Round steel link chain making for 30+ years

SHANGHAI CHIGONG INDUSTRIAL CO., LTD

(fabricant de chaînes à maillons ronds en acier)

Gestion de la chaîne de longue taille

Une stratégie de gestion de la chaîne AFC prolonge la durée de vie et prévient les temps d'arrêt imprévus

Chaîne minièrepeut faire ou défaire une opération.Alors que la plupart des mines à longue taille utilisent une chaîne de 42 mm ou plus sur leurs convoyeurs à face blindée (AFC), de nombreuses mines utilisent une chaîne de 48 mm et certaines utilisent une chaîne aussi grande que 65 mm.Les diamètres plus grands peuvent prolonger la durée de vie de la chaîne.Les opérateurs de longue taille s'attendent souvent à dépasser 11 millions de tonnes avec les tailles de 48 mm et jusqu'à 20 millions de tonnes avec les tailles de 65 mm avant que la chaîne ne soit mise hors service.La chaîne dans ces grandes tailles est chère mais en vaut la peine si un panneau entier ou deux peuvent être extraits sans arrêt en raison d'une défaillance de la chaîne.Mais, si une rupture de chaîne se produit en raison d'une mauvaise gestion, d'une mauvaise manipulation, d'une mauvaise surveillance ou en raison de conditions environnementales pouvant provoquer une fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), la mine est confrontée à des problèmes majeurs.Dans cette situation, le prix payé pour cette chaîne devient discutable.

Si un opérateur de longue taille n'utilise pas la meilleure chaîne possible pour les conditions de la mine, un arrêt imprévu pourrait facilement effacer toutes les économies de coûts réalisées au cours du processus d'achat.Alors, que doit faire un opérateur de longue taille ?Ils doivent porter une attention particulière aux conditions spécifiques au site et choisir une chaîne avec soin.Une fois la chaîne achetée, ils doivent consacrer plus de temps et d'argent pour gérer correctement l'investissement.Cela peut rapporter des dividendes importants.

Le traitement thermique peut augmenter la résistance de la chaîne, réduire sa fragilité, soulager les contraintes internes, augmenter la résistance à l'usure ou améliorer l'usinabilité de la chaîne.Le traitement thermique est devenu une forme d'art et varie d'un fabricant à l'autre.L'objectif est d'obtenir un équilibre des propriétés du métal pour mieux répondre à la fonction des produits.La chaîne à durcissement différentiel est l'une des techniques les plus sophistiquées utilisées par Parsons Chain où la couronne du maillon de la chaîne reste difficile à résister à l'usure et les jambes si les maillons sont plus souples augmentent la ténacité et la ductilité en service.

La dureté est la capacité à résister à l'usure et est désignée soit par le nombre de dureté Brinell par le symbole HB, soit par le nombre de dureté Vickers (HB).L'échelle de dureté Vickers est vraiment proportionnelle, donc un matériau de 800 HV est huit fois plus dur qu'un matériau ayant une dureté de 100 HV.Il fournit ainsi une échelle rationnelle de dureté du matériau le plus tendre au plus dur.Pour des valeurs de dureté faibles, jusqu'à environ 300, les résultats de dureté Vickers et Brinell sont approximativement les mêmes, mais pour des valeurs plus élevées, les résultats Brinell sont inférieurs en raison de la distorsion du pénétrateur à bille.

Le test d'impact Charpy est une mesure de la fragilité d'un matériau qui peut être obtenue à partir d'un test d'impact.Le maillon de la chaîne est encoché au point de soudure sur le maillon et placé sur la trajectoire d'un pendule oscillant, l'énergie nécessaire pour rompre l'échantillon étant mesurée par la réduction de l'oscillation du pendule.

La plupart des fabricants de chaînes économisent quelques mètres sur chaque lot de commande pour permettre des tests destructifs complets.Les résultats complets des tests et les certificats sont normalement fournis avec la chaîne qui est normalement expédiée par paires appariées de 50 m.L'allongement à la force d'essai et l'allongement total à la rupture sont également représentés graphiquement au cours de cet essai destructif.

Chaîne minière Gestion de la chaîne de longue taille

La chaîne optimale

L'objectif est de combiner toutes ces caractéristiques pour créer la chaîne optimale, qui comprend les performances suivantes :

• Résistance à la traction plus élevée ;

• Meilleure résistance à l'usure des maillons internes ;

• Haute résistance aux dommages des pignons ;

• Plus grande résistance à la fissuration martensitique ;

• Robustesse améliorée ;

• Augmentation de la durée de vie en fatigue ;et

• Résistance au CSC.

Cependant, il n'y a pas de solution parfaite, seulement divers compromis.Une limite d'élasticité élevée aura tendance à entraîner une contrainte résiduelle élevée, si elle est associée à une dureté élevée pour augmenter la résistance à l'usure, elle aura également tendance à diminuer la ténacité et la résistance à la corrosion sous contrainte.

