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NE型板链式高效斗式提升机防断链改造

点击数:6时间:2015-10-05 09:57:09 来源:百盛机械

摘要:提升机各部件表面硬度是影响链条耐磨性能的主要因素。而输送链销轴、滚子表面因硬度不足,耐磨性能差而造成大量磨损,致使链条节距变化,运行中冲击振动加大、链条传动工况恶化,是导致断链事故的重要原因。

大唐湘潭发电有限责任公司脱硫制粉岛,配有2 台TB-NE50 系列板链式高效斗式提升机,输送物料为石灰石块,颗粒直径小于55 mm,提升高度32. 6 m,提升速度0. 8 m/s,输送量36. 4 t /h,由振动给料机进料,底部为密闭设计。2011 年随着发电量的增长,新更换的提升机链条在完成7 万t生产任务后频繁出现链条销轴断裂、开口销磨损、链板松脱等问题,导致多次链条垮塌事故,造成提升机机壳、料斗及链条损伤。因事故抢修耗时长,检修人员必须24 h 不间断检查维护。为防止链条垮塌,延长链条使用寿命,降低劳动强度,提高工作效率,需对链条进行技术改进。

1 原链条存在的问题

1.1 原链条销轴为Φ14 的圆柱销,其两端弧面均被削低2 mm,削出的平面中部开有通孔用来安装开口销。由于内、外链板间的拉力正好作用于两端的平面上,当链条达到一定负荷且销轴出现金属疲劳后,销轴最薄弱的两端开始频繁断裂。

1.2 提升机底部为密闭设计,销轴上用来固定其防止位移的开口销很容易被提升机底部积料磨损,一旦开口销松脱销轴后窜,外链板便会脱落,造成销轴单边受力滑出套筒或被拉断,致使链条垮塌。

1.3 提升机链轮和链条滚子均为40Cr 材质,运行中均有不同程度磨损,但无法进行修复滚子的磨损,久之会出现破裂现象,导致链条套筒直接受力而带来安全隐患。1. 4 链板、销轴材质选用#45 钢,表面硬度较低且不耐磨,且链板过薄( 只有3 mm) ,在交变应力载荷作用下,销轴及链板表面易发生疲劳损伤并发生疲劳断裂。

2 改变链条结构

为解决销轴易断裂、开口销易磨损、链板易变形的问题,在不改变提升机驱动轮齿间距的前提下,链板由δ3 加强到δ8,销轴由Φ14 加粗至Φ18. 5,销轴的圆柱形结构改为螺栓结构形式,用锁紧螺母代替开口销来固定销轴,具体结构形式见图1。

图1 改造前后链条结构

图1 改造前后链条结构

3 改变链条材质

在改变链条结构的同时,为进一步提高链条性能,对链条各部件的材质做出相应调整( 见表1) 。

表1 改造前后链条材质
设备名称
改造前材质
改造后材质
链板
#45钢
16Mn
套筒
40Cr40Cr
滚子
40CrGCr15
销轴
#45钢35CrMo

35CrMo 合金结构钢,有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限,淬透性良好,淬火变形小,可较好的解决原销轴因强度低、易产生金属疲而断裂的问题。

GCr15 是一种最常用的高铬轴承钢,综合性能良好,具有高的淬透性,热处理后可获得高而均匀的硬度,接触疲劳强度高,有良好的尺寸稳定性和抗蚀性,若用于链条滚子上可进一步提高其耐磨性能。

16Mn 较#45 钢有更高的强度、更好的韧性和耐磨性,加之采用一次冲压成型,厚度加厚至8mm,更保证了链板的可靠性。

4 优化热处理工艺

提升机各部件表面硬度是影响链条耐磨性能的主要因素。而输送链销轴、滚子表面因硬度不足,耐磨性能差而造成大量磨损,致使链条节距变化,运行中冲击振动加大、链条传动工况恶化,是导致断链事故的重要原因。因此在严格遵照热处理工艺条件操作下,对套筒、销轴、链板、滚子做如下处理,详见表2。

表2 链条各部件热处理要求
设备名称
材质
热处理工艺
链板
16Mn冲孔、正火HB280 ~ 320 后经发蓝处理
套筒
40Cr淬火处理HRC41 ~ 46
滚子
GCr15淬火处理HRC50 ~ 55
销轴
35CrMo渗碳淬火HRC50 ~ 58

针对工件淬火后产生裂纹的情况,可先从原材料入手进行分析,如果原材料表面和内部有裂纹,在热处理之前未发现,有可能形成淬火裂纹; 其次应及时安排一道“二次回火”工序,用以消除内部组织应力,避免因淬火残余应力过大而导致工件裂纹的产生。此外,淬火时由于冷却不当,也会使零件发生淬裂事故,故淬火时选择合适的冷却介质极其重要。

5 维护保障措施

提升机链条的维护很不方便,因其运行时链条转动过快,难以发现每个部件的劣化情况,即便发现异常也难以将问题部位准确地停在检修门处,为此对提升机加装了变频器。在日常维护中通过变频让提升机空载低速运行,检修人员打开底部检修门检查链条和料斗上各部件的劣化情况,能及时发现并解决设备问题。此外,通过在变频器中设置过流保护定值,并将电流信号反馈至运行监视屏上,使运行人员依据电流值变化情况及时发现设备异常,停止设备运行,避免因提升机底部集料堵塞从动轮而造成链条跑偏及其他故障。

提升机链条销轴是链条问题的多发点,不管是采用锁紧螺母还是开口销的固定形式,建议都对其进行点焊处理,防止螺母或插销松脱。

当石灰石料较湿时,小颗粒的石料易在料斗内外粘结成块,导致链条负重加大,加速金属疲劳。同时料斗内部容积变小,输送效率下降,若不及时调整给料量将导致物料外溢,在提升机底部堆积而堵塞从动轮。因此发现料斗粘料和提升机底部积料时要及时清理,并调整提升机进料量。

6 结论

通过改造,提高了提升机链条质量,销轴不再容易断裂,螺栓加锁紧螺母的结构形式也更为可靠,保证了提升机安全稳定运行。

通过提升材质、优化热处理工艺,使链条各部件强度和耐磨性能得到了提高。

2011 年11 月实施改造至今,制粉岛提升机每台平均已完成8 万t 生产任务。目前链条未发生任何故障,预计提升机使用时限可至其输送量达20万t 时( 是原链条的3 倍) 。

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