Стратегията за управление на веригата AFC удължава живота и предотвратява непланирани престои
Минна веригаможе да реши или да провали операцията. Докато повечето мини за добив на дълги стени използват вериги с диаметър 42 мм или повече на своите бронирани забойни конвейери (AFC), много мини използват вериги с диаметър 48 мм, а някои - с вериги с диаметър до 65 мм. По-големите диаметри могат да удължат живота на веригата. Операторите на дълги стени често очакват да надхвърлят 11 милиона тона с размерите 48 мм и до 20 милиона тона с размерите 65 мм, преди веригата да бъде извадена от експлоатация. Веригата с тези по-големи размери е скъпа, но си заслужава, ако цял панел или два могат да бъдат добивани без спиране поради повреда на веригата. Но ако се случи скъсване на веригата поради лошо управление, неправилно боравене, неправилен мониторинг или поради условия на околната среда, които могат да причинят корозионно напукване под напрежение (SCC), мината е изправена пред сериозни проблеми. В тази ситуация цената, платена за тази верига, става несъществена.
Ако оператор на дълги стени не използва най-добрата възможна верига за условията в мината, едно непланирано спиране може лесно да заличи всички икономии на разходи, реализирани по време на процеса на покупка. И така, какво трябва да направи операторът на дълги стени? Той трябва да обърне специално внимание на специфичните за обекта условия и да избере верига внимателно. След закупуването на веригата, той трябва да отдели допълнително време и пари, необходими за правилното управление на инвестицията. Това може да донесе значителни дивиденти.
Термичната обработка може да увеличи здравината на веригата, да намали нейната крехкост, да облекчи вътрешните напрежения, да увеличи износоустойчивостта или да подобри машинната ѝ обработка. Термичната обработка се е превърнала в изящно изкуство и варира в зависимост от производителя. Целта е да се постигне баланс от свойства на метала, който най-добре да отговаря на функцията на продукта. Диференциално закалената верига е една от по-сложните техники, използвани от Parsons Chain, при която короната на звената на веригата остава твърда, за да устои на износване, а краката, ако звената са по-меки, увеличават здравината и пластичността по време на експлоатация.
Твърдостта е способността на човек да устои на износване и се обозначава или с числото на твърдост по Бринел, обозначено със символа HB, или с числото на твърдост по Викерс (HB). Скалата на твърдост по Викерс е наистина пропорционална, така че материал с твърдост 800 HV е осем пъти по-твърд от такъв с твърдост 100 HV. По този начин тя осигурява рационална скала на твърдост от най-мекия до най-твърдия материал. За ниски стойности на твърдост, до около 300, резултатите от твърдостта по Викерс и Бринел са приблизително еднакви, но за по-високи стойности резултатите от Бринел са по-ниски поради деформация на топчестия индентор.
Изпитването на удар по Шарпи е мярка за крехкостта на материал, която може да се получи чрез изпитване на удар. Звеното на веригата се надрязва в точката на заваряване и се поставя по пътя на люлеещо се махало, като енергията, необходима за счупване на образеца, се измерва чрез намаляването на люлеенето на махалото.
Повечето производители на вериги запазват няколко метра от всяка партида, за да могат да се проведат пълни разрушителни тестове. Пълните резултати от тестовете и сертификатите обикновено се предоставят с веригата, която обикновено се доставя в съответстващи двойки от 50 м. Удължението при изпитвателна сила и общото удължение при скъсване също се изобразяват графично по време на този разрушителен тест.
Оптималната верига
Целта е да се комбинират всички тези характеристики, за да се създаде оптимална верига, която включва следните характеристики:
• По-висока якост на опън;
• По-висока устойчивост на износване на вътрешните звена;
• Висока устойчивост на повреди по зъбното колело;
• По-голяма устойчивост на мартензитно напукване;
• Подобрена здравина;
• Увеличена експлоатационна годност; и
• Устойчивост на плоски струпвания (SCC).
Въпреки това, няма едно идеално решение, а само различни компромиси. Високата граница на провлачване ще доведе до високо остатъчно напрежение, а ако е съчетана с висока твърдост за повишаване на износоустойчивостта, тя също така ще намали жилавостта и устойчивостта на корозия под напрежение.
