1. סיפורן של שרשראות חוליות עגולות לכרייה
עם הביקוש הגובר לאנרגיית פחם בכלכלה העולמית, מכונות כריית פחם התפתחו במהירות. כציוד העיקרי של כריית פחם ממוכנת מקיפה במכרות פחם, גם רכיב ההולכה במסוע הגירוד התפתח במהירות. במובן מסוים, פיתוח מסוע הגירוד תלוי בפיתוח שלשרשרת חוליות עגולה בחוזק גבוה לכרייהשרשרת חוליות עגולה בעלת חוזק גבוה לכרייה היא החלק המרכזי במסוע מגרד השרשרת במכרה פחם. האיכות והביצועים שלה יעשו...משפיעים ישירות על יעילות העבודה של הציוד ועל תפוקת הפחם של מכרה הפחם.
פיתוח שרשראות חוליות עגולות בעלות חוזק גבוה לכרייה כולל בעיקר את ההיבטים הבאים: פיתוח פלדה לכריית שרשראות חוליות עגולות, פיתוח טכנולוגיית טיפול בחום בשרשרת, אופטימיזציה של גודל וצורת שרשראות חוליות מפלדה עגולה, עיצוב שרשראות שונות ופיתוח טכנולוגיית ייצור שרשראות. בשל פיתוחים אלה, התכונות המכניות והאמינות של...שרשרת חוליות עגולה לכרייהשופרו מאוד. המפרטים והתכונות המכניות של שרשראות המיוצרות על ידי כמה מפעלי ייצור שרשראות מתקדמים בעולם עלו בהרבה על התקן הגרמני DIN 22252 הנמצא בשימוש נרחב בעולם.
הפלדה המוקדמת ביותר בדרגה נמוכה לכריית שרשראות עגולות בחו"ל הייתה בעיקר פלדת פחמן מנגן, עם תכולת פחמן נמוכה, תכולת יסודות סגסוגת נמוכה, יכולת הקשייה נמוכה וקוטר שרשרת < ø 19 מ"מ. בשנות ה-70 פותחו פלדות שרשרת ברמה גבוהה מסדרת מנגן ניקל כרום מוליבדן. פלדות אופייניות כוללות 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64 וכו'. לפלדות אלו יכולת הקשייה, יכולת ריתוך, חוזק וקשיחות טובים, והן מתאימות לייצור שרשראות בדרגה C בקנה מידה גדול. פלדת 23MnNiMoCr54 פותחה בסוף שנות ה-80. בהתבסס על פלדת 23MnNiMoCr64, תכולת הסיליקון והמנגן הופחתה ותכולת הכרום והמוליבדן הוגברה. קשיחותה הייתה טובה יותר מזו של פלדת 23MnNiMoCr64. בשנים האחרונות, עקב השיפור המתמיד בדרישות הביצועים של שרשראות פלדה עגולות והעלייה המתמשכת במפרטי השרשרת עקב כריית פחם ממוכנת במכרות פחם, פיתחו כמה חברות שרשראות דרגות פלדה חדשות ומיוחדות, וחלק מהתכונות של דרגות פלדה חדשות אלו גבוהות יותר מפלדת 23MnNiMoCr54. לדוגמה, פלדת "HO" שפותחה על ידי חברת JDT הגרמנית יכולה להגדיל את חוזק השרשרת ב-15% בהשוואה לפלדת 23MnNiMoCr54.
2. תנאי שירות וניתוח כשל בשרשרת הכרייה
2.1 תנאי שירות שרשרת הכרייה
תנאי השירות של שרשרת חוליות עגולות הם: (1) כוח מתיחה; (2) עייפות הנגרמת מעומס פועם; (3) חיכוך ובלאי מתרחשים בין חוליות השרשרת, חוליות השרשרת וגלגלי השיניים של השרשרת, לבין חוליות השרשרת והלוחות האמצעיים ודפנות החריץ; (4) קורוזיה נגרמת מפעולת פחם כתוש, אבקת סלעים ואוויר לח.
2.2 ניתוח כשל של חוליות שרשרת כרייה
ניתן לחלק באופן גס את צורות השבירה של חוליות שרשרת הכרייה ל: (1) עומס השרשרת עולה על עומס השבירה הסטטי שלה, מה שגורם לשבר מוקדם. שבר זה מתרחש לרוב בחלקים פגומים של כתף חוליית השרשרת או באזור הישר, כגון סדק כתוצאה מריתוך קת הבזק באזור מושפע חום וסדק בחומר מוט בודד; (2) לאחר פעולה למשך זמן מה, חוליית שרשרת הכרייה לא הגיעה לעומס השבירה, מה שגורם לשבר הנגרם מעייפות. שבר זה מתרחש לרוב בחיבור בין הזרוע הישרה לראש חוליית השרשרת.
דרישות לשרשרת חוליות עגולה לכרייה: (1) כושר נשיאה גבוה תחת אותו חומר וחתך; (2) עומס שבירה גבוה יותר והתארכות טובה יותר; (3) עיוות קטן תחת פעולת כושר העמסה מקסימלי כדי להבטיח רשת טובה; (4) חוזק עייפות גבוה; (5) עמידות גבוהה בפני שחיקה; (6) קשיחות גבוהה וספיגת עומס פגיעה טובה יותר; (7) מידות גיאומטריות בהתאם לשרטוט.
