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?煤机滚筒的可靠性分析
作者:管理员    发布于:2017-10-25 08:50:46    文字:【】【】【

  目前国内生产的滚筒,如截割硬煤或含矸率较高的煤层时,第一次使用寿命一般只能截割运行75m~12万m,即要上井修补。每更换一次滚筒,至少要一个检修班的工作时间,而且滚筒的运输和维修需要消耗大量的人力物资。因此,滚筒的使用寿命很大程度上影响着采区的生产率和采煤机的工作寿命。

  焊缝开裂,包括截割齿座脱焊、开裂以及螺旋叶片和筒体间的焊缝开裂,主要是由于工作面遇到硬煤或矸石夹层时,滚筒的截割强度过大,超负荷运转造成;螺旋叶片尾端尖严重磨损并向非装煤面倾斜,从而影响装煤效果,主要是由于截割齿脱落,叶片与煤壁直接接触造成;滚筒内喷雾管路或喷嘴孔堵塞,喷雾系统失灵;截齿端头的硬质合金头脱落,造成截齿磨损严重或断在齿座中,难以取出,丢齿严重,有的要占截齿总消耗量的30%以上。

  上述损坏状态中,最普遍的是截齿和齿座问题,故矿上规定滚筒升井检修标准为:凡连续有3个齿座损坏则必须更换滚筒。

  2.1材料选择上不适应工况我国制造滚筒选用的材料比较单一,如滚筒的筒体、螺旋叶板和端盘板均选用普通碳素结构钢板A3钢制作,其强度低,使滚筒筒体过早的出现裂缝,而国外的滚筒均选用优质碳素结构钢和低合金结构钢板制作。

  目前我国齿座的选材,以使用35CrMnSiA钢为主。据统计:螺旋滚筒故障中齿座故障占总数的82%~85.5%,其中安装截齿的槽孔磨损占22.3%~41.3%,焊缝开裂占27.3%~46.2%,侧面磨损占9.2%~12.4%,断裂占1.3%~5.8%.使用35CrMnSiA钢齿座,其优点是强度高、成本低。而缺点是冲击功值低,可焊性较差,如不采用有效的工艺措施,焊缝处容易产生裂缝,且整体处理后,硬度低,目前设计图规定齿座表面硬度为HRC42-48,截齿柄部硬度为HRC38-42,两者最大差值为HRC10.实际生产中往往是截齿柄部硬度超过规定,有的达HRC50,而齿座硬度又低于规定值。这样造成齿座安装截齿槽孔很快磨损,就会大量丢失截齿。

  使用低碳合金钢制作齿座,可以采用渗碳表面热处理工艺,使支撑截齿表面硬度达到HRC58以上,耐磨性好,而芯部具有高的冲击功值,可焊性又较好。

  目前滚筒品种很少,要适应各种不同的煤层条件必然会产生问题,某一种滚筒不可能适应井下复杂的条件。因此,滚筒应根据煤层赋存条件来设计。

  滚筒设计的关键在于解决好截割效果、装煤效率、制造的可靠性、截割时振动水平等问题。

  截齿是滚筒上的承担截割、破碎煤岩的主要构件,它的安装角度与定位尺寸对截齿及滚筒受力、采煤机功率消耗有很大影响,加工精度低、截齿定位精度不高或安装角度误差大会导致截线距的偏差大,使滚筒割煤时各截齿受力负荷相差大,在工作中部分截齿受力会超过设计载荷而很快失效或折断,在割煤时齿座与煤壁直接摩擦,从而加剧了齿座的磨损或开裂。此外还可引起截割过程中的轴向力不平衡现象,使采煤机振动加剧,影响采煤机的使用寿命。

  设计上还有一个不合理就是在滚筒上安排的截齿过密,尤其是在设计截割坚硬煤质的滚筒时,带来弊病是使齿座与端盘板、叶片的连接牢度减弱,造成滚筒提前损坏。

  滚筒为焊接结构,由筒体、螺旋叶片板、端盘板、齿座和喷嘴座等零部件焊接组装而成。但实际制造过程中,制定焊接工艺和方法时没有充分考虑现场使用条件,或焊接加工时没有严格执行焊接标准,焊缝有缺陷会导致滚筒截割过程中局部开裂,降低滚筒的使用寿命。

