重型刮板输送机刮板链连接环的失效形式与结构改进分析

伴随着西部煤炭战略西移，新疆地区特厚煤层的开采规模越来越大，对综采综放装备的可靠性提出了前所未有的要求。重型刮板输送机是千万吨工作面主要的运输设备，它工作的状况直接影响矿井生产效率及安全。刮板链连接环（马蹄环）是牵引系统中承载最复杂、工况最恶劣的连接件，它早期的断裂失效已经成为影响设备高产高效的主要问题。本文以SGZ1000/3600型重型刮板输送机为研究对象，根据现场实测数据和实验室理化检验，对连接环在多变载荷和腐蚀磨损耦合作用下失效机理进行系统的分析。经过研究发现，除了常规的磨损、静强拉断外，高应力集中引起的低周疲劳断裂、氢致延迟脆性断裂是主要的失效形式。通过建立非线性接触有限元模型（FEA），发现圆弧过渡区应力集中是由圆弧过渡区的力学本质引起的，并且材料热处理组织不均造成韧性不同。由此提出结构几何优化、材料强韧化匹配、表面完整性制造相结合的改进方法。工程实践中改进后的连接环的服役寿命提高2.5倍，很好地解决了频繁断链的工程问题。

重型刮板输送机；连接环；失效分析；多边形效应；有限元分析；结构改进