一、問題的提出
現(xiàn)在,高產(chǎn)礦井所使用的帶式輸送機(jī)不僅用量大,而且額定輸送量也越來越大,其技術(shù)方案中,大多采用提高帶速的方向來實現(xiàn),這樣就對承載托輥的技術(shù)性能提出更高的要求。本人參與了仿英、德等國帶式輸送機(jī)的使用、檢修和制造?,F(xiàn)在,從事帶式輸送機(jī)及其托輥的生產(chǎn)制造和售后服務(wù)。在承擔(dān)煤礦用DSJ系列可伸縮帶式輸送機(jī)(包括主要配件——滾筒、減速器、托輥)的生產(chǎn)制造和DT系列通用帶式輸送機(jī)整機(jī)和配件的生產(chǎn)制造,就山西皮帶機(jī)配件托輥制造與質(zhì)量控制談一談技術(shù)淺見。
目前國內(nèi)煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)帶速一般控制在7.1m/s之內(nèi)(GB 50431-2008 <帶式輸送機(jī)工程設(shè)計規(guī)范>3.2條款中規(guī)定帶寬1800mm~2800mm條件下,高帶速為7.1m/s)。帶速提高后托輥轉(zhuǎn)速也隨之增大,導(dǎo)致托輥的旋轉(zhuǎn)阻力增大和使用壽命降低。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定托輥轉(zhuǎn)速不得大于600r/min(見GB10595-2009),否則托輥旋轉(zhuǎn)阻力會急劇增大,并導(dǎo)致使用壽命急劇下降。當(dāng)托輥轉(zhuǎn)速超度600r/min時刻采用加大托輥直徑的方法來降低托輥的轉(zhuǎn)速。
托輥是帶式輸送機(jī)的重要配件。其重量約占整機(jī)重量的1/3。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,煤礦井下托輥的使用壽命一般在4000~6000h 。在機(jī)械化綜采、綜放工作面順槽中使用的托輥,在采完一個工作面后,托輥損壞數(shù)量約占30%~50%,消耗量很大。煤礦中帶式輸送機(jī)停機(jī)事故,在阜新礦業(yè)集團(tuán)各礦的運行中,50%的故障是托輥故障所致。因此,提高托輥制造質(zhì)量對降低帶式輸送機(jī)的能耗、運轉(zhuǎn)效率至關(guān)重要。
二、托輥質(zhì)量分析
托輥在結(jié)構(gòu)中的密封形式、加工質(zhì)量、軸承、軸承杯潤滑脂等方面決定著托輥的綜合質(zhì)量。目前發(fā)達(dá)使用的新型注油托輥,其運行阻力小,軸承采用稀油潤滑,托輥帶速可達(dá)6~8m/s,壽命可達(dá)10a以上。因此要提高我國輸送機(jī)托輥技術(shù),很重要的一點就是應(yīng)該通過改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)和潤滑方式來提高托輥的綜合質(zhì)量。目前,國內(nèi)托輥采用雙迷宮非接觸式密封、大游隙KA系列軸承、3#鋰基潤滑脂的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式下的托輥提高質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)是制造加工質(zhì)量和主要構(gòu)件的質(zhì)量。國內(nèi)托輥生產(chǎn)廠家的加工工藝和設(shè)備精度保證不了設(shè)計要求,致使托輥旋轉(zhuǎn)阻力大、空載能耗高、使用壽命短。因此要制造出高質(zhì)量的托輥要制定相應(yīng)的工藝流程,改進(jìn)托輥的加工工藝、提高設(shè)備精度、制做相應(yīng)的工藝裝備,才能滿足帶式輸送機(jī)的高速、高運量和使用壽命。要把托輥的使用壽命由6000h向上提高至10000h,這樣每年托輥的損壞數(shù)量可減少2/3,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
三、托輥損壞的主要原因及應(yīng)對措施
1、軸承質(zhì)量
