刮板运输机溜槽齿轨座修复工艺实践

论文导读：刮板运输机是煤矿综采工作面的主要运输设备，它除了运煤和清理机道外，还主要作为采煤机的平滑轨道。我们选用材料为45号高强度优质中碳钢的销轴套来代替原来的铸钢齿轨座，是因为它具有一定的塑性和韧性，切削性能良好。为了提高其机械性能我们对其进行了锻造处理。1、刮板运输机溜槽齿轨座的改造已于2010年1月生产加工完毕，2月份投入使用，改造后的刮板运输机在运行过程中，能保证采煤机安全可靠的平稳运行，且易于维护，完全可以满足使用要求。
关键词：刮板运输机，溜槽齿轨座，销轴套，锻造，焊接内应力

　　一、立项原因
　　刮板运输机是煤矿综采工作面的主要运输设备，它除了运煤和清理机道外，还主要作为采煤机的平滑轨道。输送机要承受重达20—30吨重的采煤机在上面进行采煤，其结构形式及附件必须能密切与采煤机的结构相配套。工作时，为了保证采煤机的牵引齿轨轮与销排的良好啮合，输送机要尽可能平直铺设，每节销排是用联接销与溜槽槽帮上的齿轨座联接。在实际工作中，设备运行时会使溜槽受力不均，以及溜槽承重过大等原因，造成齿轨座变形、毁坏，直接影响工作面的正常生产。而轨座与溜槽为整体铸造结构，维修难度大。如不能修复，该部溜槽只能报废，增加了设备的经济投入。
　　二、革新内容及创新点
　　经过现场研究，我们决定将齿轨座从溜槽上切割下来，用45号高强度优质中碳钢加工成销轴套，将其焊接在溜槽上来代替齿轨座。在设计方案时要考虑以下几个方面：
　　1、材料性能方面：
　　我们选用材料为45号高强度优质中碳钢的销轴套来代替原来的铸钢齿轨座，是因为它具有一定的塑性和韧性，切削性能良好。为了提高其机械性能我们对其进行了锻造处理。锻造时要对金属材料加热，这是为了提高金属的塑性和降低变形抗力，从而改善金属的锻造性。经锻造后的金属材料，具有细晶粒结构；能使粗大枝晶和各种夹杂物都沿着金属流动的方向被拉长，呈现出纤维组织；使内部缺陷得以压合，使其整体性能加强。锻造后将其进行车加工。根据测量，要求销轴套的外径尺寸为Φ80mm，表面粗糙度为25μm。内径尺寸为Φ50mm，因与销联接，表面粗糙度为12.5μm。厚度为30mm。免费论文。加工出后于溜槽槽帮焊接。
　　2、焊接工艺方面：
　　（1）、因为溜槽和销轴套的材质不同，在选用焊条方面，应从以下几方面考虑：
　　A、从材料的成份考虑，溜槽为铸件，材料为ZG35，成份中含碳、硫、磷等有害杂质较高。焊接时容易产生裂纹和气孔，宜采用抗裂性较好的低氢型焊条。
　　B、从使用性能和工作条件方面考虑，销轴套是属于在工作中受振动、冲击载荷的重要焊接结构，应选用强度、冲击韧性和延伸率较高的碱性低氢型药皮的焊条。
　　C、从施工工地设备考虑，因为施工现场中有交流弧焊机，所以选用适宜交流焊接的焊条。
　　通过以上三个方面的综合比选，我们选用了T506碱性低氢型药皮焊条，该种焊条焊接强度能达500 Mpa以上，并且焊接工艺性好，用途较为广泛。
　　（2）、焊接时保证好焊接现场的环境温度尤为重要，因为如果焊接时零件受热不均匀，会导致焊接后零件产生残余内应力，使零件产生变形或裂纹，对零件的疲劳强度也是不利的。所以为了焊接质量，提高工作效率，减小零件的内应力和变形，在焊接时要注意以下几方面：
　　A、焊接前应将焊接件进行预热，预热温度一般宜控制在100-150℃。目的是防止零件在焊接过程中急剧冷却，并且减小零件焊接部分与基体部分的温度差值，使两部分的膨胀量趋于接近，从而减小内应力。特别是在冬季气温较低的环境下焊接，焊前预热更为重要。和铸钢件的焊接应严格按照合理的焊接程序进行，以防止由于较大的刚性而产生裂缝。预热区应在焊缝周围40--70mm的范围内。
　　B、该销轴套在焊接时要保证各套中心在同一直线上，以确保采煤机齿轨轮在销轨上的平稳运行。
　　C、焊接后应缓慢冷却，以减小焊接应力，避免裂纹的产生。免费论文。
　　3、创新点
　　（1）、销轴套代替原有铸钢材料的齿轨座，更有利于溜槽的维修，大大节约了工时和资金。
　　（2）、提高了零件的机械性能和实用性。
　　三、应用情况及经济效益
　　1、刮板运输机溜槽齿轨座的改造已于2010年1月生产加工完毕，2月份投入使用，改造后的刮板运输机在运行过程中，能保证采煤机安全可靠的平稳运行，且易于维护，完全可以满足使用要求。
　　2、该销轴套的加工成本约在200元左右，一节溜槽需要4个，共需资金800元，实际买一部溜槽需要4000元左右，实际节约材料费3200元，按全年修复100节溜槽计算，可节约资金32万元。
　　3、该部件加工简单，易焊接，未改造前每年因齿轨座损坏而影响生产30小时，按每小时100吨煤，每吨煤500元计算，全年共节约
　　30×100×500＝150万元
　　4、综合以上两项，使用该设备，每年可创价值
　　32+ 150 ＝ 182万元
　　四、总体性能指标与国内外、集团公司内其他单位技术的比较
　　刮板运输机溜槽齿轨座的改造在2010年1月份完成，并在井下投入使用。使用至今效果良好，其性能完全符合井下综采工作面生产的要求，特别是该改造效果在我矿属先进水平。
　　五、存在的问题及推广应用前景
　　1、该销轴套在焊接时要保证各套中心在同一直线上，以确保采煤机齿轨轮在销轨上的平稳运行。免费论文。
　　2、该套加工工艺简单，易焊接、维修，经济合理性比较显著，可以在相同的或相似条件下推广使用。