AFC grandinės valdymo strategija prailgina tarnavimo laiką ir padeda išvengti neplanuotų prastovų
Kasybos grandinėgali nulemti operacijos sėkmę arba nesėkmę. Nors daugumoje ilgasienių kasyklų šarvuoti konvejeriai (AFC) naudoja 42 mm ar storesnes grandines, daugelyje kasyklų naudojamos 48 mm, o kai kuriose – net 65 mm grandinės. Didesni skersmenys gali pailginti grandinės tarnavimo laiką. Ilgasienių kasyklų operatoriai dažnai tikisi, kad prieš išjungdami grandinę, jie viršys 11 milijonų tonų su 48 mm dydžio grandinėmis ir net 20 milijonų tonų su 65 mm dydžio grandinėmis. Šių didesnių dydžių grandinė yra brangi, bet verta to, jei galima iškasti visą ar dvi plokštes be išjungimo dėl grandinės gedimo. Tačiau jei grandinė nutrūksta dėl netinkamo valdymo, netinkamo elgesio, netinkamo stebėjimo arba dėl aplinkos sąlygų, kurios gali sukelti įtempių korozijos įtrūkimus (SCC), kasykla susiduria su didelėmis problemomis. Tokiu atveju už tą grandinę sumokėta kaina tampa nereikšminga.
Jei ilgųjų sienų operatorius nenaudoja geriausios įmanomos grandinės, atsižvelgiant į kasyklos sąlygas, vienas neplanuotas uždarymas gali lengvai panaikinti bet kokias išlaidas, sutaupytas perkant. Taigi, ką turėtų daryti ilgųjų sienų operatorius? Jis turėtų atidžiai atkreipti dėmesį į konkrečios vietos sąlygas ir atidžiai pasirinkti grandinę. Įsigijus grandinę, jam reikia skirti papildomo laiko ir pinigų, kad tinkamai valdytų investicijas. Tai gali duoti didelę naudą.
Terminis apdorojimas gali padidinti grandinės stiprumą, sumažinti jos trapumą, pašalinti vidinius įtempius, padidinti atsparumą dilimui arba pagerinti grandinės apdirbamumą. Terminis apdorojimas tapo menu ir skiriasi priklausomai nuo gamintojo. Tikslas – pasiekti metalo savybių pusiausvyrą, kuri geriausiai atitiktų gaminio funkciją. Diferenciniu būdu grūdinta grandinė yra viena iš sudėtingesnių „Parsons Chain“ naudojamų technologijų, kai grandinės grandies viršūnė išlieka kieta, kad būtų atspari dilimui, o šakos, jei grandys yra minkštesnės, padidina tvirtumą ir plastiškumą eksploatacijos metu.
Kietumas yra gebėjimas atsispirti dilimui ir žymimas Brinelio kietumo skaičiumi, žymimu simboliu HB, arba Vikerso kietumo skaičiumi (HB). Vikerso kietumo skalė yra tikrai proporcinga, todėl 800 HV medžiaga yra aštuonis kartus kietesnė nei 100 HV kietumo medžiaga. Taigi, ji pateikia racionalią kietumo skalę nuo minkščiausios iki kiečiausios medžiagos. Esant mažoms kietumo vertėms, iki maždaug 300, Vikerso ir Brinelio kietumo rezultatai yra maždaug vienodi, tačiau esant didesnėms vertėms, Brinelio rezultatai yra mažesni dėl rutulinio įspaudiklio deformacijos.
Šarpio smūginio bandymo metu matuojamas medžiagos trapumas. Grandinės grandis suvirinimo taške įpjoviama ir pastatoma svyruojančios švytuoklės trajektorijoje, o bandinio sulaužymui reikalinga energija matuojama pagal švytuoklės svyravimo sumažėjimą.
Dauguma grandinių gamintojų iš kiekvienos partijos pasilieka kelis metrus, kad būtų galima atlikti pilnus ardomuosius bandymus. Išsamūs bandymų rezultatai ir sertifikatai paprastai pateikiami kartu su grandine, kuri paprastai siunčiama 50 m poromis. Atliekant šį ardomąjį bandymą, taip pat grafikai nubraižomas pailgėjimas esant bandymo jėgai ir bendras pailgėjimas lūžio metu.
