Strategia zarządzania łańcuchem AFC wydłuża żywotność i zapobiega nieplanowanym przestojom
Łańcuch górniczymoże wykonać lub przerwać operację.Podczas gdy większość kopalń ścianowych używa łańcuchów o średnicy 42 mm lub większej w swoich przenośnikach ścianowych (AFC), wiele kopalń ma łańcuch 48 mm, a niektóre łańcuchy o długości nawet 65 mm.Większe średnice mogą wydłużyć żywotność łańcucha.Operatorzy ścianowi często spodziewają się, że łańcuch o średnicy 48 mm przekroczy 11 milionów ton, a łańcuch o średnicy 65 mm przekroczy nawet 20 milionów ton, zanim łańcuch zostanie wycofany z eksploatacji.Łańcuch w tych większych rozmiarach jest drogi, ale warto, jeśli można wydobyć cały panel lub dwa bez przestoju z powodu awarii łańcucha.Ale jeśli zerwanie łańcucha nastąpi z powodu złego zarządzania, niewłaściwej obsługi, niewłaściwego monitorowania lub z powodu warunków środowiskowych, które mogą powodować pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC), kopalnia napotyka poważne problemy.W tej sytuacji cena zapłacona za ten łańcuch staje się dyskusyjna.
Jeśli operator ścianowy nie obsługuje łańcucha możliwie najlepszego w warunkach panujących w kopalni, jeden nieplanowany przestój może z łatwością zniweczyć wszelkie oszczędności uzyskane w procesie zakupu.Co zatem powinien zrobić operator ścianowy?Powinni zwracać szczególną uwagę na warunki specyficzne dla danego miejsca i ostrożnie wybierać sieć.Po zakupie sieci muszą poświęcić dodatkowy czas i pieniądze niezbędne do prawidłowego zarządzania inwestycją.To może przynieść znaczące dywidendy.
Obróbka cieplna może zwiększyć wytrzymałość łańcucha, zmniejszyć jego kruchość, złagodzić naprężenia wewnętrzne, zwiększyć odporność na zużycie lub poprawić obrabialność łańcucha.Obróbka cieplna stała się formą sztuki i różni się w zależności od producenta.Celem jest uzyskanie równowagi właściwości metalu, aby jak najlepiej dopasować produkt do jego funkcji.Łańcuch utwardzany różnicowo jest jedną z bardziej wyrafinowanych technik stosowanych przez Parsons Chain, w której korona ogniwa łańcucha pozostaje twarda, aby oprzeć się zużyciu, a nogi, jeśli ogniwa są bardziej miękkie, zwiększają wytrzymałość i plastyczność podczas użytkowania.
Twardość jest odpornością na zużycie i jest oznaczana przez liczbę twardości Brinella przez symbol HB lub liczbę twardości Vickersa (HB).Skala twardości Vickersa jest naprawdę proporcjonalna, więc materiał o twardości 800 HV jest osiem razy twardszy niż materiał o twardości 100 HV.W ten sposób zapewnia racjonalną skalę twardości od najdelikatniejszego do najtwardszego materiału.Dla niskich wartości twardości, do około 300, wyniki twardości Vickersa i Brinella są w przybliżeniu takie same, ale dla wyższych wartości wyniki Brinella są niższe z powodu odkształcenia wgłębnika kulowego.
Test udarności Charpy'ego jest miarą kruchości materiału, którą można uzyskać w teście udarności.Ogniwo łańcucha jest nacinane w punkcie spawania na ogniwie i umieszczane na ścieżce kołyszącego się wahadła, przy czym energia potrzebna do złamania próbki jest mierzona poprzez zmniejszenie wychylenia wahadła.
Większość producentów łańcuchów oszczędza kilka metrów z każdej partii, aby umożliwić przeprowadzenie pełnych testów niszczących.Pełne wyniki testów i certyfikaty są zwykle dostarczane z łańcuchem, który jest zwykle wysyłany w parach o długości 50 m.Wydłużenie przy sile testowej i całkowite wydłużenie przy zerwaniu są również wykreślane podczas tego testu niszczącego.
