I. Обзор и роль высокопрочной компактной цепи для горных работ

С учётом реальной эксплуатации кольцевых цепей в угольных шахтах изменены геометрическая форма и соответствующие размеры традиционных горных кольцевых цепей, разработаны новая форма звеньев и конструкция цепи. Компактная цепь состоит из вертикальных и горизонтальных звеньев; размеры и типы горизонтальных звеньев соответствуют аналогичным параметрам горных кольцевых цепей, тогда как боковые стороны вертикальных звеньев выполнены плоскими, а их внешняя ширина меньше, чем у высокопрочных горных кольцевых цепей. Изменение формы вертикальных звеньев значительно снижает концентрацию напряжений на звеньях цепи и продлевает срок службы цепи. Таким образом, при сохранении прежних размеров транспортного желоба можно повысить мощность транспортера и увеличить его производительность. Кроме того, благодаря тому, что прямые участки вертикальных звеньев контактируют с пластиною транспортного желоба по площади, а не по линии, как в традиционных кольцевых цепях, улучшается износостойкость цепи.

II. Анализ рынка компактных цепей

С развитием государственного регулирования и технических вложений в угольную промышленность распространение комплексной механизации добычи угольных месторождений неуклонно растёт. Поскольку крупногабаритные высокопрочные круглозвенные цепи являются продукцией с высокой стоимостью оборудования и сложными технологическими требованиями, почти 80% рынка крупногабаритных высокопрочных компактных цепей приходится на импорт. Однако с внедрением импортного оборудования, повышением доли отечественного производства, улучшением качества и технологий, а также благодаря ценовым преимуществам замена импорта — лишь вопрос времени.

3. Существует два основных метода производства компактных цепей:

Первый способ: изготовление вертикальных колец методом экструзии — заготовка → формирование цепочки из отдельных вертикальных колец → дробеструйная обработка вертикальных колец → сварка вертикальных колец → нагрев вертикальных колец → экструзия вертикальных колец до заданной формы → соединение плоских и вертикальных колец в одно целое → дробеструйная обработка → сварка плоских колец → растяжение до заданных размеров → термообработка → предварительное натяжение для упрочнения и придания окончательной формы → контроль качества → сортировка по парам → складирование.

Второй способ: вертикальные кольца изготавливаются методом ковки и прессования — заготовка → плоские и вертикальные кольца соединяются вплетением — обработка дробеструйной обработкой — сварка плоских колец — первичное растяжение до заданных размеров — термообработка — вторичное предварительное растяжение с упрочнением и формообразованием — контроль — сопоставление пар — складирование. Высокопрочная компактная цепь для горных работ — это новая разновидность продукции, отличающаяся от традиционных цепей прежде всего тем, что она состоит из соединённых между собой вертикальных и плоских колец; поэтому технология её производства, в частности метод плетения, полностью отличается от традиционного способа изготовления цепей.

Первый способ производства в настоящее время является основным для отечественных производителей круглозвенных цепей. При этом вертикальные звенья формируются с помощью гидравлических прессов. Основными представителями данного метода являются компания «Цзянсу Гэлинь Машинери Лтд.», «Тяньди Бэнниу» и немецкая фирма «Тилле». Второй способ производства предполагает формование вертикальных звеньев преимущественно с помощью ковочных прессов. Основными представителями этого метода являются компания «Чжанцзякоу Парсонс Коал Машинери», «Цзянсу Гэлинь Машинери Лтд.», немецкая фирма «Тилле» и польская компания «Хуасин». Как при первом, так и при втором способе производства обязательно требуется специально разработанное оборудование для плетения цепей; формирование каждого звена осуществляется на двух рабочих станциях, поэтому технология плетения и конструкторские формы и приспособления должны быть заново спроектированы. Кроме того, как кованые, так и экструдированные звенья представляют собой звенья переменного сечения; их сварные звенья отличаются по геометрической форме и сечению от обычных звеньев, а значит, и степень деформации у них различна. Поэтому для определения требуемых технологических размеров необходимо провести многочисленные технологические испытания, лишь тогда можно гарантировать соответствие стандартным требованиям. Однако нестабильность шага также остается одной из фундаментальных проблем современных компактных цепей. Особенно это касается второго способа производства: поскольку кованые вертикальные звенья отличаются от традиционных звеньев, сохраняются недостатки в выборе исходного материала и точности размеров и допусков.

Третий способ — это прямая ковка прутков. В Китае некоторые производители внедрили технологию польской компании «Хуасин», согласно которой сначала методом штамповки придают пруткам с обеих сторон и в средней части плоскую форму, затем соединяют их между собой с помощью цепочного станка и, наконец, сваривают.

Развитие высокопрочных компактных колец для горной промышленности основано на усовершенствовании высокопрочных круглых звеньев цепей для горнодобывающей отрасли; размеры, форма звеньев и структура цепи были оптимизированы. Эти усовершенствования и оптимизации были осуществлены с учётом результатов анализа нагрузок на цепь, а также в условиях необходимости увеличения мощности угледобывающего оборудования при ограниченном пространстве подземных шахт.

Увеличение размеров высокопрочных компактных цепей и кольцевых цепей для горнодобывающей промышленности, изменение их конструктивных форм и повышение требований к механическим характеристикам способствуют соответствующему быстрому развитию оборудования и технологий производства цепей в Китае.