Optimali grandinė
Tikslas yra sujungti visas šias charakteristikas, kad būtų sukurta optimali grandinė, apimanti šias charakteristikas:
• Didesnis tempiamasis stipris;
• Didesnis atsparumas vidinės jungties dilimui;
• Didelis atsparumas žvaigždutės pažeidimams;
• Didesnis atsparumas martensitiniam įtrūkimui;
• Pagerintas tvirtumas;
• Padidėjęs nuovargio laikas; ir
• Atsparumas SCC.
Tačiau nėra vieno tobulo sprendimo, tik įvairūs kompromisai. Didelė takumo riba paprastai lemia didelį liekamąjį įtempį, o jei ji siejama su dideliu kietumu, siekiant padidinti atsparumą dilimui, ji taip pat linkusi sumažinti tvirtumą ir atsparumą įtempių korozijai.
Gamintojai nuolat stengiasi kurti grandines, kurios tarnautų ilgiau ir atlaikytų sudėtingas sąlygas. Kai kurie gamintojai grandinę cinkuoja, kad ji atlaikytų korozinę aplinką. Kita alternatyva – COR-X grandinė, pagaminta iš patentuoto vanadžio, nikelio, chromo ir molibdeno lydinio, kovojančio su įtempės korozija (SCC). Šis sprendimas yra unikalus tuo, kad antikorozinės savybės yra vienodos visoje grandinės metalurginėje struktūroje, o jų efektyvumas nekinta grandinei dylant. Įrodyta, kad COR-X žymiai pailgina grandinės tarnavimo laiką korozinėje aplinkoje ir praktiškai pašalina gedimus dėl įtempės korozijos. Bandymai parodė, kad, palyginti su įprasta grandine (DIN 22252), trūkimo ir veikimo jėga padidėja 10 %. Įpjovos smūgio stiprumas padidėja 40 %, o atsparumas SCC padidėja 350 %.
Yra atvejų, kai 48 mm COR-X grandinė be su grandine susijusių gedimų nuvežė 11 milijonų tonų krovinio, kol buvo išmontuota. O pradinė originalios įrangos gamintojo (OEM) plataus profilio grandinė, kurią Joy sumontavo BHP Billiton San Juan kasykloje, buvo pagaminta naudojant Jungtinėje Karalystėje pagamintą „Parsons COR-X“ grandinę, kuri per savo eksploatavimo laiką nuo kasyklų paviršiaus perkėlė iki 20 milijonų tonų krovinio.
Apversta grandinė, kad prailgintumėte grandinės tarnavimo laiką
Pagrindinė grandinės susidėvėjimo priežastis yra kiekvienos vertikalios grandies judėjimas, besisukančios aplink gretimą horizontalią grandį, kai ji įeina ir išeina iš varančiojo žvaigdutės. Tai taip pat lemia didesnį vienos grandies susidėvėjimą joms sukant žvaigždutę, todėl vienas iš efektyviausių būdų prailginti naudotos grandinės tarnavimo laiką yra pasukti ją arba apversti 180º kampu, kad grandinė suktųsi priešinga kryptimi. Tai leis naudoti „nenaudojamus“ grandies paviršius, todėl grandžių susidėvėjimo plotas bus mažesnis, o tai reiškia ilgesnį grandinės tarnavimo laiką.
Dėl įvairių priežasčių netolygus konvejerio apkrovimas gali lemti netolygų dviejų grandinių susidėvėjimą, dėl kurio viena grandinė dyla greičiau nei kita. Netolygus vienos arba abiejų grandinių susidėvėjimas arba išsitempimas, kaip gali nutikti su dviem išoriniais mazgais, gali lemti nesuderinamumą arba nelygumą skriejant aplink pavaros žvaigdutę. Tai taip pat gali sukelti vienos iš dviejų grandinių atsilaisvinimas. Šis disbalanso efektas sukels eksploatacinių problemų, taip pat per didelį pavaros žvaigdučių susidėvėjimą ir galimą pažeidimą.