Производителите непрекъснато се стремят да разработват вериги, които ще работят по-дълго и ще издържат на трудни условия. Някои производители поцинковат веригите, за да се справят с корозивни среди. Друг вариант е веригата COR-X, която е изработена от патентована сплав от ванадий, никел, хром и молибден, която се бори с корозия под напрежение (SCC). Това, което прави това решение уникално, е, че свойствата против корозия под напрежение са хомогенни в цялата металургична структура на веригата и нейната ефективност не се променя с износването ѝ. COR-X е доказано, че значително увеличава живота на веригата в корозивни среди и на практика елиминира повредите, причинени от корозия под напрежение. Тестовете са установили, че силата на скъсване и работа се увеличават с 10%. Ударът на прореза се увеличава с 40%, а устойчивостта на SCC се увеличава с 350% в сравнение с обикновената верига (DIN 22252).
Има случаи, в които верига COR-X 48 мм е транспортирала 11 милиона тона без повреда, свързана с веригата, преди да бъде изведена от експлоатация. А първоначалната инсталация на OEM широколентова верига от Joy в мината BHP Billiton San Juan е използвала верига Parsons COR-X, произведена във Великобритания, за която се твърди, че е транспортирала до 20 милиона тона от забоя през жизнения си цикъл.
Обърнете веригата, за да удължите живота ѝ
Основната причина за износване на веригата е движението на всяка вертикална връзка, въртяща се около съседната хоризонтална връзка, докато тя влиза и излиза от задвижващото зъбно колело. Това също води до по-голямо износване в едната равнина на звената, докато те се въртят през зъбното колело, следователно един от най-ефективните начини за удължаване на живота на използвана верига е да я завъртите или обърнете на 180º, за да движите веригата в обратна посока. Това ще задейства „неизползваните“ повърхности на звената и ще доведе до по-малко износена площ на звената, което се равнява на по-дълъг живот на веригата.
Неравномерното натоварване на конвейера, поради различни причини, може да доведе до неравномерно износване на двете вериги, което води до по-бързо износване на едната верига от другата. Неравномерното износване или разтягане на едната или и на двете вериги, както може да се случи при двойни външни двигатели, може да доведе до несъответствие или несинхронизиране на лопатките, докато се движат около задвижващото зъбно колело. Това може да се дължи и на хлабавост на едната от двете вериги. Този ефект на небалансираност ще доведе до оперативни проблеми, както и ще причини прекомерно износване и евентуални повреди на задвижващите зъбни колела.
Опъване на системата
Необходима е систематична програма за опъване и поддръжка, за да се гарантира, че след монтажа скоростта на износване на веригата е контролирана, като и двете вериги се удължават поради износване с контролирана и сравнима скорост.
Съгласно програма за поддръжка, персоналът по поддръжката ще измерва износването на веригата, както и опъването ѝ, като ще я подменя, когато е износена с повече от 3%. За да се оцени какво означава тази степен на износване на веригата в реално изражение, трябва да се помни, че на 200-метров дълъг завой, износването на веригата от 3% предполага увеличение на дължината на веригата с 12 м за всяко напречно напречно направление. Персоналът по поддръжката ще подменя и зъбните колела и стъргачите за подаване и връщане, когато те се износят или повредят, ще проверява скоростната кутия и нивото на маслото и ще се уверява, че болтовете са затегнати на редовни интервали.
Съществуват добре установени методи за изчисляване на правилното ниво на предварително опъване и те се оказват много полезно ръководство за начални стойности. Най-надеждният метод обаче е да се наблюдава веригата, когато тя напуска задвижващото зъбно колело, когато AFC работи при условия на пълно натоварване. Веригата трябва да показва минимално хлабина (две звена), докато се отделя от задвижващото зъбно колело. Когато такова ниво съществува, предварителното опъване трябва да се измери, запише и зададе за в бъдеще като работно ниво за тази конкретна повърхност. Отчитанията на предварителното опъване трябва да се правят редовно и броят на отстранените звена да се записва. Това ще осигури ранно предупреждение за началото на диференциално износване или прекомерно износване.
Огънатите шини трябва да се изправят или сменят незабавно. Те намаляват производителността на конвейера и могат да доведат до падане на шината от долния канал и прескачане върху зъбното колело, причинявайки повреда както на веригите, така и на зъбното колело и на шините.
Операторите на дълги стени трябва да бъдат внимателни за износени и повредени съединители на вериги, тъй като те могат да доведат до задържане на хлабава верига в зъбното колело и това може да доведе до заклинване и повреда.
