礦用圓環(huán)鏈制作工藝研究

摘要：礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈?zhǔn)遣擅涸O(shè)備不可或缺的重要傳動(dòng)部件，其質(zhì)量、性能的優(yōu)劣直接影響著采煤設(shè)備的壽命及煤礦的生產(chǎn)安全。長(zhǎng)期以來的大規(guī)格圓環(huán)鏈的生產(chǎn)主要依靠進(jìn)口原材料 （23Mn Ni Mo Cr 54鋼）、進(jìn)口設(shè)備，因此研究用國(guó)產(chǎn)原材料（23Mn Ni Mo Cr 54鋼）、國(guó)產(chǎn)制鏈設(shè)備進(jìn)行大規(guī)格礦用圓環(huán)鏈的加工有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：礦用圓環(huán)鏈；工藝；負(fù)荷

1 緒論

煤炭是我國(guó)能源構(gòu)成的重要部分，井下采煤在我國(guó)煤炭生產(chǎn)中占有很大比重。礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈?zhǔn)敲旱V采煤設(shè)備不可或缺的重要傳動(dòng)部件。圓環(huán)鏈具有承載能力大、傳動(dòng)緊湊簡(jiǎn)單、工作可靠、可長(zhǎng)距離傳動(dòng)、傳動(dòng)效率高、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期以來在煤礦生產(chǎn)中被廣泛于刮板輸送機(jī)、刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、刨煤機(jī)、滾筒采煤機(jī)及巷道掘進(jìn)機(jī)等。對(duì)目前我國(guó)的煤炭工業(yè)來說，礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈也是井下采煤機(jī)及刮板輸送機(jī)牽引機(jī)構(gòu)的首選。刮板鏈條具有導(dǎo)向、牽引、傳遞動(dòng)力及推移貨物的功能。其結(jié)構(gòu)主要由鏈條、刮板及接連器（連接環(huán)或接鏈環(huán)）組成，構(gòu)成一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。

2 大型礦用圓環(huán)鏈的制鏈工藝研究

礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈執(zhí)行GB/T127182009國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)各種規(guī)格型號(hào)圓環(huán)鏈的尺寸、性能要求進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，對(duì)如何保證質(zhì)量、如何達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，沒有規(guī)定，國(guó)內(nèi)外圓環(huán)鏈生產(chǎn)目前通用工藝流程為：

下料——編環(huán)（小規(guī)格直徑冷彎編結(jié)、大規(guī)格直徑為熱彎編結(jié)）——拋丸處理——焊接（閃光對(duì)焊）——一次預(yù)拉伸——中頻熱處理（淬火+回火）——二次拉伸強(qiáng)化整形——檢驗(yàn)——油漆。

2.1 下料工藝研究

下料工序是圓環(huán)鏈生產(chǎn)中的第一道工序，本工序工藝要求：棒料的橢圓度要小，端面的不平整度要小于0.5mm，長(zhǎng)度要均勻一致。

（1）棒料橢圓度、不平度的控制。

棒料的橢圓度，我廠工藝要求為直徑偏差的50%，橢圓度太大會(huì)影響編結(jié)后鏈環(huán)焊口間隙的，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量。對(duì)每個(gè)批次的原材料我們都會(huì)進(jìn)行材質(zhì)化驗(yàn)，外觀尺寸及橢圓度的檢查，如果發(fā)現(xiàn)不合格，會(huì)做退貨處理。目前國(guó)內(nèi)正規(guī)廠家如首鋼、石鋼、太鋼等生產(chǎn)的54鋼化學(xué)成分、機(jī)械性能、橢圓度等都符合制鏈工藝要求。

（2）下料長(zhǎng)度的計(jì)算確定。

下料長(zhǎng)度的初步確定一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，常用經(jīng)驗(yàn)公式有如下兩個(gè)：

公式1：L=πD+2t+1142W

公式2：L=114D+2t+b

式中：L——下料長(zhǎng)度

D——棒料直徑

t——成品鏈環(huán)節(jié)距

w——成品鏈環(huán)最小內(nèi)寬

b——成品鏈環(huán)最大外寬

2.2 編環(huán)工藝研究

編環(huán)工序就是利用設(shè)備、工裝、模具，將按工藝要求準(zhǔn)備好的棒料彎曲成一個(gè)個(gè)開口鏈環(huán)，環(huán)環(huán)相套，為下道工序焊接準(zhǔn)備合格的待焊鏈條。包括：冷編與熱編的選擇；編環(huán)工藝尺寸對(duì)鏈環(huán)質(zhì)量及性能的影響；編環(huán)模具的設(shè)計(jì)；編鏈工藝及芯軸的修正、調(diào)整。

