Μια στρατηγική διαχείρισης αλυσίδας AFC παρατείνει τη διάρκεια ζωής και αποτρέπει τον μη προγραμματισμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας
Αλυσίδα εξόρυξηςμπορεί να οδηγήσει σε αποτυχία ή να αποτύχει μια λειτουργία. Ενώ τα περισσότερα ορυχεία με μακρύ τοίχωμα χρησιμοποιούν αλυσίδα 42 mm ή μεγαλύτερη στους θωρακισμένους μεταφορικούς ιμάντες (AFCs), πολλά ορυχεία χρησιμοποιούν αλυσίδα 48 mm και μερικά χρησιμοποιούν αλυσίδες έως και 65 mm. Οι μεγαλύτερες διάμετροι μπορούν να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας. Οι χειριστές με μακρύ τοίχωμα συχνά αναμένουν να ξεπεράσουν τα 11 εκατομμύρια τόνους με τα μεγέθη 48 mm και έως και 20 εκατομμύρια τόνους με τα μεγέθη 65 mm πριν η αλυσίδα τεθεί εκτός λειτουργίας. Η αλυσίδα σε αυτά τα μεγαλύτερα μεγέθη είναι ακριβή, αλλά αξίζει τον κόπο εάν ένα ή δύο ολόκληρα πάνελ μπορούν να εξορυχθούν χωρίς διακοπή λόγω βλάβης της αλυσίδας. Αλλά, εάν συμβεί σπάσιμο της αλυσίδας λόγω κακής διαχείρισης, κακού χειρισμού, ακατάλληλης παρακολούθησης ή λόγω περιβαλλοντικών συνθηκών που μπορούν να προκαλέσουν ρωγμάτωση λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης (SCC), το ορυχείο αντιμετωπίζει σημαντικά προβλήματα. Σε αυτήν την περίπτωση, η τιμή που καταβάλλεται για αυτήν την αλυσίδα καθίσταται αμελητέα.
Εάν ένας φορέας εκμετάλλευσης μεγάλων τοιχωμάτων δεν λειτουργεί την καλύτερη δυνατή αλυσίδα για τις συνθήκες του ορυχείου, ένα απρογραμμάτιστο κλείσιμο θα μπορούσε εύκολα να εξαλείψει οποιαδήποτε εξοικονόμηση κόστους που επιτεύχθηκε κατά τη διαδικασία αγοράς. Τι πρέπει λοιπόν να κάνει ένας φορέας εκμετάλλευσης μεγάλων τοιχωμάτων; Θα πρέπει να δώσει ιδιαίτερη προσοχή στις συνθήκες της τοποθεσίας και να επιλέξει προσεκτικά μια αλυσίδα. Μετά την αγορά της αλυσίδας, πρέπει να ξοδέψει επιπλέον χρόνο και χρήματα που είναι απαραίτητα για τη σωστή διαχείριση της επένδυσης. Αυτό μπορεί να αποφέρει σημαντικά οφέλη.
Η θερμική επεξεργασία μπορεί να αυξήσει την αντοχή της αλυσίδας, να μειώσει την ευθραυστότητά της, να ανακουφίσει τις εσωτερικές τάσεις, να αυξήσει την αντοχή στη φθορά ή να βελτιώσει την κατεργασιμότητα της αλυσίδας. Η θερμική επεξεργασία έχει γίνει μια μορφή τέχνης και ποικίλλει από κατασκευαστή σε κατασκευαστή. Στόχος είναι να επιτευχθεί μια ισορροπία ιδιοτήτων μετάλλου που να ταιριάζει καλύτερα στη λειτουργία του προϊόντος. Η αλυσίδα με διαφορετική σκλήρυνση είναι μια από τις πιο εξελιγμένες τεχνικές που χρησιμοποιεί η Parsons Chain, όπου η κορυφή του κρίκου της αλυσίδας παραμένει ανθεκτική στη φθορά και τα πόδια, εάν οι κρίκοι είναι πιο μαλακοί, αυξάνουν την ανθεκτικότητα και την ολκιμότητα κατά τη λειτουργία.
Η σκληρότητα είναι η ικανότητα αντοχής στη φθορά και συμβολίζεται είτε με τον αριθμό σκληρότητας Brinell με το σύμβολο HB είτε με τον αριθμό σκληρότητας Vickers (HB). Η κλίμακα σκληρότητας Vickers είναι πραγματικά ανάλογη, επομένως ένα υλικό 800 HV είναι οκτώ φορές πιο σκληρό από ένα που έχει σκληρότητα 100 HV. Έτσι, παρέχει μια λογική κλίμακα σκληρότητας από το πιο μαλακό έως το πιο σκληρό υλικό. Για χαμηλές τιμές σκληρότητας, έως περίπου 300, τα αποτελέσματα σκληρότητας Vickers και Brinell είναι περίπου τα ίδια, αλλά για υψηλότερες τιμές τα αποτελέσματα Brinell είναι χαμηλότερα λόγω παραμόρφωσης του σφαιρικού εγκοπτήρα.
