۱. داستان زنجیرهای گرد برای استخراج معادن
با افزایش تقاضا برای انرژی زغال سنگ در اقتصاد جهانی، ماشین آلات معدن زغال سنگ به سرعت توسعه یافته اند. به عنوان تجهیزات اصلی استخراج جامع مکانیزه زغال سنگ در معادن زغال سنگ، بخش انتقال در نوار نقاله خراشنده نیز به سرعت توسعه یافته است. به یک معنا، توسعه نوار نقاله خراشنده به توسعه ... بستگی دارد.زنجیره حلقه گرد با استحکام بالا برای استخراج معادنزنجیر گرد با استحکام بالای معدنی، بخش کلیدی نوار نقاله زنجیری در معدن زغال سنگ است. کیفیت و عملکرد آن ...به طور مستقیم بر راندمان کاری تجهیزات و خروجی زغال سنگ معدن زغال سنگ تأثیر می‌گذارد.
توسعه زنجیره‌های گرد با استحکام بالای معدنی عمدتاً شامل جنبه‌های زیر است: توسعه فولاد برای زنجیره‌های گرد معدنی، توسعه فناوری عملیات حرارتی زنجیره، بهینه‌سازی اندازه و شکل زنجیره‌های فولادی گرد، طراحی زنجیره‌های مختلف و توسعه فناوری ساخت زنجیره. با توجه به این پیشرفت‌ها، خواص مکانیکی و قابلیت اطمینان زنجیره‌های گرد افزایش یافته است.زنجیره پیوند گرد معدنتا حد زیادی بهبود یافته است. مشخصات و خواص مکانیکی زنجیر تولید شده توسط برخی از شرکت‌های پیشرفته تولید زنجیر در جهان، بسیار فراتر از استاندارد DIN 22252 آلمان است که به طور گسترده در جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فولاد درجه پایین اولیه برای استخراج زنجیره‌های گرد در خارج از کشور، عمدتاً فولاد منگنز کربنی با محتوای کربن کم، محتوای عناصر آلیاژی کم، سختی‌پذیری کم و قطر زنجیره کمتر از ø 19 میلی‌متر بود. در دهه 1970، فولادهای زنجیرهای درجه بالای سری منگنز نیکل کروم مولیبدن توسعه یافتند. فولادهای معمول شامل 23MnNiMoCr52، 23MnNiMoCr64 و غیره هستند. این فولادها سختی‌پذیری، جوش‌پذیری و استحکام و چقرمگی خوبی دارند و برای تولید زنجیره درجه C در مقیاس بزرگ مناسب هستند. فولاد 23MnNiMoCr54 در اواخر دهه 1980 توسعه یافت. بر اساس فولاد 23MnNiMoCr64، محتوای سیلیکون و منگنز کاهش و محتوای کروم و مولیبدن افزایش یافت. چقرمگی آن از فولاد 23MnNiMoCr64 بهتر بود. در سال‌های اخیر، با توجه به بهبود مستمر الزامات عملکرد زنجیر فولادی با اتصال گرد و افزایش مداوم مشخصات زنجیر به دلیل استخراج مکانیزه زغال سنگ در معادن زغال سنگ، برخی از شرکت‌های زنجیرهای، گریدهای فولادی جدید و ویژه‌ای را توسعه داده‌اند که برخی از خواص این گریدهای فولادی جدید، بالاتر از فولاد 23MnNiMoCr54 است. به عنوان مثال، فولاد "HO" که توسط شرکت آلمانی JDT توسعه یافته است، می‌تواند استحکام زنجیر را در مقایسه با فولاد 23MnNiMoCr54، 15 درصد افزایش دهد.
۲. شرایط سرویس زنجیره استخراج و تحلیل شکست
۲.۱ شرایط خدمات زنجیره معدن
شرایط سرویس زنجیر با حلقه گرد عبارتند از: (1) نیروی کششی؛ (2) خستگی ناشی از بار ضربانی؛ (3) اصطکاک و سایش بین حلقه‌های زنجیر، حلقه‌های زنجیر و چرخ‌دنده‌های زنجیر، و حلقه‌های زنجیر و صفحات میانی و کناره‌های شیار رخ می‌دهد؛ (4) خوردگی در اثر تماس با زغال سنگ پودر شده، پودر سنگ و هوای مرطوب ایجاد می‌شود.
۲.۲ تحلیل شکست حلقه‌های زنجیره معدن
انواع شکستگی حلقه‌های زنجیر معدن را می‌توان تقریباً به موارد زیر تقسیم کرد: (1) بار زنجیر از بار شکست استاتیک آن تجاوز می‌کند و منجر به شکستگی زودرس می‌شود. این شکستگی بیشتر در قسمت‌های معیوب شانه حلقه زنجیر یا ناحیه مستقیم آن رخ می‌دهد، مانند ترک ناشی از جوشکاری قوسی لب به لب در ناحیه تحت تأثیر حرارت و ترک خوردگی مواد میله‌ای؛ (2) پس از مدتی کار، حلقه زنجیر معدن به بار شکست نرسیده و در نتیجه شکستگی ناشی از خستگی رخ می‌دهد. این شکستگی بیشتر در محل اتصال بین بازوی مستقیم و تاج حلقه زنجیر رخ می‌دهد.
