式所获得的计算结果将会产生不符合实际的现象,这一点将在后面的计算实例中进一步加以说明。2)现有的计算公式是以链条内的静拉力为其计算基础,并考虑了链条拉力不均匀系数和动张力系数,但没有考虑到链条由于经常刮卡而产生的冲击负

7、荷等因素,因而不够全面,使计算结果可靠程度减小。2󰀁推荐链条安全系数计算方法1)计算程序首先,根据刮板输送机的主要参数:输送量、长度、链速等,计算出刮板链的最大移动阻力,并用它来选择输送机所需要电动机功率,然后用已选定的电动机功率,验算所选用圆环链的安全系数。2)在链条安全系数中,应当考虑的因素(1)在输送机刮板链组件中,开口连接环或扁平连环的破断强度与其相同规格的圆环链破断强度之比为0.91󰀁现有链条安全系数计算方法的分析我国现在通用的链条安全系数计算公式为:n=󰀁3.5(1)1.2Smax式中:󰀁Sp󰀁b

8、3041;󰀁单根圆环链破断拉力(kN);i󰀁󰀁󰀁链条数;󰀁(见标准MT71-91,MT99-91和GB/T12718-91),因此,链条安全系数中,应当考虑1.11(1/0.9)倍的安全裕度。(2)刮板输送机在实际工作中,将承受冲击负荷,有时甚至于刮板链被卡住,在这种情况下,电动机的最大转矩将全部施加于链条上。因此,在链条安全系数计算中,这种因素必须考虑,以保证链条运行的可靠性。建议计算中,应以电动机的颠覆力矩系数值增加其传动功率2.5倍。(3)双链刮板输送机受力不均匀系数。此项因素是考虑两刮板间的两条链段固有长度

9、不同,以及经过输送机弯曲段时两条链子弹性伸长不同,致使两条链子受力不均匀,建议此项系数按原计算公式中取值考虑。(4)链条内动负荷系数。建议仍按1.2,即动负荷为静负荷的20%。(5)电动机施加在圆环链上的最大牵引力不能超过链条的最大工作载荷。为保证链条运行时,其变形量在弹性范围内,不产生永久变形,链条与链轮正常啮合,链条的最大工作载荷不能超过其弹性极限。为增加可靠性,建议取最大工作载荷为弹性极限的75%,即为试验载荷的75%(链条的试验载荷接近其弹性极限)。根据我国圆环链标准,各种规格圆环链的破断载荷与试验载荷之比平均为1.25,因此,链条的破断载荷应为其最大工作载荷的1.7倍(1.25

10、83041;1/0.75)。3)链条最小安全系数将上述各种安全因素(除(3)外)的系数值相乘得最小安全系数:󰀁n󰀁=1.11󰀁2.5󰀁1.2󰀁1.7=5.664)本文推荐链条安全系数计算公式n=(i󰀁Sp󰀁󰀁)/S󰀁5.7S=(N󰀁󰀁)/V式中:Sp󰀁󰀁󰀁单根链条破断载荷(kN);i󰀁󰀁󰀁链条数;󰀁♦

11、41;󰀁󰀁链条载荷分配不均匀系数;单链󰀁=1;双链󰀁=0.8330.91;S󰀁󰀁󰀁最大牵引力(kN);N󰀁󰀁󰀁刮板输送机电动机总功率(kW);V󰀁󰀁󰀁链速(m/s);󰀁󰀁󰀁󰀁效率,󰀁=0.75。取为5.73󰀁计算实例为了分析对比,以国内现有几种型号的刮板输送机为例,用各自的技术参数分别以原有计算

12、公式(1)和本文推荐公式(2),计算其安全系数,获得的计算结果列于表1。表1󰀁国内几种机型刮板输送机链条安全系数计算主要技术参数序号123456789101112输送机型号SGB630/60SGB630/80SGW-80TSGW-150CSGZ764/264SGZ764/320SGZ730/264SGD630/180SGD630/220SGD730/180SGD730/220SGD730/320输量(t/h)200200150250900900600350350500500700长度(m)120160160200200200200200200200200200功率(kW)链速(

13、m/s)6080801502643202641802201802203200.850.850.860.8681.00.950.950.920.920.920.920.93链条规格双边󰀁14󰀁50双边󰀁14󰀁50双边󰀁18󰀁64双边󰀁18󰀁64双边󰀁26󰀁92双边󰀁26󰀁92双边󰀁26󰀁92单󰀁26󰀁92单󰀁26󰀁

14、;92单󰀁26󰀁92单󰀁26󰀁92单󰀁30󰀁108安全系数计算结果原计算方法5.13.97.94.33.23.13.96.06.03.93.93.9本文建议方法7.95.99.85.37.86.17.45.84.75.84.74.4󰀁󰀁从表1计算结果可以看出:1)按原有计算公式(1)计算,五种单链刮板输送机链条安全系数都满足要求,而用本文推荐公式(2)计算,五种单链刮板输送机只有两种链条安全系数满足要求,有三种达不到要求。但根据煤矿实际使用情况统计表明,单链刮板输送机

15、断链事故比较频繁。由此证明原有计算法与实际情况不符,而本文推荐公式(2)计算结果与实际情况相符合。2)使用原有链条安全系数计算法所得结果,不能反映链条安全裕度的真实情况,可得出与实际情况不符合的结果。(1)当两台刮板输送机主要技术参数相同,所选用的圆环链规格也相同,而它们的电动机功率不同时,使用现有公式(1)计算却可获得相同的链条安全系数,例如表1中序号5、6和8、9两对输送机既是如此(表1中序号5和6的安全系数结果略有差异,是由于两种输送机链速差异而致)。采用本文推荐公式进行计算,链条安全系数是随着输送机电动机功率值的大小而不同,电动机功率小的链条安全系数大,电动机功率大的链条安全系数小。(

16、2)当两台输送机电动机功率和所选用圆环链规格完󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁江󰀁西󰀁煤󰀁炭󰀁科󰀁技󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁&

17、#983041;󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁JIANGXICOALSCIENCE&TECHNOLOGY2010年第2期NO󰀁2󰀁󰀁2010单体液压支柱腐蚀失效形式的探讨颜󰀁霞(黑龙江龙煤集团机械装备公司鹤岗分公司,黑龙江鹤岗154103)中图分类号:TD355+.3󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁&

18、#983041;文献标识码:B文章编号:1006-2572(2010)02-0117-02DiscussiononCorrosionFailureModeofSingleHydraulicPropYanXia(HegangBranch,HeilongjiangLongmeiGroupMechanicalEquipmentCo.,Hegang,Heilongjiang154103)0󰀁引言矿用单体液压支柱在井下使用过程中存在的主要问题是腐蚀严重、寿命短,在一些水质恶劣的矿井中一般寿命仅68个月,有的更短。因此,研究支柱的失效机理,为制造和修复提供理论依据,有着重要的生产实践价值和社会经济意义。本文在进行了大量实地调查研究,对一些矿井环境介质的取样分析、对典型失效支柱进行金相和电子显微分析的基础上,提出了镀鉻单体支柱失效原因和腐蚀破坏机理。现象。1󰀁缸筒2󰀁Y型圈3󰀁活塞4󰀁导向环5󰀁活柱图1󰀁单体支柱示意图1)活柱表面腐蚀国产支柱材料为27SiMn,组织状态为回火索氏体,支柱表面经电镀处理以提高其抗蚀性,镀层为0.04mm0.05mm铜基底上复镀0.01mm0.02mm硬鉻。活柱表面锈蚀形式主要有:镀层水痘状凸起的鼓泡(鼓泡直径约5mm10mm,高