链板输送机链条失效原因及改进措施

　　链板输送机是煤化工行业中运送沥青的主要输送设备，安装在焦油工序最末的沥青采出工序上，主要完成液态沥青从高置槽流出的冷却、粒化和装车工作。链板输送机性能的好坏直接影响沥青运输流程的作业效率。
1、存在的问题
①链条运行结构形式不合理；②链条传动方式不合理；③运行负荷大，链条拉紧力大，各铰支点磨损剧烈，零部件寿命有限；④大修周期短，对输送设备功能发挥影响很大，同时也造成运行、维护费用高。
2、失效原因分析
(1)原链板输送机链条主要由链板、长短轴、挡圈、底板、侧板构成，链板的连接方式如图1所示。链板直接套在长短轴上，链板下表面与滑道的相对运动方式为滑动摩擦，链条在经过弯道及头尾轮时，与轴之间会产生相对转动，尤其在头轮处，在链轮牵引力的作用下，链板与轴之间强力张紧并相对转动，由此产生剧烈磨损。在运动过程中链条直接在滑道上滑动，由于滑动摩擦因数大，导致链条的整体运行负荷大。

1-长轴；2-短轴；3-链板(δ=20mm)；4-角钢；5-底板；6-链板(δ=40mm)
图1  原链板连接方式

　　(2)链条在经过弯道和首尾链轮时会在负荷作用下分别转动25°和60°，由于磨损是相互的，链板内孔在磨损轴的同时，也造成了自身的磨损，原设计的Φ40mm圆孔逐渐沿磨损面变长、变宽，形成腰形孔。由于闭合链条链板的内摩擦表面是重负荷摩擦表面，长期磨损中，它与腰形孔之间形成了危险截面，在冲击载荷作用下，发生链板断裂，断裂位置如图2所示。

(a)新链板 (b)磨损链板
1-重负荷摩擦表面；2-形成腰形孔；3-危险截面；4-磨损后的链板表面；5-原链板上下表面
图2  链板断裂位置

　　(3)底板和侧板腐蚀掉落失效。由于底板和侧板长期在水溶性环境下工作，沥青冷却水中富含酚类、苯类介质，对普通碳素结构钢腐蚀严重，导致底板、侧板或焊缝腐蚀失效。
3、改进措施
利用滚轮直接将链条从滑道上托起，变滑动摩擦为滚动摩擦，减小运行负荷。如图3所示。

1-短轴；2-链板(δ=16mm)；3-挡圈；4-滚轮；5-滚套；6-磨板
图3  滚轮安装位置图

　　(1)将链板从单双链条结构，改为全双链板结构，链板的厚度由原来一组链80mm减小为64mm，材质由原来的Q295变为Q345，以保证其抗拉强度。为达到延长链板和轴寿命的目的，需提高链板内孔的光洁度，因此需将原设计的基轴制的配合，改为基孔制的配合，在链板内孔加工到Φ40mm负公差的时候，用标准铰刀一次铰削成形，内壁光洁度达Ra3.2 m。
(2)短轴基本尺寸不变，考虑要同滚轮配合形成高副，其材质由Q275变为45号钢。
(3)长轴材质由Q275变为45号钢，同时长度可以作一定调整，以满足扩能的需求。
(4)增设的滚轮外径为100mm、内孔50mm、宽40mm，材质为20Cr。
(5)挡圈尺寸变薄，主要保证长短轴上各结构件能达到相互配合。
(6)底板加宽50mm，原材质为Q195，为了提高其强度，材质变为Q215。
根据生产实际，沥青链板输送机进行改造后达到的技术参数如表1所示。

表1 链板输送机的技术参数

　　4、改进后效果
(1)增加了产能，节省了成本。通过技术改造，运行负荷大大减小，改进前的运行电流为16～17A，改进后的运行电流为13～14A，每小时节约电能3kW·h。同时通过增加放料筛放料面积，提高单位时间放料量，改造后沥青产量从原来的12t/h提高到现在的15t/h。
(2)降低了故障率，减少维修费用。原传动方式中，运动部件的整体寿命约为两年，期间链板输送机的故障有链条整体拉长、链板断裂、断轴等。但通过套筒滚子链形式的改进，在实际使用中，发生断轴的几率降低。同时原链板在运行过程中的滑动摩擦被目前滚轮与滑道的滚动摩擦所替代，链板的拉力减小，孔与轴的磨损大幅减小，加上链板的侧面不再磨损，链板的使用寿命预计将达到5年以上。
(3)提高了设备利用率
改造前一年内链板输送机计划检修30d，但由于设备原因，故障停机时间大致为35d；改造后故障停机时间可降致20d，输送设备的有效利用率将提高4个百分点。