الزامات زنجیر حلقه‌ای گرد معدن: (1) ظرفیت تحمل بار بالا تحت جنس و مقطع یکسان؛ (2) بار گسیختگی بالاتر و ازدیاد طول بهتر؛ (3) تغییر شکل کوچک تحت اثر حداکثر ظرفیت بارگذاری برای اطمینان از شبکه‌بندی خوب؛ (4) استحکام خستگی بالا؛ (5) مقاومت سایشی بالا؛ (6) چقرمگی بالا و جذب بهتر بار ضربه؛ (7) ابعاد هندسی مطابق با نقشه.
۳. فرآیند تولید زنجیره معدن
فرآیند تولید زنجیره معدنبرش میلگرد → خمکاری و بافندگی → اتصال → جوشکاری → آزمایش اولیه → عملیات حرارتی → آزمایش ثانویه → بازرسی. جوشکاری و عملیات حرارتی فرآیندهای کلیدی در تولید زنجیرهای گرد معدنی هستند که به طور مستقیم بر کیفیت محصول تأثیر می‌گذارند. پارامترهای جوشکاری علمی می‌توانند بازده را بهبود بخشیده و هزینه تولید را کاهش دهند. فرآیند عملیات حرارتی مناسب می‌تواند به خواص مواد کمک کرده و کیفیت محصول را بهبود بخشد.
به منظور تضمین کیفیت جوشکاری زنجیره معدن، جوشکاری قوسی دستی و جوشکاری مقاومتی لب به لب حذف شده‌اند. جوشکاری لب به لب فلش به دلیل مزایای برجسته آن مانند درجه بالای اتوماسیون، شدت کار کم و کیفیت پایدار محصول، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در حال حاضر، عملیات حرارتی زنجیره‌های گرد معدنی عموماً شامل گرمایش القایی با فرکانس متوسط، کوئنچ مداوم و تمپر کردن است. اساس گرمایش القایی با فرکانس متوسط این است که ساختار مولکولی جسم تحت میدان الکترومغناطیسی هم زده می‌شود، مولکول‌ها انرژی دریافت می‌کنند و برای تولید گرما با هم برخورد می‌کنند. در طول عملیات حرارتی القایی با فرکانس متوسط، سلف به جریان متناوب با فرکانس متوسط با فرکانس مشخص متصل می‌شود و حلقه‌های زنجیره با سرعت یکنواخت در سلف حرکت می‌کنند. به این ترتیب، یک جریان القایی با فرکانس مشابه و جهت مخالف سلف در حلقه‌های زنجیره تولید می‌شود، به طوری که انرژی الکتریکی می‌تواند به انرژی گرمایی تبدیل شود و حلقه‌های زنجیره می‌توانند در مدت زمان کوتاهی تا دمای مورد نیاز برای کوئنچ و تمپر کردن گرم شوند.
گرمایش القایی با فرکانس متوسط سرعت بالا و اکسیداسیون کمتری دارد. پس از کوئنچ، ساختار کوئنچ بسیار ریز و اندازه دانه آستنیت حاصل می‌شود که استحکام و چقرمگی حلقه زنجیر را بهبود می‌بخشد. در عین حال، مزایای تمیزی، بهداشت، تنظیم آسان و راندمان تولید بالا را نیز دارد. در مرحله تمپر کردن، ناحیه جوش حلقه زنجیر از دمای تمپر بالاتری عبور می‌کند و مقدار زیادی از تنش داخلی کوئنچ را در مدت زمان کوتاهی از بین می‌برد که تأثیر بسیار قابل توجهی در بهبود پلاستیسیته و چقرمگی ناحیه جوش و تأخیر در شروع و توسعه ترک‌ها دارد. دمای تمپر کردن در بالای شانه حلقه زنجیر پایین است و پس از تمپر کردن سختی بالاتری دارد که منجر به سایش حلقه زنجیر در طول فرآیند کار، یعنی سایش بین حلقه‌های زنجیر و درگیری بین حلقه‌های زنجیر و چرخ‌دنده زنجیر می‌شود.
۴. نتیجه‌گیری
(1) فولاد مورد استفاده در معدن با زنجیرهای گرد با استحکام بالا، در جهت استحکام بالاتر، سختی‌پذیری بالاتر، چقرمگی پلاستیکی بالاتر و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر نسبت به فولاد 23MnNiMoCr54 که معمولاً در جهان استفاده می‌شود، در حال توسعه است. در حال حاضر، گریدهای جدید و ثبت اختراع شده‌ای از فولاد به کار گرفته شده‌اند.
(2) بهبود خواص مکانیکی زنجیره‌های گرد با استحکام بالای معدنی، بهبود مستمر و کمال روش عملیات حرارتی را ارتقا می‌دهد. کاربرد منطقی و کنترل دقیق فناوری عملیات حرارتی، کلید بهبود خواص مکانیکی زنجیره است. فناوری عملیات حرارتی زنجیره معدنی به فناوری اصلی سازندگان زنجیره تبدیل شده است.
(3) اندازه، شکل و ساختار زنجیر زنجیر گرد با استحکام بالای معدنی بهبود یافته و بهینه شده است. این بهبودها و بهینه‌سازی‌ها بر اساس نتایج تحلیل تنش زنجیر و تحت شرایطی انجام شده است که نیاز به افزایش قدرت تجهیزات معدن زغال سنگ و فضای زیرزمینی محدود معدن زغال سنگ باشد.
(4) افزایش مشخصات زنجیرهای گرد با استحکام بالای معدنی، تغییر فرم ساختاری و بهبود خواص مکانیکی، به طور قابل توجهی باعث توسعه سریع تجهیزات و فناوری ساخت زنجیرهای گرد فولادی شده است.
زمان ارسال: ۲۲ دسامبر ۲۰۲۱