Optymalny łańcuch
Celem jest połączenie wszystkich tych cech w celu stworzenia optymalnego łańcucha, który obejmuje następujące osiągi:
• Większa wytrzymałość na rozciąganie;
• Większa odporność na zużycie ogniwa wewnętrznego;
• Wysoka odporność na uszkodzenia koła łańcuchowego;
• Większa odporność na pękanie martenzytyczne;
• Poprawiona wytrzymałość;
• Zwiększona trwałość zmęczeniowa;I
• Odporność na SCC.
Jednak nie ma jednego idealnego rozwiązania, są tylko różne kompromisy.Wysoka granica plastyczności będzie miała tendencję do powodowania wysokich naprężeń szczątkowych, jeśli jest powiązana z wysoką twardością w celu zwiększenia odporności na zużycie, będzie również miała tendencję do zmniejszania ciągliwości i odporności na korozję naprężeniową.
Producenci nieustannie dążą do opracowania łańcucha, który będzie działał dłużej i przetrwa trudne warunki.Niektórzy producenci galwanizują łańcuchy, aby poradzić sobie z korozyjnymi środowiskami.Inną opcją jest łańcuch COR-X, który wykonany jest z opatentowanego stopu wanadu, niklu, chromu i molibdenu, który zwalcza SCC.To, co czyni to rozwiązanie wyjątkowym, to fakt, że właściwości antykorozyjne są jednorodne w całej strukturze metalurgicznej łańcucha, a jego skuteczność nie zmienia się wraz ze zużyciem łańcucha.Udowodniono, że COR-X znacznie wydłuża żywotność łańcucha w środowiskach korozyjnych i praktycznie eliminuje awarie spowodowane korozją naprężeniową.Testy wykazały, że siła zrywająca i robocza jest zwiększona o 10%.Uderzenie w karb jest zwiększone o 40%, a odporność na SCC jest zwiększona o 350% w porównaniu ze zwykłym łańcuchem (DIN 22252).
Istnieją przypadki, w których łańcuch COR-X 48 mm przepracował 11 milionów ton bez awarii związanej z łańcuchem przed wycofaniem z eksploatacji.A początkowa instalacja szerokopasmowego łańcucha OEM firmy Joy w kopalni BHP Billiton San Juan obejmowała łańcuch Parsons COR-X wyprodukowany w Wielkiej Brytanii, który podobno przetransportował do 20 milionów ton ze ściany w ciągu swojego życia.
Odwróć łańcuch, aby przedłużyć żywotność łańcucha
Główną przyczyną zużycia łańcucha jest ruch każdego ogniwa pionowego obracającego się wokół sąsiedniego ogniwa poziomego podczas wchodzenia i wychodzenia z koła napędowego.Prowadzi to również do większego zużycia w jednej płaszczyźnie ogniw, gdy obracają się one przez zębatkę, dlatego jednym z najskuteczniejszych sposobów przedłużenia żywotności używanego łańcucha jest obrót lub odwrócenie go o 180º, aby uruchomić łańcuch w przeciwnym kierunku .Spowoduje to, że „nieużywane” powierzchnie ogniw będą działać, co spowoduje mniejsze zużycie obszaru ogniw, co przełoży się na dłuższą żywotność łańcucha.
Nierówne obciążenie przenośnika, z różnych powodów, może prowadzić do nierównomiernego zużycia dwóch łańcuchów, powodując szybsze zużycie jednego łańcucha niż drugiego.Nierównomierne zużycie lub rozciągnięcie jednego lub obu łańcuchów, co może się zdarzyć w przypadku podwójnych zespołów zaburtowych, może spowodować niedopasowanie lub przesunięcie zgarniaków podczas obracania się wokół koła napędowego.Może to być również spowodowane poluzowaniem jednego z dwóch łańcuchów.Ten efekt niewyważenia doprowadzi do problemów operacyjnych, a także spowoduje nadmierne zużycie i możliwe uszkodzenie kół napędowych.