3. תהליך ייצור שרשרת הכרייה
תהליך ייצור של שרשרת כרייהחיתוך מוטות → כיפוף וסריגה → חיבור → ריתוך → בדיקת הוכחה ראשונית → טיפול בחום → בדיקת הוכחה משנית → בדיקה. ריתוך וטיפול בחום הם התהליכים המרכזיים בייצור שרשרת חוליות עגולה לכרייה, המשפיעים ישירות על איכות המוצר. פרמטרי ריתוך מדעיים יכולים לשפר את התפוקה ולהפחית את עלות הייצור; תהליך טיפול בחום מתאים יכול לתת משחק מלא לתכונות החומר ולשפר את איכות המוצר.
על מנת להבטיח את איכות הריתוך של שרשרת הכרייה, ביטלו את השימוש בריתוך קשת ידני ובריתוך קת התנגדות. ריתוך קת בזק נמצא בשימוש נרחב בשל יתרונותיו הבולטים כגון רמת אוטומציה גבוהה, עצימות עבודה נמוכה ואיכות מוצר יציבה.
כיום, טיפול בחום של שרשרת חוליות עגולה בכרייה מאמץ בדרך כלל חימום אינדוקציה בתדר בינוני, מרווה וריסוס רציף. מהות חימום האינדוקציה בתדר בינוני היא שהמבנה המולקולרי של האובייקט נע תחת שדה אלקטרומגנטי, המולקולות מקבלות אנרגיה ומתנגשות כדי לייצר חום. במהלך טיפול בחום אינדוקציה בתדר בינוני, המשרן מחובר לזרם חילופין בתדר בינוני בתדר מסוים, וחוליות השרשרת נעות במהירות אחידה בתוך המשרן. בדרך זו, ייווצר זרם מושרה באותו תדר ובכיוון הפוך כמו המשרן בחוליות השרשרת, כך שניתן להמיר את האנרגיה החשמלית לאנרגיית חום, ולחמם את חוליות השרשרת לטמפרטורה הנדרשת למרווה וריסוס תוך זמן קצר.
לחימום אינדוקציה בתדר בינוני יש מהירות גבוהה ופחות חמצון. לאחר הרפיה, ניתן להשיג מבנה הרפיה עדין מאוד וגודל גרגירים אוסטניט, מה שמשפר את חוזק וקשיחות חוליית השרשרת. יחד עם זאת, יש לו גם יתרונות של ניקיון, תברואה, כוונון קל ויעילות ייצור גבוהה. בשלב ההרפיה, אזור ריתוך חוליית השרשרת עובר טמפרטורת הרפיה גבוהה יותר ומבטל כמות גדולה של מאמץ פנימי של הרפיה בזמן קצר, דבר שיש לו השפעה משמעותית מאוד על שיפור הפלסטיות והקשיחות של אזור הריתוך ועיכוב תחילתם והתפתחותם של סדקים. טמפרטורת ההרפיה בחלק העליון של כתף חוליית השרשרת נמוכה, ויש לה קשיות גבוהה יותר לאחר ההרפיה, דבר התורם לבלאי חוליית השרשרת במהלך תהליך העבודה, כלומר, הבלאי בין חוליות השרשרת והרשת בין חוליות השרשרת לגלגל השיניים של השרשרת.
4. סיכום
(1) פלדת כרייה עגולה בעלת חוזק גבוה מתפתחת לכיוון חוזק גבוה יותר, יכולת התקשות גבוהה יותר, קשיחות פלסטית גבוהה יותר ועמידות בפני קורוזיה בהשוואה לפלדת 23MnNiMoCr54 הנפוצה בעולם. כיום, יושמו דרגות פלדה חדשות ופטנטיות.
(2) שיפור התכונות המכניות של שרשרת חוליות עגולות בעלות חוזק גבוה בכרייה מקדם שיפור מתמיד ושכלול של שיטת טיפול בחום. יישום סביר ובקרה מדויקת של טכנולוגיית טיפול בחום הם המפתח לשיפור התכונות המכניות של השרשרת. טכנולוגיית טיפול בחום בשרשרת כרייה הפכה לטכנולוגיית הליבה של יצרני שרשראות.
(3) שופרו ועברו אופטימיזציה של גודל, צורה ומבנה השרשרת של שרשרת חוליות עגולה בעלת חוזק גבוה לכרייה. שיפורים ואופטימיזציות אלה בוצעו בהתאם לתוצאות ניתוח מאמץ השרשרת ובתנאי שיש צורך להגדיל את עוצמת ציוד כריית הפחם והחלל התת-קרקעי של מכרה הפחם מוגבל.
(4) העלייה במפרט של שרשראות חוליות עגולות בעלות חוזק גבוה לכרייה, שינוי הצורה המבנית ושיפור התכונות המכניות מקדמים את הפיתוח המהיר בהתאם של ציוד וטכנולוגיה לייצור שרשראות חוליות מפלדה עגולה.
זמן פרסום: 22 בדצמבר 2021
