卡爾多爐自動(dòng)加油裝置的研究應(yīng)用

孫先如（1.中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；2.銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司稀貴金屬分公司，安徽　銅陵　244000）

卡爾多爐自動(dòng)加油裝置的研究應(yīng)用

孫先如
（1.中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；2.銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司稀貴金屬分公司，安徽銅陵244000）

采用DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵和8×3金屬編織耐高溫管改進(jìn)卡爾多爐加油方式，徹底解決人工加油潤(rùn)滑不良問(wèn)題和存在的安全隱患，保證了卡爾多爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，具有高溫爐體潤(rùn)滑方面的推廣示范意義。

DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵；卡爾多爐；自動(dòng)加油裝置

一、前言

卡爾多爐是銅陽(yáng)極泥冶煉廠的核心設(shè)備，該設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率決定了生產(chǎn)線的正常與否。銅陵有色稀貴金屬分公司2009年建成一套4000t/年陽(yáng)極泥處理量的生產(chǎn)線，引進(jìn)了一臺(tái)2m3的卡爾多爐，使用過(guò)程中出現(xiàn)了軸承缺油卡死損壞等故障，經(jīng)過(guò)研究改進(jìn)潤(rùn)滑方式，徹底解決了軸承潤(rùn)滑不良引起的故障，保證了設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、卡爾多爐的組成結(jié)構(gòu)

卡爾多爐由傾動(dòng)裝置和旋轉(zhuǎn)裝置兩部分構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)爐體的360°旋轉(zhuǎn)和180°的傾動(dòng)，增強(qiáng)了物料的反應(yīng)強(qiáng)度和操作的靈活性?？柖酄t的360°旋轉(zhuǎn)是依靠安裝在耳軸環(huán)上的旋轉(zhuǎn)軸承和兩組托輪的三點(diǎn)支撐完成，該部件均在密閉爐罩內(nèi)，工作溫度高，軸承的潤(rùn)滑是關(guān)鍵。

1.托輪的軸承

爐體的總重量落在耳軸環(huán)中的兩組托輪上，并通過(guò)傾轉(zhuǎn)軸傳遞到基礎(chǔ)上。保持爐體在耳軸環(huán)的中央旋轉(zhuǎn)是關(guān)鍵，為了滿足運(yùn)轉(zhuǎn)要求，在托輪磨損更換之后，必須把爐體調(diào)整到耳軸環(huán)的中央。這可以通過(guò)改變托輪的軸承套和軸承座與底板之間的襯墊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

軸承的潤(rùn)滑應(yīng)該符合SKF指導(dǎo)，同時(shí)不能忘記托環(huán)表面的潤(rùn)滑。每年都檢查所有的扣件和螺桿是否正確安裝，用液壓扭矩扳手檢測(cè)螺桿接頭的緊固扭矩。保持托輪周圍區(qū)域無(wú)碎片、渣等，以延長(zhǎng)密封壽命。在運(yùn)行幾年后，由于磨損，托輪的表面可能會(huì)變得粗糙。在這種情況下，應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械加工，使之表面光滑。

進(jìn)行托輪的維修工作，可以從耳軸環(huán)上拆下?tīng)t體，然后維修托輪。也可以不從耳軸環(huán)上吊下?tīng)t體，來(lái)更換及維修托輪。在安裝及拆卸時(shí)，耳軸環(huán)傾轉(zhuǎn)+180°，采用檢修行車從耳軸環(huán)上拆除托輪至地面，然后完成檢修更換軸承、加油等工作。

托輪的軸承型號(hào)為SKF23144CCK/C3/W33，53KG、SKFC3144K/C3，53KG。

2.旋轉(zhuǎn)軸承

旋轉(zhuǎn)軸承是用螺栓固定在爐體底部法蘭上，并固定在爐體的支撐臂上的軸承套內(nèi)，軸承由球形滾動(dòng)軸承組成。

軸承套要提供密封環(huán)。用高溫潤(rùn)滑脂進(jìn)行定期潤(rùn)滑對(duì)于延長(zhǎng)軸承的使用壽命是至關(guān)重要的。每年兩次檢查密封和緊固螺栓。用液壓扭矩扳手檢查螺桿的堅(jiān)固耐用的扭矩。