Napinanie systemu
Konieczny jest systematyczny program napinania i konserwacji, aby zapewnić, że po zamontowaniu tempo zużycia łańcucha jest kontrolowane, przy czym oba łańcuchy wydłużają się w wyniku zużycia w kontrolowanym i porównywalnym tempie.
W ramach programu konserwacji personel konserwacyjny będzie mierzyć zużycie i napięcie łańcucha, wymieniając łańcuch, gdy zużyje się o więcej niż 3%.Aby ocenić, co realnie oznacza taki stopień zużycia łańcuchów, należy pamiętać, że na ścianie o długości 200 m zużycie łańcuchów na poziomie 3% implikuje zwiększenie długości łańcucha o 12 m na każdą splotkę.Personel konserwacyjny będzie również wymieniał napędzane i powrotne koła łańcuchowe oraz ściągacze, gdy te się zużyją lub uszkodzą, sprawdzi skrzynię biegów i poziom oleju oraz upewni się w regularnych odstępach czasu, czy śruby są dokręcone.
Istnieją dobrze znane metody obliczania prawidłowego poziomu naprężenia wstępnego, które okazują się bardzo przydatnym przewodnikiem po wartościach początkowych.Jednak najbardziej niezawodną metodą jest obserwacja łańcucha opuszczającego koło napędowe, gdy AFC pracuje w warunkach pełnego obciążenia.Łańcuch powinien być widoczny tylko z minimalnym luzem (dwa ogniwa), gdy odrywa się od koła napędowego.Kiedy taki poziom istnieje, napięcie wstępne należy zmierzyć, zarejestrować i ustawić na przyszłość jako poziom operacyjny dla tej konkretnej ściany.Odczyty wstępnego naprężenia powinny być wykonywane regularnie i odnotowywać liczbę usuniętych ogniw.Zapewni to wczesne ostrzeżenie o rozpoczęciu lub nadmiernym zużyciu mechanizmu różnicowego.
Wygięte zabieraki należy niezwłocznie wyprostować lub wymienić.Zmniejszają one wydajność przenośnika i mogą spowodować wypadnięcie prowadnicy z dolnej bieżni i wskoczenie na zębatkę, powodując uszkodzenie obu łańcuchów, zębatki i zgarniaków.
Operatorzy ścian powinni zachować czujność w przypadku zużytych i uszkodzonych zgarniaczy łańcuchów, ponieważ mogą one powodować pozostawienie luźnego łańcucha w kole zębatym, co może spowodować zakleszczenie i uszkodzenie.
Zarządzanie łańcuchem rozpoczyna się podczas instalacji
Nie można przecenić potrzeby posiadania dobrej, prostej linii twarzy.Jakiekolwiek odchylenie w wyrównaniu powierzchni czołowej prawdopodobnie spowoduje różnice naprężeń wstępnych między łańcuchami czołowymi i czołowymi, prowadząc do nierównomiernego zużycia.Jest to bardziej prawdopodobne na nowo utworzonej ścianie, ponieważ łańcuchy przechodzą przez okres „dopasowania”.
Po utworzeniu się wzoru zużycia mechanizmu różnicowego jest on praktycznie niemożliwy do naprawienia.Najczęściej mechanizm różnicowy pogarsza się wraz ze zużyciem luźnego łańcucha, co powoduje zwiększenie luzu.
Negatywne skutki biegania ze słabą linią twarzy, prowadzące do nadmiernych odchyleń bocznych naprężeń bocznych, są ilustrowane przez przegląd liczb.Na przykład ściana o długości 1000 stóp z 42-milimetrowym łańcuchem AFC, który ma około 4000 ogniw z każdej strony.Zaakceptowanie faktu, że usuwanie zużytego metalu między łącznikami odbywa się na obu końcach łącznika.Łańcuch ma 8000 punktów, w których metal ściera się pod wpływem nacisku między ogniwami podczas napędzania i wibrowania w dół czoła, obciążenia udarowego lub korozji.Dlatego na każde 1/1000 cala zużycia generujemy 8 cali wzrostu długości.Wszelkie niewielkie różnice między szybkością zużywania się powierzchni czołowej i czołowej, spowodowane nierównomiernym naprężeniem, szybko mnożą się do znacznych różnic w długości łańcucha.