Η δοκιμή κρούσης Charpy είναι ένα μέτρο της ευθραυστότητας ενός υλικού που μπορεί να ληφθεί από μια δοκιμή κρούσης. Ο κρίκος της αλυσίδας εγκοπεί στο σημείο συγκόλλησης του κρίκου και τοποθετηθεί στην τροχιά ενός ταλαντευόμενου εκκρεμούς, ενώ η ενέργεια που απαιτείται για τη θραύση του δείγματος μετράται από τη μείωση της ταλάντωσης του εκκρεμούς.
Οι περισσότεροι κατασκευαστές αλυσίδων εξοικονομούν λίγα μέτρα από κάθε παραγγελία παρτίδας για να επιτρέψουν την πραγματοποίηση πλήρων καταστροφικών δοκιμών. Τα πλήρη αποτελέσματα των δοκιμών και τα πιστοποιητικά παρέχονται συνήθως με την αλυσίδα, η οποία συνήθως αποστέλλεται σε ζεύγη των 50 μέτρων. Η επιμήκυνση στη δύναμη δοκιμής και η συνολική επιμήκυνση στη θραύση απεικονίζονται επίσης γραφικά κατά τη διάρκεια αυτής της καταστροφικής δοκιμής.
Η βέλτιστη αλυσίδα
Στόχος είναι να συνδυαστούν όλα αυτά τα χαρακτηριστικά για να δημιουργηθεί η βέλτιστη αλυσίδα, η οποία περιλαμβάνει την ακόλουθη απόδοση:
• Υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό;
• Υψηλότερη αντοχή στη φθορά των εσωτερικών συνδέσμων.
• Υψηλή αντοχή σε ζημιές από γρανάζια.
• Μεγαλύτερη αντοχή σε μαρτενσιτικές ρωγμές;
• Βελτιωμένη ανθεκτικότητα;
• Αυξημένη διάρκεια ζωής λόγω κόπωσης· και
• Αντίσταση στο SCC.
Ωστόσο, δεν υπάρχει μία και μοναδική τέλεια λύση, μόνο διάφοροι συμβιβασμοί. Ένα υψηλό όριο διαρροής τείνει να οδηγήσει σε υψηλή υπολειμματική τάση, ενώ εάν συνδυαστεί με υψηλή σκληρότητα για την αύξηση της αντοχής στη φθορά, τείνει επίσης να μειώσει την ανθεκτικότητα και την αντοχή στη διάβρωση λόγω καταπόνησης.
Οι κατασκευαστές προσπαθούν συνεχώς να αναπτύξουν αλυσίδα που θα διαρκεί περισσότερο και θα αντέχει σε δύσκολες συνθήκες. Μερικοί κατασκευαστές γαλβανίζουν την αλυσίδα για να αντιμετωπίζουν διαβρωτικά περιβάλλοντα. Μια άλλη επιλογή είναι η αλυσίδα COR-X, η οποία είναι κατασκευασμένη από ένα πατενταρισμένο κράμα βαναδίου, νικελίου, χρωμίου και μολυβδαινίου που καταπολεμά το SCC. Αυτό που κάνει αυτή τη λύση μοναδική είναι ότι οι ιδιότητες αντιδιαβρωτικής προστασίας από στρες είναι ομοιογενείς σε όλη τη μεταλλουργική δομή της αλυσίδας και η αποτελεσματικότητά της δεν αλλάζει καθώς η αλυσίδα φθείρεται. Το COR-X έχει αποδειχθεί ότι αυξάνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας σε διαβρωτικά περιβάλλοντα και ουσιαστικά εξαλείφει την αστοχία λόγω διάβρωσης από στρες. Οι δοκιμές έχουν αποδείξει ότι η δύναμη θραύσης και λειτουργίας αυξάνεται κατά 10%. Η πρόσκρουση στην εγκοπή αυξάνεται κατά 40% και η αντίσταση στο SCC αυξάνεται κατά 350% σε σύγκριση με την κανονική αλυσίδα (DIN 22252).