Управлението на веригата започва по време на инсталацията
Необходимостта от добра права линия на челната повърхност не може да бъде надценена. Всяко отклонение в подравняването на челната повърхност вероятно ще доведе до различно предварително напрежение между веригите от челната и капковата страна, което ще доведе до неравномерно износване. Това е по-вероятно да се случи на новосъздадената челна повърхност, тъй като веригите преминават през период на „сработване“.
След като се образува модел на износване на диференциала, е практически невъзможно да се коригира. В повечето случаи диференциалът продължава да се влошава с износването на хлабавата верига, което води до още по-голяма хлабина.
Неблагоприятните ефекти от работата с лоша челна линия, водеща до прекомерни вариации в страничното предварително опъване, са илюстрирани чрез преглед на числата. Като пример, 1000-футов дълъг стенен пробив с 42-милиметрова AFC верига, която има приблизително 4000 звена от всяка страна. Приемайки, че износването на междузвенната връзка се извършва от двата края на връзката, веригата има 8000 точки, в които металът се износва от междузвенното налягане, докато се задвижва и докато вибрира по челото, претърпява ударно натоварване или е подложена на корозивна атака. Следователно, за всеки 1/1000 инча износване генерираме 8 инча увеличение на дължината. Всяка малка вариация между скоростта на износване от челната и капловата страна, причинена от неравномерно опъване, бързо се умножава до голяма вариация в дължините на веригите.
Две едновременни изковавания върху зъбното колело могат да доведат до прекомерно износване на профила на зъбите. Това се дължи на загубата на положително разположение в задвижващото зъбно колело, което позволява на звено да се плъзга по задвижващите зъби. Това плъзгащо действие се врязва в звено и също така увеличава скоростта на износване на зъбите на зъбното колело. След като се установи като модел на износване, той може само да се ускори. При първи признаци на срязване на звено, зъбните колела трябва да бъдат проверени и подменени, ако е необходимо, преди повредата да унищожи веригата.
Твърде високото предварително опъване на веригата ще доведе до прекомерно износване както на веригата, така и на зъбното колело. Предварителните опъвания на веригата трябва да се установят на стойности, които предотвратяват създаването на прекалено голямо хлабаво състояние на веригата при пълно натоварване. Такива условия ще позволят на скреперните шини да се „изплъзнат“ и ще създадат риск от повреда на задното зъбно колело, причинена от набръчкване на веригата, когато тя напуска зъбното колело. Ако предварителните опъвания са зададени твърде високи, има две очевидни опасности: прекомерно износване на звената на веригата и прекомерно износване на задвижващите зъбни колела.
Прекомерното опъване на веригата може да бъде фатално
Често срещана е веригата да се опъва прекалено много. Целта трябва да бъде редовно да се проверява предварителното опъване и да се премахва хлабавата верига с стъпки от по две звена. Повече от две звена биха показали, че веригата е твърде хлабава, или премахването на четири звена би създало твърде високо предварително опъване, което би довело до силно износване на звената и сериозно би намалило живота на веригата.
Ако приемем, че подравняването на челната повърхност е добро, стойността на предварителното опъване от едната страна не трябва да надвишава стойността от другата страна с повече от един тон. Доброто управление на челната повърхност трябва да гарантира, че всяка разлика може да се поддържа на не повече от два тона през целия експлоатационен живот на веригата.
Увеличението на дължината поради износване на звената (понякога погрешно наричано „разтягане на веригата“) може да достигне 2% и въпреки това веригата да работи с нови зъбни колела.
Степента на износване на звената не е проблем, ако веригата и зъбните колела се износват заедно, като по този начин запазват съвместимостта си. Износването на звената обаче води до намаляване на натоварването на веригата при скъсване и устойчивостта ѝ на ударни натоварвания.
Един прост метод за измерване на износването на звената е използването на шублер, измерване в пет стъпки и прилагане към таблицата за удължаване на веригата. Веригите обикновено се считат за подмяна, когато износването на звената надвиши 3%. Някои консервативни мениджъри по поддръжката не обичат да виждат удължението на веригата им над 2%.
Доброто управление на веригата започва още от етапа на монтаж. Интензивното наблюдение с корекции, ако е необходимо, по време на периода на разработка ще помогне да се осигури дълъг и безпроблемен живот на веригата.
(С любезното съдействие наЕлтън Лонгуол)
Време на публикуване: 26 септември 2022 г.