2.3 拋丸處理的意義

對(duì)于熱編的大規(guī)格圓環(huán)鏈，拋丸處理是不可缺少的一道工序，因?yàn)殚W光焊接尤其是冷態(tài)閃光焊接對(duì)鏈環(huán)表面質(zhì)量要求較高，鏈環(huán)表面鐵銹及熱編產(chǎn)生的氧化皮都需要通過拋丸處理去除掉，這樣鏈環(huán)焊接時(shí)的導(dǎo)電性好些，拋丸處理還可以延長(zhǎng)電極使用壽命，提高焊接質(zhì)量。

2.4 閃光對(duì)焊工藝研究

閃光對(duì)焊（Flash Butt Welding）的原理就是利用對(duì)焊設(shè)備使兩端金屬接觸，其細(xì)小的接觸點(diǎn)的電阻及接觸表面的電弧產(chǎn)生熱量，將兩對(duì)接表面加熱，待金屬被加熱到一定溫度變軟后，對(duì)接頭進(jìn)行加壓頂鍛，形成對(duì)焊接頭。

2.5 礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的熱處理工藝研究

目前國(guó)內(nèi)圓環(huán)鏈制造企業(yè)，對(duì)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的熱處理，普遍采用的是中頻感應(yīng)連續(xù)加熱的方式，淬火+差溫回火的熱處理工藝。

中頻感應(yīng)連續(xù)加熱具有時(shí)間短、速度快、效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以避免箱式電阻爐長(zhǎng)時(shí)間加熱而引起晶粒長(zhǎng)大的情況，同時(shí)鏈條氧化少表面質(zhì)量好。

2.6 采用差溫回火的意義

圓環(huán)鏈回火早期為均溫回火，目前一般采用中頻差溫回火。均溫回火后鏈環(huán)各部位的硬度相同，但是由于一條鏈子中所有鏈環(huán)都是焊接成的，若回火溫度低，鏈條應(yīng)力高，鏈環(huán)焊口如存在缺陷易產(chǎn)生應(yīng)力集中，鏈條在使用中會(huì)發(fā)生早期斷裂。另外由于整個(gè)鏈環(huán)的硬度都較高。鏈環(huán)的直臂外側(cè)與刮板輸送機(jī)的中板摩擦容易產(chǎn)生裂紋。在井下腐蝕環(huán)境中會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。若回火溫度高，則鏈條的硬度、強(qiáng)度會(huì)低，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，鏈環(huán)鉸接處及鏈環(huán)與鏈輪接觸處就會(huì)不耐磨，縮短鏈條的使用壽命。

2.7 淬火溫度的確定

由于中頻感應(yīng)加熱速度快，為了使組織轉(zhuǎn)化充分，淬火溫度比一般的熱處理溫度應(yīng)該高30℃50℃。淬火溫度不宜過高，溫度過高會(huì)造成組織粗大，產(chǎn)生淬裂，造成力學(xué)性能降低等不良情況；也不能過低，溫度過低組織轉(zhuǎn)變不完全，會(huì)降低鏈環(huán)的硬度和力學(xué)性能。

2.8 回火溫度的確定

圓環(huán)鏈的安全性、可靠性是生產(chǎn)、使用企業(yè)特別關(guān)注的，當(dāng)今的制鏈企業(yè)，不再單追求提高鏈條強(qiáng)度有多高，而是綜合考慮，對(duì)鏈條的韌性也特別重視。這是因?yàn)殒湕l韌性好，可以阻止顯微裂紋的長(zhǎng)大，鏈條硬度過高會(huì)有裂紋擴(kuò)展的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)沖擊載荷及震動(dòng)比較敏感，尤其在井下工作時(shí)，工況復(fù)雜經(jīng)常會(huì)遇到大塊煤塊及巖石，常常受到?jīng)_擊載荷。因此為了取得綜合機(jī)械性能，我們采用較高的回火溫度550℃左右。

3 結(jié)語

近幾年，制造出了國(guó)產(chǎn)的大型圓環(huán)鏈全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)、全自動(dòng)編鏈機(jī)、拉伸機(jī)等，價(jià)格比進(jìn)口低很多，品質(zhì)、性能與進(jìn)口設(shè)備不相上下，而且售后服務(wù)方便。因此采用國(guó)產(chǎn)原材料、國(guó)產(chǎn)制鏈設(shè)備生產(chǎn)大型礦用圓環(huán)鏈，可以大大降低大規(guī)格鏈條的采購(gòu)費(fèi)用，對(duì)降低采煤成本具有重大意義。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：趙志宏（1988），男，漢族，山西晉城高平人，大專。