Υπάρχουν περιπτώσεις όπου η αλυσίδα COR-X 48 mm έχει διανύσει 11 εκατομμύρια τόνους χωρίς βλάβη που σχετίζεται με την αλυσίδα πριν από την παροπλισμό. Και η αρχική εγκατάσταση αλυσίδας OEM Broadband από την Joy στο ορυχείο BHP Billiton San Juan χρησιμοποίησε αλυσίδα Parsons COR-X κατασκευασμένη στο Ηνωμένο Βασίλειο, η οποία λέγεται ότι έχει μεταφέρει έως και 20 εκατομμύρια τόνους από την επιφάνεια κατά τη διάρκεια της ζωής της.
Αντίστροφη αλυσίδα για παράταση της διάρκειας ζωής της αλυσίδας
Η κύρια αιτία φθοράς της αλυσίδας είναι η κίνηση κάθε κάθετου κρίκου που περιστρέφεται γύρω από τον γειτονικό του οριζόντιο κρίκο καθώς εισέρχεται και εξέρχεται από το γρανάζι κίνησης. Αυτό οδηγεί επίσης σε μεγαλύτερη φθορά σε ένα επίπεδο των κρίκων καθώς περιστρέφονται μέσα από το γρανάζι, επομένως ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής μιας μεταχειρισμένης αλυσίδας είναι να την περιστρέψετε ή να την αντιστρέψετε κατά 180º για να κινήσετε την αλυσίδα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτό θα θέσει σε λειτουργία τις «αχρησιμοποίητες» επιφάνειες των κρίκων και θα έχει ως αποτέλεσμα λιγότερη φθαρμένη περιοχή κρίκων, που ισοδυναμεί με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της αλυσίδας.
Η ανομοιόμορφη φόρτωση του μεταφορικού ιμάντα, λόγω διαφόρων αιτιών, μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη φθορά στις δύο αλυσίδες, με αποτέλεσμα η μία αλυσίδα να φθείρεται ταχύτερα από την άλλη. Η ανομοιόμορφη φθορά ή το τέντωμα σε μία ή και στις δύο αλυσίδες, όπως μπορεί να συμβεί με τα διπλά εξωτερικά συγκροτήματα, μπορεί να προκαλέσει ασύμβατη ή μη συμβατή κίνηση των πτερυγίων καθώς περιστρέφονται γύρω από τον οδοντωτό τροχό κίνησης. Αυτό μπορεί επίσης να προκληθεί από χαλάρωση μίας από τις δύο αλυσίδες. Αυτό το φαινόμενο έλλειψης ισορροπίας θα οδηγήσει σε λειτουργικά προβλήματα, καθώς και σε υπερβολική φθορά και πιθανή ζημιά στους οδοντωτούς τροχούς κίνησης.
Τάνυση συστήματος
Απαιτείται ένα συστηματικό πρόγραμμα τάνυσης και συντήρησης για να διασφαλιστεί ότι μετά την εγκατάσταση ο ρυθμός φθοράς της αλυσίδας ελέγχεται, με τις δύο αλυσίδες να επιμηκύνονται λόγω φθοράς με ελεγχόμενο και συγκρίσιμο ρυθμό.
Στο πλαίσιο ενός προγράμματος συντήρησης, το προσωπικό συντήρησης θα μετρήσει τη φθορά της αλυσίδας καθώς και την τάση, αντικαθιστώντας την αλυσίδα όταν έχει φθαρεί περισσότερο από 3%. Για να κατανοήσουμε τι σημαίνει αυτός ο βαθμός φθοράς της αλυσίδας στην πράξη, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι σε μια επιφάνεια τοίχου μήκους 200 μέτρων, η φθορά της αλυσίδας κατά 3% συνεπάγεται αύξηση του μήκους της αλυσίδας κατά 12 μέτρα για κάθε κλώνο. Το προσωπικό συντήρησης θα αντικαταστήσει επίσης τα γρανάζια και τους απογυμνωτές παράδοσης και επιστροφής καθώς αυτά φθαρούν ή καταστρέφονται, θα εξετάσει το κιβώτιο ταχυτήτων και τη στάθμη λαδιού και θα βεβαιωθεί, σε τακτά χρονικά διαστήματα, ότι οι βίδες είναι σφιγμένες.