Les fabricants s'efforcent continuellement de développer des chaînes qui fonctionneront plus longtemps et résisteront à des conditions difficiles.Certains fabricants galvanisent la chaîne pour faire face aux environnements corrosifs.Une autre option est la chaîne COR-X, qui est fabriquée à partir d'un alliage breveté de vanadium, de nickel, de chrome et de molybdène qui combat le SCC.Ce qui rend cette solution unique, c'est que les propriétés anti-corrosion sous contrainte sont homogènes dans toute la structure métallurgique de la chaîne et que son efficacité ne change pas avec l'usure de la chaîne.COR-X s'est avéré augmenter considérablement la durée de vie de la chaîne dans des environnements corrosifs et éliminer pratiquement les défaillances dues à la corrosion sous contrainte.Des tests ont établi que la force de rupture et de fonctionnement est augmentée de 10 %.L'impact de l'entaille est augmenté de 40 % et la résistance au SCC est augmentée de 350 % par rapport à la chaîne ordinaire (DIN 22252).

Il existe des cas où la chaîne COR-X 48 mm a parcouru 11 millions de tonnes sans défaillance liée à la chaîne avant d'être mise hors service.Et l'installation initiale de la chaîne haut débit OEM par Joy à la mine BHP Billiton San Juan utilisait la chaîne Parsons COR-X fabriquée au Royaume-Uni, qui aurait transporté jusqu'à 20 millions de tonnes depuis le front de taille au cours de sa vie.

Chaîne inversée pour prolonger la durée de vie de la chaîne

La principale cause d'usure de la chaîne est le mouvement de chaque maillon vertical tournant autour de son maillon horizontal adjacent lorsqu'il entre et sort du pignon d'entraînement.Cela entraîne également une plus grande usure dans un plan des maillons lorsqu'ils tournent à travers le pignon. Par conséquent, l'un des moyens les plus efficaces de prolonger la durée de vie d'une chaîne usagée est de la faire pivoter ou de l'inverser de 180º pour faire tourner la chaîne dans le sens opposé. .Cela mettra les surfaces «inutilisées» des maillons au travail et entraînera une zone de maillons moins usée, ce qui équivaut à une durée de vie de la chaîne plus longue.

Un chargement irrégulier du convoyeur, pour diverses raisons, peut entraîner une usure inégale des deux chaînes, provoquant une usure plus rapide d'une chaîne que de l'autre.Une usure ou un étirement inégaux de l'une ou des deux chaînes, comme cela peut se produire avec les ensembles extérieurs jumelés, peut entraîner un décalage des spires ou un décalage lorsqu'elles tournent autour du pignon d'entraînement.Cela peut également être causé par le relâchement de l'une des deux chaînes.Cet effet de déséquilibre entraînera des problèmes de fonctionnement, ainsi qu'une usure excessive et des dommages possibles sur les pignons d'entraînement.

Tension du système

Un programme de tension et d'entretien systématique est nécessaire pour s'assurer qu'après l'installation, le taux d'usure de la chaîne est contrôlé, les deux chaînes s'allongeant en raison de l'usure à un taux contrôlé et comparable.

Dans le cadre d'un programme d'entretien, le personnel d'entretien mesurera l'usure de la chaîne ainsi que la tension, remplaçant la chaîne lorsqu'elle est usée à plus de 3 %.Pour apprécier concrètement ce degré d'usure de chaîne, il faut rappeler que sur un front de taille de 200 m, une usure de chaîne de 3 % implique une augmentation de longueur de chaîne de 12 m pour chaque brin.Le personnel d'entretien remplacera également les pignons de livraison et de retour et les dévêtisseurs lorsqu'ils sont usés ou endommagés, examinera la boîte de vitesses et le niveau d'huile et s'assurera, à intervalles réguliers, que les boulons sont bien serrés.

Il existe des méthodes bien établies de calcul du niveau correct de prétention et celles-ci s'avèrent être un guide très utile pour les valeurs initiales.Cependant, la méthode la plus fiable consiste à observer la chaîne lorsqu'elle quitte le pignon d'entraînement lorsque l'AFC fonctionne à pleine charge.La chaîne doit être considérée comme montrant juste un minimum de mou (deux maillons) lorsqu'elle se détache du pignon d'entraînement.Lorsqu'un tel niveau existe, la prétention doit être mesurée, enregistrée et fixée pour l'avenir en tant que niveau de fonctionnement pour ce visage particulier.Des lectures de pré-tension doivent être effectuées régulièrement et le nombre de maillons retirés doit être enregistré.Cela fournira un avertissement précoce de l'apparition d'une usure différentielle ou d'une usure excessive.

Les vols courbés doivent être redressés ou changés sans délai.Ils réduisent les performances du convoyeur et peuvent entraîner la chute de la barre du chemin de roulement inférieur et sauter sur le pignon, endommageant les deux chaînes, le pignon et les barres de guidage.