Jednoczesne wykonanie dwóch odkuwek na kole zębatym może doprowadzić do nadmiernego zużycia profilu zęba.Jest to spowodowane utratą dodatniego położenia w kole napędowym, co umożliwia ślizganie się ogniwa po zębach napędowych.To działanie ślizgowe wcina się w ogniwo, a także zwiększa stopień zużycia zębów koła łańcuchowego.Raz ustalony jako wzorzec zużycia, może tylko przyspieszać.Przy pierwszych oznakach przecięcia ogniwa należy sprawdzić zębatki iw razie potrzeby wymienić, zanim uszkodzenie zniszczy łańcuch.
Zbyt wysokie napięcie wstępne łańcucha spowoduje również nadmierne zużycie zarówno łańcucha, jak i zębatki.Naprężenia wstępne łańcucha muszą być ustawione na wartości, które zapobiegają powstawaniu zbyt dużego luzu łańcucha przy pełnym obciążeniu.Takie warunki pozwolą na „wyskoczenie” listew zgarniających i ryzyko uszkodzenia tylnej zębatki spowodowanej zbijaniem się łańcucha podczas opuszczania zębatki.Jeśli wstępne naprężenie jest ustawione zbyt wysoko, istnieją dwa oczywiste zagrożenia: nadmierne zużycie ogniw łańcucha i nadmierne zużycie kół napędowych.
Nadmierne napięcie łańcucha może być zabójcze
Powszechną tendencją jest zbyt ciasne napinanie łańcucha.Celem powinno być regularne sprawdzanie napięcia wstępnego i usuwanie luzu łańcucha o dwa ogniwa.Więcej niż dwa ogniwa wskazywałyby, że łańcuch jest zbyt luźny lub usunięcie czterech ogniw spowodowałoby zbyt duże napięcie wstępne, które spowodowałoby znaczne zużycie ogniw i poważnie skróciłoby żywotność łańcucha.
Zakładając dobre ustawienie czoła, wartość naprężenia wstępnego z jednej strony nie powinna przekraczać wartości z drugiej strony o więcej niż jedną tonę.Dobre zarządzanie powierzchnią czołową powinno zapewniać, że jakakolwiek różnica może być utrzymana na poziomie nie większym niż dwie tony przez cały okres eksploatacji łańcucha.
Zwiększenie długości spowodowane zużyciem ogniw (czasami błędnie określane jako „rozciągnięcie łańcucha”) może osiągnąć 2% i nadal działać z nowymi zębatkami.
Stopień zużycia ogniw nie stanowi problemu, jeśli łańcuch i zębatki zużywają się razem, zachowując w ten sposób swoją kompatybilność.Jednak zużycie zazębienia powoduje zmniejszenie obciążenia zrywającego łańcuchy i odporności na obciążenia udarowe.
Prostą metodą pomiaru zużycia zazębienia jest użycie suwmiarki, pomiar w pięciu odcinkach podziałki i zastosowanie do wykresu wydłużenia łańcucha.Łańcuchy będą generalnie rozważane do wymiany, gdy zużycie ogniw przekroczy 3%.Niektórzy konserwatywni kierownicy utrzymania ruchu nie lubią, gdy wydłużenie ich łańcucha przekracza 2%.
Dobre zarządzanie łańcuchem zaczyna się na etapie instalacji.Intensywne monitorowanie z ewentualnymi korektami w okresie dopasowywania pomoże zapewnić długą i bezproblemową żywotność łańcucha.
(Dzięki uprzejmościściana Elltona)
Czas postu: 26 września 2022 r