Υπάρχουν καθιερωμένες μέθοδοι για τον υπολογισμό του σωστού επιπέδου προέντασης και αυτές αποδεικνύονται ένας πολύ χρήσιμος οδηγός για τις αρχικές τιμές. Ωστόσο, η πιο αξιόπιστη μέθοδος είναι να παρατηρήσετε την αλυσίδα καθώς εξέρχεται από τον οδοντωτό τροχό κίνησης όταν το AFC λειτουργεί υπό συνθήκες πλήρους φορτίου. Η αλυσίδα θα πρέπει να φαίνεται ότι εμφανίζει μόνο ένα ελάχιστο χαλαρό σημείο (δύο κρίκοι) καθώς αποκολλάται από τον οδοντωτό τροχό κίνησης. Όταν υπάρχει ένα τέτοιο επίπεδο, η προένταση πρέπει να μετράται, να καταγράφεται και να ορίζεται για το μέλλον ως το επίπεδο λειτουργίας για τη συγκεκριμένη επιφάνεια. Οι μετρήσεις προέντασης θα πρέπει να λαμβάνονται σε τακτική βάση και να καταγράφεται ο αριθμός των κρίκων που αφαιρούνται. Αυτό θα παρέχει έγκαιρη προειδοποίηση για την έναρξη φθοράς του διαφορικού ή υπερβολικής φθοράς.
Τα λυγισμένα τμήματα πρέπει να ισιώνονται ή να αντικαθίστανται χωρίς καθυστέρηση. Μειώνουν την απόδοση του μεταφορικού ιμάντα και μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα η ράβδος να πέσει από τον κάτω δακτύλιο και να αναπηδήσει στον οδοντωτό τροχό, προκαλώντας ζημιά τόσο στις αλυσίδες, όσο και στον οδοντωτό τροχό και στις μπάρες.
Οι χειριστές μηχανημάτων μεγάλου μήκους θα πρέπει να παραμένουν σε εγρήγορση για φθαρμένα και κατεστραμμένα απογυμνωτικά αλυσίδας, καθώς ενδέχεται να επιτρέψουν στην χαλαρή αλυσίδα να παραμείνει μέσα στο γρανάζι και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μπλοκάρισμα και ζημιά.
Η διαχείριση της αλυσίδας ξεκινά κατά την εγκατάσταση
Η ανάγκη για μια καλή ευθεία γραμμή της πρόσοψης είναι αναμφισβήτητη. Οποιαδήποτε απόκλιση στην ευθυγράμμιση της πρόσοψης είναι πιθανό να οδηγήσει σε διαφορετικές προεντάσεις μεταξύ των αλυσίδων από την πλευρά της πρόσοψης και από την πλευρά της άρθρωσης, με αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη φθορά. Αυτό είναι πιο πιθανό να συμβεί στη νεοσύστατη πρόσοψη, καθώς οι αλυσίδες περνούν μια περίοδο «επέμβασης».
Μόλις σχηματιστεί ένα μοτίβο φθοράς του διαφορικού, είναι σχεδόν αδύνατο να διορθωθεί. Τις περισσότερες φορές, το διαφορικό συνεχίζει να επιδεινώνεται με τη φθορά της χαλαρής αλυσίδας, δημιουργώντας περισσότερο χαλαρό αποτέλεσμα.
Οι αρνητικές επιπτώσεις της λειτουργίας με κακή γραμμή πρόσοψης που οδηγεί σε υπερβολικές διακυμάνσεις στις πλευρικές προεντάσεις απεικονίζονται με την ανασκόπηση των αριθμών. Για παράδειγμα, μια αλυσίδα μήκους 1.000 ποδιών με αλυσίδα AFC 42 mm που έχει περίπου 4.000 κρίκους σε κάθε πλευρά. Δεχόμαστε ότι η φθορά των συνδέσμων - η αφαίρεση μετάλλου λαμβάνει χώρα και στα δύο άκρα του κρίκου. Η αλυσίδα έχει 8.000 σημεία στα οποία το μέταλλο φθείρεται από τις πιέσεις των συνδέσμων καθώς κινείται και καθώς δονείται στην πρόσοψη, υφίσταται κραδασμούς ή επηρεάζεται από διαβρωτική επίθεση. Επομένως, για κάθε 1/1.000 ίντσας φθοράς δημιουργούμε 8 ίντσες αύξησης στο μήκος. Οποιαδήποτε μικρή διακύμανση μεταξύ των ρυθμών φθοράς της πρόσοψης και της πλευράς των ραβδώσεων, που προκαλείται από ανομοιόμορφες τάσεις, πολλαπλασιάζεται γρήγορα σε μια σημαντική διακύμανση στα μήκη της αλυσίδας.