旋轉(zhuǎn)軸承型號(hào)為SKF24160CC/C4W33VG004。

3.軸承的潤(rùn)滑劑——SKF潤(rùn)滑脂LGHB2

（1）潤(rùn)滑劑性能描述：SKF潤(rùn)滑脂LGHB2是一種高性能潤(rùn)滑脂，含絡(luò)合CaSO4基，可用于非?？量痰牟僮鳁l件?？稍?20℃到+150℃的溫度范圍內(nèi)提供良好的潤(rùn)滑，具有很高的抗氧化穩(wěn)定性。

（2）應(yīng)用范圍：SKF潤(rùn)滑脂LGHB2適合于以下應(yīng)用，在高載荷下運(yùn)行的中等規(guī)格的滾動(dòng)軸承、在有水存在的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的中等規(guī)格滾動(dòng)軸承、在高溫下運(yùn)行的球狀滾動(dòng)軸承。

（3）優(yōu)點(diǎn)：極好的機(jī)械穩(wěn)定性確保LGHB2不會(huì)在滾動(dòng)軸承中損失其黏度。即使有水存在時(shí)，絡(luò)合CaSO4基的存在可確保其具有極好的抗氧化、抗腐蝕性能。

（4）要求的加油制度見(jiàn)表1。

表1　卡爾多爐軸承加油潤(rùn)滑制度表

三、改進(jìn)前狀況

卡爾多爐的旋轉(zhuǎn)裝置和托輪裝置均采用進(jìn)口SKF滾動(dòng)軸承，由于爐體溫度高達(dá)300℃，原加油方式為人工加油，不方便，同時(shí)也不安全，導(dǎo)致軸承得不到潤(rùn)滑而損壞。

表2列舉了2010年至2012年軸承缺油損壞的故障次數(shù)。

表2　2010年至2012年卡爐托輪故障檢修統(tǒng)計(jì)表

四、自動(dòng)加油裝置研究的技術(shù)路線

（1）曾經(jīng)改用銅管將加油點(diǎn)外移至方便處加油，但銅管內(nèi)容易發(fā)生油脂干結(jié)、碳化現(xiàn)象，沒(méi)有解決軸承潤(rùn)滑問(wèn)題。

（2）改進(jìn)潤(rùn)滑油，采用耐高溫的潤(rùn)滑脂或固體潤(rùn)滑脂，延長(zhǎng)加油周期，在每次檢修時(shí)更換潤(rùn)滑油。選擇不到時(shí)這種潤(rùn)滑油，同時(shí)在一個(gè)檢修周期內(nèi)也存在缺油的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）選擇高壓泵泵入潤(rùn)滑油脂，既可以解決人工加油不安全問(wèn)題，又保證了設(shè)備潤(rùn)滑，延長(zhǎng)了軸承的使用壽命。

五、DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵的工作原理和在卡爾多爐上的應(yīng)用

技術(shù)難點(diǎn)是選擇合適的加油泵、加油管路和油管路的固定方式。

1.DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵的工作原理

（1）DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵的主要結(jié)構(gòu)和工作原理：DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵主要由貯油桶、帶法蘭的泵元件、減速機(jī)和最大、最小容器指示器等組成。減速機(jī)使滑叉作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)螺旋壓油板和刮油板作順時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)，從筒壁上刮下來(lái)的潤(rùn)滑脂經(jīng)過(guò)攪拌被壓到泵元件的周圍。泵體內(nèi)有兩組活塞，每組活塞由工作活塞和2個(gè)控制活塞組成，當(dāng)一組活塞中的工作活塞完成吸油過(guò)程時(shí)，另一組活塞中的工作活塞把潤(rùn)滑脂壓向出油口，如圖1所示。吸油時(shí)，活塞1、2、3向右運(yùn)動(dòng)，活塞2在彈簧作用下到達(dá)極限位置，而活塞3繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，這時(shí)活塞2和3之間形成了真空，一旦活塞3到達(dá)右端極限位置，吸油口即打開(kāi)，潤(rùn)滑脂從吸油口吸入。如彈簧力不足，沒(méi)有將活塞2推到極限位置，活塞1會(huì)在滑叉作用下強(qiáng)制地把活塞2推到極限位置。當(dāng)活塞3向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，先把吸油口關(guān)閉，被吸入的潤(rùn)滑脂在其推動(dòng)下向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞2把油口打開(kāi)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)停止，這時(shí)活塞3繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)并把潤(rùn)滑脂從出油口壓出，一旦活塞3接觸到活塞2，其運(yùn)動(dòng)即停止。