Sistemos įtempimas
Norint užtikrinti, kad po montavimo grandinės susidėvėjimo greitis būtų kontroliuojamas, o abiejų grandinių pailgėjimas dėl susidėvėjimo būtų kontroliuojamas ir panašus, reikalinga sisteminga įtempimo ir priežiūros programa.
Pagal techninės priežiūros programą techninės priežiūros personalas matuos grandinės susidėvėjimą ir įtempimą, o grandinę pakeis, kai ji nusidėvi daugiau nei 3 %. Norint suprasti, ką toks grandinės susidėvėjimo laipsnis reiškia realiai, reikėtų atsiminti, kad 200 m ilgio sienelėje 3 % grandinės susidėvėjimas reiškia, kad kiekviena grandinės gija pailgėja 12 m. Techninės priežiūros personalas taip pat pakeis tiekimo ir grąžinimo žvaigdutes bei nuėmiklius, kai šie susidėvi arba sugenda, tikrins pavarų dėžę ir alyvos lygį bei reguliariai tikrins, ar varžtai yra priveržti.
Yra gerai žinomi metodai, kaip apskaičiuoti teisingą išankstinio įtempimo lygį, ir jie yra labai naudingas pradinių verčių nustatymo vadovas. Tačiau patikimiausias metodas yra stebėti grandinę, kai ji nutrūksta nuo varančiojo žvaigrelės, kai automatinis grandinės keitiklis (AFC) veikia esant pilnai apkrovai. Grandinė, nutrūkdama nuo varančiojo žvaigrelės, turėtų matytis minimaliai atsilaisvinusi (dvi grandys). Kai toks lygis yra, įtempimą reikia išmatuoti, užregistruoti ir nustatyti ateičiai kaip darbinį lygį tam konkrečiam paviršiui. Įtempimo rodmenys turėtų būti reguliariai atliekami ir užregistruojamas pašalintų grandelių skaičius. Tai suteiks ankstyvą įspėjimą apie diferencialo susidėvėjimo arba per didelio susidėvėjimo pradžią.
Sulenktus skersinius reikia nedelsiant ištiesinti arba pakeisti. Jie sumažina konvejerio našumą ir strypas gali iškristi iš apatinio bėgio ir užšokti ant žvaigdutės, taip pažeisdamas abi grandines, žvaigdutę ir skersinius.
Ilgasienių pjūklų operatoriai turėtų būti budrūs dėl susidėvėjusių ir pažeistų grandinės nuėmikų, nes jie gali palikti atsilaisvinusią grandinę žvaigždutėje ir dėl to ji gali užstrigti ir būti pažeista.
Grandinės valdymas prasideda diegimo metu
Negalima pervertinti geros tiesios paviršiaus linijos poreikio. Bet koks paviršiaus išlyginimo nukrypimas gali sukelti skirtingą įtempimą tarp paviršiaus ir korpuso pusių grandinių, dėl ko susidarys netolygus susidėvėjimas. Tai labiau tikėtina naujai suformuotame paviršiuje, nes grandinės išgyvena „įsitvirtinimo“ laikotarpį.
Susiformavus diferencialo susidėvėjimo pobūdžiui, jo praktiškai neįmanoma ištaisyti. Dažniausiai diferencialas toliau blogėja, grandinė dyla ir atsiranda dar daugiau laisvumo.
Neigiamas poveikis, atsirandantis dėl prastos paviršiaus linijos, dėl kurios atsiranda per didelių šoninių įtempių skirtumų, iliustruojamas peržiūrint skaičius. Pavyzdžiui, 1000 pėdų ilgio sienelė su 42 mm AFC grandine, kurioje kiekvienoje pusėje yra maždaug 4000 grandžių. Darant prielaidą, kad tarpšoninių grandžių dilimas ir metalo šalinimas vyksta abiejuose grandžių galuose. Grandinė turi 8000 taškų, kuriuose metalas dilsta dėl tarpšoninių grandžių slėgio, kai ji varoma ir vibruoja žemyn paviršiumi, patiria smūginę apkrovą arba yra veikiama korozijos. Todėl kiekvienam 1/1000 colio susidėvėjimui sukuriamas 8 colių ilgio padidėjimas. Bet koks nedidelis skirtumas tarp paviršiaus ir dugno pusių dilimo greičio, kurį sukelia nevienodas įtempimas, greitai padaugėja iš didelio grandinės ilgio skirtumo.