Δύο σφυρήλατες εγκοπές στον οδοντωτό τροχό ταυτόχρονα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε αδικαιολόγητη φθορά του προφίλ των δοντιών. Αυτό οφείλεται στην απώλεια της θετικής θέσης στον οδοντωτό τροχό κίνησης, η οποία επιτρέπει στον σύνδεσμο να ολισθαίνει στα δόντια κίνησης. Αυτή η ολίσθηση κόβει τον σύνδεσμο και επίσης αυξάνει τον ρυθμό φθοράς στα δόντια του γραναζιού. Μόλις καθιερωθεί ως μοτίβο φθοράς, μπορεί μόνο να επιταχυνθεί. Με το πρώτο σημάδι κοπής του συνδέσμου, οι οδοντωτοί τροχοί πρέπει να εξεταστούν και να αντικατασταθούν, εάν χρειάζεται, πριν η ζημιά καταστρέψει την αλυσίδα.
Η πολύ υψηλή προένταση της αλυσίδας θα προκαλέσει επίσης υπερβολική φθορά τόσο στην αλυσίδα όσο και στον οδοντωτό τροχό. Οι προεντάσεις της αλυσίδας πρέπει να καθορίζονται σε τιμές που αποτρέπουν τη δημιουργία υπερβολικής χαλάρωσης της αλυσίδας υπό πλήρες φορτίο. Τέτοιες συνθήκες θα επιτρέψουν στις ράβδους ξύστρας να «εκτιναχθούν» και να αυξηθεί ο κίνδυνος ζημιάς στον οδοντωτό τροχό της ουράς λόγω της μάζεψης της αλυσίδας καθώς αυτή εξέρχεται από τον οδοντωτό τροχό. Εάν οι προεντάσεις ρυθμιστούν πολύ υψηλά, υπάρχουν δύο προφανείς κίνδυνοι: υπερβολική φθορά των συνδέσμων στην αλυσίδα και υπερβολική φθορά στους οδοντωτούς τροχούς κίνησης.
Η υπερβολική τάση της αλυσίδας μπορεί να είναι θανατηφόρα
Η συνήθης τάση είναι η αλυσίδα να τεντώνεται πολύ. Στόχος θα πρέπει να είναι ο τακτικός έλεγχος της προέντασης και η αφαίρεση της χαλαρής αλυσίδας κατά δύο βήματα κρίκων. Περισσότεροι από δύο κρίκοι θα έδειχναν ότι η αλυσίδα ήταν πολύ χαλαρή ή η αφαίρεση τεσσάρων κρίκων θα δημιουργούσε πολύ υψηλή προένταση, η οποία θα προκαλούσε έντονη φθορά των συνδέσμων και θα μείωνε σημαντικά τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας.
Υποθέτοντας ότι η ευθυγράμμιση της μετώπης είναι καλή, η τιμή της προέντασης στη μία πλευρά δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή στην άλλη πλευρά κατά περισσότερο από έναν τόνο. Η καλή διαχείριση της μετώπης θα πρέπει να διασφαλίζει ότι οποιαδήποτε διαφορά μπορεί να διατηρηθεί σε μέγιστο αριθμό δύο τόνων καθ' όλη τη διάρκεια λειτουργίας της αλυσίδας.
Η αύξηση του μήκους λόγω φθοράς των συνδέσμων (μερικές φορές αναφέρεται λανθασμένα ως «τέντωμα αλυσίδας») μπορεί να φτάσει το 2% και να συνεχίσει να λειτουργεί με καινούργια γρανάζια.
Ο βαθμός φθοράς των συνδέσμων δεν αποτελεί πρόβλημα εάν η αλυσίδα και τα γρανάζια φθείρονται μαζί, διατηρώντας έτσι τη συμβατότητά τους. Ωστόσο, η φθορά των συνδέσμων έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του φορτίου θραύσης της αλυσίδας και της αντίστασης σε κραδασμούς.
Μια απλή μέθοδος μέτρησης της φθοράς των συνδέσμων είναι η χρήση ενός παχύμετρου, μετρώντας σε πέντε τμήματα βήματος και εφαρμόζοντας στο διάγραμμα επιμήκυνσης της αλυσίδας. Οι αλυσίδες γενικά θα εξετάζονταν για αντικατάσταση όταν η φθορά των συνδέσμων υπερβαίνει το 3%. Σε ορισμένους συντηρητικούς διαχειριστές συντήρησης δεν αρέσει να βλέπουν την αλυσίδα τους να υπερβαίνει το 2% της επιμήκυνσης.
Η καλή διαχείριση της αλυσίδας ξεκινά από το στάδιο της εγκατάστασης. Η εντατική παρακολούθηση με διορθώσεις, εάν χρειαστεί, κατά την περίοδο τοποθέτησης της αλυσίδας θα βοηθήσει στην εξασφάλιση μιας μακράς και χωρίς προβλήματα ζωής.
(Με ευγενική προσφορά τουΈλτον Λόνγκγουολ)
Ώρα δημοσίευσης: 26 Σεπτεμβρίου 2022