Les opérateurs de longue taille doivent rester à l'affût des dénudeurs de chaîne usés et endommagés, car ils peuvent permettre à la chaîne détendue de rester dans le pignon, ce qui peut entraîner un blocage et des dommages. 

Gestion de la chaine

La gestion de la chaîne commence pendant l'installation

La nécessité d'une bonne ligne droite ne peut pas être surestimée.Toute déviation dans l'alignement de la face est susceptible d'entraîner des prétensions différentielles entre les chaînes côté face et côté paraison, entraînant une usure inégale.Cela est plus susceptible de se produire sur la face nouvellement établie, car les chaînes traversent une période de « rodage ».

Une fois qu'un motif d'usure différentiel est formé, il est pratiquement impossible de le réparer.Le plus souvent, le différentiel continue de s'aggraver avec l'usure de la chaîne lâche pour créer plus de mou.

Les effets néfastes de la course avec une mauvaise ligne de visage entraînant des variations excessives des prétentions latérales sont illustrés en examinant les chiffres.Par exemple, un longwall de 1 000 pieds avec une chaîne AFC de 42 mm qui compte environ 4 000 maillons de chaque côté.Accepter que l'élimination du métal d'usure entre les maillons ait lieu aux deux extrémités du maillon.La chaîne a 8 000 points au niveau desquels le métal est usé par les pressions entre les maillons lorsqu'il est entraîné et qu'il vibre sur la face, subit une charge de choc ou est affecté par une attaque corrosive.Par conséquent, pour chaque 1/1 000 pouce d'usure, nous générons 8 pouces d'augmentation de longueur.Toute légère variation entre les taux d'usure de face et de paraison, provoquée par des tensions inégales, se multiplie rapidement en une variation majeure des longueurs de chaîne.

Deux pièces forgées sur le pignon en même temps pourraient entraîner une usure excessive du profil de la dent.Cela est dû à la perte d'emplacement positif dans le pignon d'entraînement qui permet au maillon de glisser sur les dents d'entraînement.Cette action de glissement coupe le maillon et augmente également le taux d'usure des dents du pignon.Une fois établi comme modèle d'usure, il ne peut qu'accélérer.Au premier signe de coupure du maillon, les pignons doivent être examinés et remplacés s'ils doivent l'être, avant que les dommages ne détruisent la chaîne.

Une prétension de chaîne trop élevée entraînera également une usure excessive de la chaîne et du pignon.Les prétensions de chaîne doivent être établies à des valeurs qui empêchent la création d'une chaîne trop lâche à pleine charge.De telles conditions permettront aux barres de raclage d'être "décollées" et le risque d'endommagement du pignon de queue causé par le regroupement de la chaîne lorsqu'elle quitte le pignon.Si les prétensions sont trop élevées, il y a deux dangers évidents : une usure exagérée entre les maillons de la chaîne et une usure exagérée des pignons d'entraînement.

Une tension de chaîne excessive peut être mortelle

La tendance commune est de trop serrer la chaîne.L'objectif doit être de vérifier régulièrement la prétension et d'éliminer le mou de la chaîne par incréments de deux maillons.Plus de deux maillons indiqueraient que la chaîne était trop lâche ou le retrait de quatre maillons créerait une prétension trop élevée qui induirait une forte usure entre les maillons et réduirait considérablement la durée de vie de la chaîne.

En supposant que l'alignement de face est bon, la valeur de la précontrainte d'un côté ne doit pas dépasser la valeur de l'autre côté de plus d'une tonne.Une bonne gestion de la face doit garantir que tout différentiel ne peut être maintenu à plus de deux tonnes tout au long de la durée de vie de la chaîne.

L'augmentation de la longueur due à l'usure des maillons (parfois appelée à tort « étirement de la chaîne ») peut atteindre 2 % et continuer à fonctionner avec de nouveaux pignons.

Le degré d'usure entre les maillons n'est pas un problème si la chaîne et les pignons s'usent ensemble, conservant ainsi leur compatibilité.Cependant, l'usure des maillons entraîne une réduction de la charge de rupture des chaînes et de la résistance aux charges de choc.

Une méthode simple de mesure de l'usure entre les maillons consiste à utiliser un pied à coulisse, mesurant en cinq sections de pas et s'appliquant au tableau d'allongement de la chaîne.Les chaînes seraient généralement considérées comme devant être remplacées lorsque l'usure entre les maillons dépasse 3 %.Certains responsables maintenance conservateurs n'aiment pas voir leur chaîne dépasser 2% d'allongement.

Une bonne gestion de la chaîne commence à l'étape de l'installation.Une surveillance intensive avec des corrections si nécessaire pendant la période de rodage aidera à assurer une longue durée de vie de la chaîne sans problème.

(Avec l'aimable autorisation deElton Longwall)


Heure de publication : 26 septembre 2022

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