托輥的使用壽命主要取決于軸承及密封的性能,如果托輥使用的軸承和密封性能良好,托輥的使用壽命就會大大延長。測試結(jié)果表明,軸承的摩擦阻力約占托輥旋轉(zhuǎn)阻力的1/4~1/8 。目前托輥采用的軸承型號6204KA、6205KA、6305KA、6306KA等滾動軸承。通常對國內(nèi)外軸承的分析,認(rèn)為國產(chǎn)軸承在加工精度和材料熱處理等方面與發(fā)達(dá)基本相同,但1974年引進(jìn)的英國道梯公司與伽立克公司由于采用415705型托輥軸承,其使用壽命與我國普通滾動軸承的壽命相比提高10倍以上,旋轉(zhuǎn)阻力降低2倍以上。可見,我國應(yīng)提高軸承加工精度和熱處理質(zhì)量,應(yīng)趕超世界發(fā)達(dá)水平。 軸承質(zhì)量決定著運行壽命。目前,有相當(dāng)一部分生產(chǎn)廠家選擇低價、低質(zhì)量軸承組裝托輥,其內(nèi)外徑尺寸精度、硬度和游隙都達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,必須購入國內(nèi)正宗軸承生產(chǎn)廠家,如:瓦房店軸承公司、洛陽軸承公司的可靠產(chǎn)品。
2、軸承杯質(zhì)量
軸承杯內(nèi)孔加工精度差,導(dǎo)致軸承在軸承杯內(nèi)周向竄動,是損壞托輥的原因之一。 沖承杯,許3套沖壓模具完成成品制作。沖壓模具質(zhì)量決定了軸承杯的質(zhì)量,也就決定了軸承的壽命,終關(guān)聯(lián)著托輥的使用壽命。因此,托輥生產(chǎn)廠家,必須跟蹤考核和做管理評審,以確保是合格的采購控制清單名錄者,對購入的軸承杯嚴(yán)格按檢驗規(guī)程進(jìn)行檢驗。
3、軸承杯與托輥管體的焊接
軸承杯與管體的焊接質(zhì)量差,引起軸向脫開或灰塵和水浸入托輥軸承內(nèi)導(dǎo)致托輥損壞。因此,必須將軸承杯與管體的焊接列入托輥生產(chǎn)加工工藝流程圖中的特殊工序和關(guān)鍵工序,專門制定該工序的作業(yè)指導(dǎo)書,應(yīng)選擇氬氣或CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行施焊。作業(yè)指導(dǎo)書中對于焊接電壓、焊接電流、送氣流量、送絲速度、管體選擇線速度等參數(shù)做明確給定。對施焊設(shè)備、焊絲材料和施焊操作者都要做驗證和標(biāo)定。綜之,軸承杯與管體的焊接應(yīng)作為特殊工序點來控制,編制特殊工序作業(yè)指導(dǎo)書。
4、潤滑脂的選擇
潤滑脂選擇不當(dāng),就會引起軸承損壞,進(jìn)而導(dǎo)致托輥損壞。MT821-2006煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中明確要求選擇3#鋰基脂,各生產(chǎn)廠家必須遵照執(zhí)行。否則,托輥運行幾小時后就會損壞。 這里強(qiáng)調(diào)的是:對于-25℃下運行環(huán)境下的托輥軸承,必須選擇特殊型號的耐低溫的航空潤滑脂。
5、托輥裝配
托輥裝配不僅要制作專門的工藝裝備,而且必須是在托輥壓裝機(jī)上來完成。只有這樣,才能控制軸承、密封組件和擋圈的軸向規(guī)定裝配壓力。還要要求施工者必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)考試合格的裝配鉗工進(jìn)行操作。綜之,托輥裝配應(yīng)作為關(guān)鍵工序點來控制,編制關(guān)鍵工序作業(yè)指導(dǎo)書。 四、結(jié)束語 托輥是帶式輸送機(jī)的主要易耗易損配件,量大面廣,其質(zhì)量直接影響輸送機(jī)的正常運行。因此,提高托輥質(zhì)量對降低能耗、節(jié)省費用、增加運行可靠度具有很大的關(guān)聯(lián)作用。隨著輸送機(jī)向長距離、大運量、高速度的方向發(fā)展,對于托輥在密封結(jié)構(gòu)、加工制作質(zhì)量、軸承、軸承杯、密封組件、潤滑脂等方面都提出了更高德要求,只有嚴(yán)格控制工藝、構(gòu)件質(zhì)量和潤滑脂選擇等全過程的科學(xué)管理才能根本上提高托輥的質(zhì)量,進(jìn)而延長輸送機(jī)的維修周期,保障帶式輸送機(jī)在高產(chǎn)礦井中發(fā)揮應(yīng)有的作用。