圖1　DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵工作原理示意圖

（2）加油泵采用DRB-P型電動(dòng)潤(rùn)滑泵：DRB-P系列電動(dòng)潤(rùn)滑泵適用于潤(rùn)滑頻率高，配管長(zhǎng)度大，潤(rùn)滑點(diǎn)密集的單、雙線干稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中，作為供給潤(rùn)滑脂的輸送裝置。還可配備移動(dòng)小車、膠管、油槍和電纜組成移動(dòng)式電動(dòng)潤(rùn)滑泵裝置，適用于潤(rùn)滑頻率低，潤(rùn)滑點(diǎn)少，給油量大，進(jìn)行移動(dòng)供脂潤(rùn)滑。該系列潤(rùn)滑泵為電動(dòng)高壓柱塞式。工作壓力在公稱壓力范圍內(nèi)可任意調(diào)整，有雙重過(guò)載保護(hù)。貯油桶具有油位自動(dòng)報(bào)警裝置，潤(rùn)滑泵若配備電氣控制箱，能實(shí)現(xiàn)雙線集中潤(rùn)滑系統(tǒng)全自動(dòng)控制，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視。

圖2　卡爾多爐自動(dòng)加油裝置示意圖

2.改進(jìn)方案

經(jīng)過(guò)研究論證，采用自動(dòng)加油機(jī)和耐溫高壓管（圖2），通過(guò)高壓泵自動(dòng)加油的方式，徹底解決了卡爾多爐旋轉(zhuǎn)裝置軸承和托輪軸承潤(rùn)滑不良問(wèn)題，保證了設(shè)備正常運(yùn)行。采用的電動(dòng)潤(rùn)滑泵為DRB7-235Z，公稱壓力為40MPa，額定給油量為235mL/min，貯油量為100L，電機(jī)功率為1.5kW。

卡爾多爐加油管道規(guī)格8×3金屬編織耐高溫管，接頭14×1.5/14×1.5，配O型圈，48MPa，制造單位為巢湖新力源液壓機(jī)械有限公司銅陵分公司。油管路的固定方式采用沿爐體的耳軸支撐固定，從耳軸中空進(jìn)線電纜處引進(jìn)，可以隨著爐體一起傾動(dòng)、旋轉(zhuǎn)。自動(dòng)加油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖見(jiàn)圖3，高壓油管現(xiàn)場(chǎng)布置圖見(jiàn)4。

圖3　自動(dòng)加油機(jī)實(shí)物圖　

圖4　高壓油管布置圖

六、研究成果及經(jīng)濟(jì)效益

該研究成果獲得實(shí)用新型專利，解決了旋轉(zhuǎn)軸承和托輪軸承的潤(rùn)滑問(wèn)題，自從使用自動(dòng)加油后沒(méi)有發(fā)生因潤(rùn)滑不良導(dǎo)致的軸承損壞故障。減輕了人工每班加油的工作量，解決了人員靠近高溫爐體加油存在的安全隱患。

該研究成取得顯著經(jīng)濟(jì)效益，更換一次旋轉(zhuǎn)軸承需要維修備件費(fèi)用5萬(wàn)元，維修人工費(fèi)用3.5萬(wàn)元，托輪軸承費(fèi)用2萬(wàn)元，維修人工費(fèi)用1萬(wàn)元。固此每年節(jié)約維修費(fèi)用11.5萬(wàn)元。更換底部旋轉(zhuǎn)軸承一次需要4～5天，采用自動(dòng)加油機(jī)后，沒(méi)有出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸承損壞情況，每年增加生產(chǎn)時(shí)間5天，多處理陽(yáng)極泥75t，增加加工費(fèi)收入75萬(wàn)元。

TH117.2

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1671-0711（2015）11-0064-03