NE型板链式高效斗式提升机防断链改造

常宁

(大唐湘潭发电有限责任公司，湖南 湘潭411102)

大唐湘潭发电有限责任公司脱硫制粉岛，配有2 台TB-NE50 系列板链式高效斗式提升机，输送物料为石灰石块，颗粒直径小于55 mm，提升高度32.6 m，提升速度0.8 m/s，输送量36.4 t/h，由振动给料机进料，底部为密闭设计。2011年随着发电量的增长，新更换的提升机链条在完成7 万t生产任务后频繁出现链条销轴断裂、开口销磨损、链板松脱等问题，导致多次链条垮塌事故，造成提升机机壳、料斗及链条损伤。因事故抢修耗时长，检修人员必须24 h 不间断检查维护。为防止链条垮塌，延长链条使用寿命，降低劳动强度，提高工作效率，需对链条进行技术改进。

1 原链条存在的问题

1.1 原链条销轴为Φ14 的圆柱销，其两端弧面均被削低2 mm，削出的平面中部开有通孔用来安装开口销。由于内、外链板间的拉力正好作用于两端的平面上，当链条达到一定负荷且销轴出现金属疲劳后，销轴最薄弱的两端开始频繁断裂。

1.2 提升机底部为密闭设计，销轴上用来固定其防止位移的开口销很容易被提升机底部积料磨损，一旦开口销松脱销轴后窜，外链板便会脱落，造成销轴单边受力滑出套筒或被拉断，致使链条垮塌。

1.3 提升机链轮和链条滚子均为40Cr 材质，运行中均有不同程度磨损，但无法进行修复滚子的磨损，久之会出现破裂现象，导致链条套筒直接受力而带来安全隐患。

1.4 链板、销轴材质选用#45 钢，表面硬度较低且不耐磨，且链板过薄(只有3 mm)，在交变应力载荷作用下，销轴及链板表面易发生疲劳损伤并发生疲劳断裂。

2 改变链条结构

为解决销轴易断裂、开口销易磨损、链板易变形的问题，在不改变提升机驱动轮齿间距的前提下，链板由δ3 加强到δ8，销轴由Φ14 加粗至Φ18.5，销轴的圆柱形结构改为螺栓结构形式，用锁紧螺母代替开口销来固定销轴，具体结构形式见图1。

图1 改造前后链条结构

3 改变链条材质

在改变链条结构的同时，为进一步提高链条性能，对链条各部件的材质做出相应调整(见表1)。

表1 改造前后链条材质

35CrMo 合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性良好，淬火变形小，可较好的解决原销轴因强度低、易产生金属疲而断裂的问题。

GCr15 是一种最常用的高铬轴承钢，综合性能良好，具有高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度，接触疲劳强度高，有良好的尺寸稳定性和抗蚀性，若用于链条滚子上可进一步提高其耐磨性能。

16Mn 较#45 钢有更高的强度、更好的韧性和耐磨性，加之采用一次冲压成型，厚度加厚至8 mm，更保证了链板的可靠性。

4 优化热处理工艺

提升机各部件表面硬度是影响链条耐磨性能的主要因素。而输送链销轴、滚子表面因硬度不足，耐磨性能差而造成大量磨损，致使链条节距变化，运行中冲击振动加大、链条传动工况恶化，是导致断链事故的重要原因〔1〕。因此在严格遵照热处理工艺条件操作下，对套筒、销轴、链板、滚子做如下处理，详见表2。

表2 链条各部件热处理要求

针对工件淬火后产生裂纹的情况，可先从原材料入手进行分析，如果原材料表面和内部有裂纹，在热处理之前未发现，有可能形成淬火裂纹;其次应及时安排一道“二次回火”工序，用以消除内部组织应力，避免因淬火残余应力过大而导致工件裂纹的产生。此外，淬火时由于冷却不当，也会使零件发生淬裂事故，故淬火时选择合适的冷却介质极其重要〔2－3〕。

5 维护保障措施

提升机链条的维护很不方便，因其运行时链条转动过快，难以发现每个部件的劣化情况，即便发现异常也难以将问题部位准确地停在检修门处，为此对提升机加装了变频器。在日常维护中通过变频让提升机空载低速运行，检修人员打开底部检修门检查链条和料斗上各部件的劣化情况，能及时发现并解决设备问题。此外，通过在变频器中设置过流保护定值，并将电流信号反馈至运行监视屏上，使运行人员依据电流值变化情况及时发现设备异常，停止设备运行，避免因提升机底部集料堵塞从动轮而造成链条跑偏及其他故障。

提升机链条销轴是链条问题的多发点，不管是采用锁紧螺母还是开口销的固定形式，建议都对其进行点焊处理，防止螺母或插销松脱。

当石灰石料较湿时，小颗粒的石料易在料斗内外粘结成块，导致链条负重加大，加速金属疲劳。同时料斗内部容积变小，输送效率下降，若不及时调整给料量将导致物料外溢，在提升机底部堆积而堵塞从动轮。因此发现料斗粘料和提升机底部积料时要及时清理，并调整提升机进料量。

6 结论

通过改造，提高了提升机链条质量，销轴不再容易断裂，螺栓加锁紧螺母的结构形式也更为可靠，保证了提升机安全稳定运行。

通过提升材质、优化热处理工艺，使链条各部件强度和耐磨性能得到了提高。

2011年11月实施改造至今，制粉岛提升机每台平均已完成8 万t 生产任务。目前链条未发生任何故障，预计提升机使用时限可至其输送量达20万t 时(是原链条的3 倍)。

〔1〕龙志红． 对NE150 斗提机的故障分析及改进措施〔J〕． 硫磷设计与粉体工程，2007(04):28-29.

〔2〕张融南，叶斌，金昌，等． 链板淬火过程应力集中问题的有限元分析〔J〕． 机械工程师，2007(04):127-128.

〔3〕吕晓霞，彭彦宏，陆有． 链板失效分析〔J〕． 加热工工艺，2010(06):168-169.