DP-340皮帶輸送機因其運量大、易於安(ān)裝、便於維護(hù)等優點(diǎn),廣泛應用於煤礦井(jǐng)下。
1.載荷分析
DP-340皮帶輸送機是由電動機通過減速(sù)器(qì)帶動主動滾筒轉動,由一(yī)對同步齒輪的齧合實現主(zhǔ)、從動滾(gǔn)筒的共同(tóng)轉動,利用輸送(sòng)帶與滾筒表麵之間的靜摩擦(cā)來完成輸送帶的載物運輸。
工(gōng)作時,由(yóu)於巷道起(qǐ)伏多(duō)變,輸(shū)送機的載荷隨坡度的變化而變化,同時,在井下實際生(shēng)產中,煤量(liàng)的大小也隨采煤工作麵條件的變(biàn)化而變(biàn)化,這樣就造成輸送機(jī)的負載複雜多變,滾筒軸受到(dào)的力矩載荷也在不斷地發生(shēng)變化,特別是在重負荷時緊急停車、輸送機倒轉時被(bèi)逆止器逆止、重(chóng)負荷(hé)時強(qiáng)行啟動這三種惡劣(liè)工況下,滾筒軸要承受的扭矩******,且具有衝擊性(xìng),如果這(zhè)種惡劣工況頻繁和長期(qī)存(cún)在,則滾筒軸必然要(yào)承受巨大(dà)的(de)反複交變的衝擊(jī)載荷,在(zài)這種反複交變的衝擊載荷的作用(yòng)下,軸很容易失效。
安裝時,主動滾(gǔn)筒和從動(dòng)滾筒的(de)中心線必須保證(zhèng)互相平行,否則,滾筒軸要承受徑向的剪切應力,平行度誤差(chà)越大(dà),滾筒軸受到的剪切應力越大。
2.斷軸(zhóu)的斷裂麵分析
由斷軸的(de)斷口可見:斷裂麵有截(jié)然不同的兩個區域,即疲勞(láo)斷裂區和瞬(shùn)斷區。從斷口斷麵看(kàn),斷口上疲勞區有明顯的(de)疲勞條紋,說明(míng)軸的破壞屬(shǔ)於疲勞破壞(huài):瞬斷區所占(zhàn)比例大約為50%,可以認為,在(zài)工作過程中,軸的過(guò)載程度比較大;從疲勞區看,磨(mó)得比較粗糙,說明疲勞裂紋產生(shēng)後,因過載程度太大,裂紋的擴展速度較快,疲勞(láo)裂紋擴展期在總壽命中所占的比例較小,兩(liǎng)斷麵還未發生摩(mó)擦就進入瞬(shùn)斷期;從瞬斷區看,斷口為(wéi)纖維狀,說明最後斷裂屬於韌性斷裂(liè)。所以,從斷口的形貌(mào)分(fèn)析可以判斷,軸(zhóu)的斷裂是屬於應力集中引起的多源疲勞斷裂。另(lìng)外(wài),根(gēn)據對斷軸的結構分析,發現80mm—90mm的軸肩過渡(dù)處,圓角半(bàn)徑較小,隻有(yǒu)2mm—3mm,應力集中(zhōng)較大,這也是引起軸早期斷裂的(de)重要原因之一。
3.鋼(gāng)材成分和熱處理分析
根據(jù)皮帶輸送機滾(gǔn)筒軸的使(shǐ)用條(tiáo)件和技術要求,結合(hé)有關資料介紹,軸應選用淬透(tòu)性較好的中(zhōng)碳合金結構鋼,它們的淬透性都比較好,經過調質處理後強韌結合較好,為進一步提高疲勞強度,熱處理後(hòu)的硬度還可提高到(dào)HB300左右。為緩和(hé)軸肩過渡(dù)處的應(yīng)力集中(zhōng),應(yīng)適當加大圓角(jiǎo)半徑,提高機加上質量。鍵槽部位中頻淬火操作時應注意避(bì)免熱影響區到達軸肩過渡處,如果采用局部表麵滾壓強化來提(tí)高這一區域的疲勞強度,可以在圓角過渡(dù)處形成有利於疲勞強度的表麵殘餘壓應力。
通過以上分析,可以得出以下結論:
(1)皮帶輸送機所處的位置坡度大,煤量大,頻繁的(de)重負荷停車或啟動,使(shǐ)軸承受(shòu)較大的反複交變的衝擊載荷,過早地(dì)發生疲勞破壞。建議在坡(pō)度大(dà)的位置使用(yòng)皮帶輸送機時,盡(jìn)量縮(suō)短皮帶輸送機的長(zhǎng)度,並且適當控製煤(méi)量,加強皮帶輸送機的管理(lǐ),避免(miǎn)頻(pín)繁啟動停車,尤其是重負荷停車或啟(qǐ)動。
(2)安裝質量差(chà),滾筒軸中心線不(bú)平行,使滾筒軸承受很大的剪切力,造成軸端彎(wān)曲或斷裂。建議(yì)提高安裝質量,縮小(xiǎo)滾筒軸(zhóu)的(de)不平(píng)行度。
(3)滾筒(tǒng)軸的材(cái)質(zhì)差,熱處(chù)理後達不到設計的技術要(yào)求,強度低,使(shǐ)軸發生(shēng)早期的(de)疲勞斷裂.建議(yì)選用淬透性較好的中碳合金結構鋼。
(4)80mm—90mm軸肩(jiān)過渡(dù)處,圓角半徑太小,隻有2mm—3mm,造成軸肩過渡處應力集中較高,這是軸出現早期斷裂的一個主要原因。建(jiàn)議(yì)提高機加上質量,適當加大圓角半徑(jìng),並采用局部表麵滾壓強化的方法,使疲勞壽命得到提高。
(5)熱處理質量差,軸的鍵槽部位需經過中頻淬火處理,淬火時操作不當(dāng),使軸頸變化的過渡處處於中頻淬火(huǒ)的(de)熱影響區內,熱影響區不(bú)利的殘餘應力與軸的幾何形(xíng)狀(zhuàng)突變(biàn)處的(de)應力集(jí)中(zhōng)迭加,是造成軸早期(qī)疲勞斷裂的原因(yīn)之一。建議提高熱處理質量,避免軸頸變化的過渡處處在熱處理的熱影響區內。(圖/文(wén)www.changrong-jx.com)
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