Dviejų vienu metu ant žvaigždutės esančių kaltinių detalių buvimas gali lemti per didelį dantų profilio susidėvėjimą. Taip yra dėl to, kad prarandama tvirta varančiosios žvaigždutės padėtis, dėl kurios grandis gali slysti varančiaisiais dantimis. Šis slydimo veiksmas įpjauna grandį ir taip pat padidina žvaigždutės dantų dilimo greitį. Nusistovėjęs dilimo modelis gali tik paspartėti. Pastebėjus pirmuosius grandies nutrūkimo požymius, žvaigždutes reikia apžiūrėti ir prireikus pakeisti, kol pažeidimas nesugadino grandinės.
Per didelis grandinės įtempimas taip pat sukels per didelį grandinės ir žvaigždutės susidėvėjimą. Grandinės įtempimas turi būti nustatytas toks, kad esant pilnai apkrovai grandinė nebūtų per daug laisva. Tokios sąlygos leis grandiklio strypams „išslysti“ ir padidės užpakalinės žvaigždutės pažeidimo rizika dėl grandinės susivėlimo, kai ji palieka žvaigždutę. Jei įtempimas nustatytas per didelis, kyla du akivaizdūs pavojai: per didelis grandinės tarpinių grandžių susidėvėjimas ir per didelis varančiųjų žvaigždžių susidėvėjimas.
Per didelis grandinės įtempimas gali būti pražūtingas
Dažna tendencija – grandinę per daug įtempti. Reikėtų reguliariai tikrinti įtempimą ir sumažinti grandinės atsipalaidavimą dviem grandimis. Daugiau nei dvi grandys rodytų, kad grandinė per daug atsilaisvinusi, o keturių grandžių pašalinimas sukeltų per didelį įtempimą, dėl kurio grandinės susidėvėtų ir smarkiai sutrumpėtų grandinės tarnavimo laikas.
Darant prielaidą, kad grandinės paviršius gerai sulygiuotas, įtempimo vertė vienoje pusėje neturėtų viršyti vertės kitoje pusėje daugiau nei viena tona. Geras grandinės paviršius turėtų užtikrinti, kad bet koks diferencialas per visą grandinės eksploatavimo laiką neviršytų dviejų tonų.
Ilgio padidėjimas dėl tarpinių grandžių susidėvėjimo (kartais klaidingai vadinamas „grandinės tempimu“) gali siekti 2 % ir vis tiek važiuoti su naujomis žvaigdutėmis.
Grandinės ir žvaigriaračių susidėvėjimo laipsnis nėra problema, jei grandinė ir žvaigždutės dyla kartu, taip išlaikant jų suderinamumą. Tačiau dėl grandinės susidėvėjimo sumažėja grandinės trūkimo apkrova ir atsparumas smūginėms apkrovoms.
Paprastas grandinių susidėvėjimo matavimo metodas yra naudoti slankmatį, matuojant penkiuose žingsnio ruožuose ir pritaikant juos grandinės pailgėjimo lentelei. Grandinės paprastai keičiamos, kai grandinių susidėvėjimas viršija 3 %. Kai kurie konservatyvūs priežiūros vadovai nemėgsta, kad jų grandinės pailgėjimas viršytų 2 %.
Geras grandinės valdymas prasideda nuo montavimo etapo. Intensyvus stebėjimas ir prireikus korekcijos prilydymo laikotarpiu padės užtikrinti ilgą ir be rūpesčių grandinės tarnavimo laiką.
(Su mandagumuEltonas Longwallas)
Įrašo laikas: 2022 m. rugsėjo 26 d.