  滚筒的螺旋叶片承担着采煤机的装煤功能,在割煤过程中长期与原煤和矸石接触摩擦,磨损严重,影响了滚筒的装煤效果,降低了螺旋叶片的使用寿命。

  2.4提高可靠性的技术措施加强管理,及时反馈现场使用性能和质量技术需求信息,并进行信息的收集与分析,结合的实际情况,优化滚筒加工制造工艺流程;新滚筒设计时,调整端盘截齿的截线距和齿尖落差,以变更截齿截割圆弧的曲率半径,调整端盘截齿的倾角和端盘截齿与叶片截齿的相对位置,调整端盘到叶片过度区截线上截齿的数量和倾角,合理选择叶片截齿的截线距,这样可使截线上几个截齿的切削负荷较均匀,使切屑断面形状达到最佳;采用科学的方法,加强滚筒主要受力部件,提高加工精度。

  引进先进设备,在专用的滚筒加工胎具上焊接齿座,确保截齿的角度误差在范围之内,提高滚筒截齿定位和安装倾角的精度;在焊接工艺方面,如端盘板、叶片与筒体的焊接,增加焊后退火工序,齿座与端盘板、叶片的焊接采用小直径焊条、低电流的焊接规范。由于二氧化碳气体保护焊具有焊弧热量集中、熔池深、焊缝强度高等优点,所以滚筒上主要承载部件采用二氧化碳气体保护焊,在螺旋叶片的端头处要堆焊高铬铸铁焊条,并保证焊点的高度与密度,增加其耐磨性;(下转第46页)全可以弥补通道数量减少而导致集尘面积降低的情况,甚至会超过。极板间距大的话极板的数量会相应减少,那么除尘的成本也随之降低,但是需要注意一点,极板的间距宽,如果要得到需求的集尘电场以及电晕放电,那么就要供电设备提供更高的电压,那么供电设备的成本就会有相应的增加。不过对于给定的静电除尘器来说,电压通常都是固定不变的,所以如果极板的间距有所增加,那么电场的强度会随之降低,也就降低了粉尘的驱进速度,进而影响到除尘器的工作效率。

  3其它安装质量对静电除尘器工作效率的影响分析3.1排气、进气口位置的影响除尘器的类型不同,其进气口和排气品的位置也有所不同,有时即使是相同类型的除尘器,也可能出现位置不同的情况,这些有时是由设备自身的结构而定,有些是生产厂家所做的一般性处理,可以按照实际的需求状况进行改装。通常来讲,因为除尘器的进口封头以及管道都架空,因此进气口位置如果设置高些的话,比较有利;而排气口的位置因为主排气口是与风机相连的,如果连接管的位置设置低一些,就可以减少管道的长度,弯头的数量也会随之减少,从而减少了阻力的影响。

  可以说进口封头对于除尘器的工作效率的影响最大,进口封头位于除尘系统最前端,它的主要功能是收集产尘点所产生的粉尘,一旦进口封头的工作性能受到影响无法正常的收集产尘点的粉尘,那么除尘器的工作效能就无从谈起。如果进口封头将产尘点所产生的粉尘全部收集起来,但是气量过大超出了除尘器的工作负荷也无法起到除尘的目的,这时就要投入更大的电机、风机和管道系统等,这些都会增加成本。因此进口封头在安装时要保证良好的密封性,以减少外部空气混入,从而对集气的风量进行控制。

  3.3排气管道布设的影响在布设除尘器的排气管道时,无论采用哪种布设方法,都要注意以下4个问题,即管材的刚度、强度要求要能满足、要能减少局部的阻力损失、保证良好的密闭性以及可以满足各类不同的运行要求。连接直管通常使用法兰连接以及焊接,而特殊的场合则要采用特殊的连接方法。在采用焊接以及法兰连接时,要注意连接时刚度、强度和局部的阻力损失等都要可以满足除尘器的运行要求,不过相对来说焊接的方法比较简单,成本也比较低,只是拆装不便,而法兰连接的拆装相对方便,便是施工安装的程序则比较复杂,而且成本也低,特别是如果管道的使用时间比较长,则容易出现螺栓锈死或松动,或者由于压垫失效而漏气等问题。

  而特殊的连接方法则用在要求比较特殊的情况,比如需要频繁拆装或者需要防振等,这时可以采用软式的连接或者卡口式的连接,这些方法都可以满足实际情况下的特殊要求,不过管道的强度、耐久性以及刚度等等都会相对比较差。实际安装时,如果同有特殊的要求,通常采用焊接连接,再间隔相应的距离采用法兰连接。

脚注信息
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