水泥廠輥壓機(jī)故障處理分析

代 斌

(西山煤電集團(tuán)有限公司 西山水泥廠，山西 太原 030000)

0 引言

輥壓機(jī)是物料粉碎設(shè)備，因其粉碎效率高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于礦石、鋼渣、水泥等領(lǐng)域。在水泥廠的實(shí)際運(yùn)行和維護(hù)中發(fā)現(xiàn)，輥壓機(jī)的故障率較高。按照故障發(fā)生部位分為電機(jī)系統(tǒng)故障、液壓系統(tǒng)故障、監(jiān)控系統(tǒng)故障、機(jī)械系統(tǒng)故障等，這些故障影響水泥生產(chǎn)效率，增加了設(shè)備維修成本。為了降低輥壓機(jī)的維修次數(shù)，本文針對(duì)不同類型的故障，總結(jié)了一套以理論為基礎(chǔ)的故障處理與維修方法，對(duì)實(shí)際工作具有指導(dǎo)意義。

1 輥壓機(jī)工作原理

所有的故障處理都必須以理論和設(shè)備原理為基礎(chǔ)。碾壓機(jī)工作原理如圖1所示，物料從反向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)輥?zhàn)又g落下，物料在粉碎力的高壓下顆粒減小，在小顆粒物料內(nèi)部形成細(xì)小的微裂紋，這樣在物料粉磨時(shí)能夠節(jié)省能耗。粉碎力量來自水平方向，從入料口開始?jí)毫_(dá)到最大點(diǎn)，物料向下落的過程中壓力逐漸減小，到壓力零點(diǎn)時(shí)，擠壓和粉碎力量消失，物料被加工為料餅。

圖1 輥壓機(jī)工作原理示意圖

2 電機(jī)系統(tǒng)故障

由于輥壓機(jī)的工作環(huán)境惡劣，負(fù)載較大，電機(jī)的故障率較高。常見的電機(jī)故障表現(xiàn)為軸承磨損、繞組溫度過高、滑環(huán)打火和絕緣磨損等方面。

(1)軸承磨損。相比于靜輥軸承，由于動(dòng)輥在工作中不斷調(diào)整輥縫，因此動(dòng)輥輸出端軸承的磨損特別顯著。因此，應(yīng)在動(dòng)輥輸出端使用精度高、強(qiáng)度高的耐磨軸承。

(2)滑環(huán)打火?；h(huán)打火的原因有很多，如：制成系統(tǒng)中的粉塵堆積在滑環(huán)表面；滑環(huán)與電刷的有效接觸面積縮??；電刷面積裕度??；有的電機(jī)采用銅質(zhì)電刷對(duì)滑環(huán)的磨損明顯。應(yīng)對(duì)措施為：在制成系統(tǒng)中增加除塵裝置；對(duì)于距離較近的兩臺(tái)電機(jī)應(yīng)進(jìn)行隔離；增加電刷數(shù)量；對(duì)于輕微磨損的滑環(huán)可以用砂紙打磨處理。

(3)繞組溫度過高。對(duì)于沒有安裝繞組溫度在線監(jiān)測(cè)的輥壓機(jī)電機(jī)，不能在DCS系統(tǒng)中查看溫度信息，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后繞組溫度過高會(huì)燒毀電機(jī)。應(yīng)對(duì)措施為：在電機(jī)上配置溫度巡檢儀，將監(jiān)視信號(hào)傳送至后臺(tái)，若繞組溫度過高時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。

(4)絕緣磨損。車間內(nèi)的粉塵進(jìn)入電機(jī)后成為轉(zhuǎn)動(dòng)部分的磨料，繞組磨損后絕緣被破壞，容易出現(xiàn)繞組短路等故障。應(yīng)對(duì)措施為：增加除塵系統(tǒng)的投入，保持環(huán)境清潔；對(duì)絕緣受到破壞的繞組，可使用云母自粘合膠帶進(jìn)行纏繞；磨損情況較輕的繞組可用絕緣漆涂刷。

3 液壓系統(tǒng)故障

液壓系統(tǒng)是輥壓機(jī)擠壓粉碎物料的動(dòng)力來源，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障會(huì)降低粉碎物料的效果，嚴(yán)重時(shí)可能對(duì)設(shè)備安全造成威脅。液壓系統(tǒng)的原理如圖2所示，在泵站、閥臺(tái)和油缸三大部分的配合下實(shí)現(xiàn)恒壓力擠壓，擠壓過程中輥縫在小范圍變化，起到緩沖作用的同時(shí)也能保護(hù)液壓裝置。其故障主要有以下幾種：

(1)壓力保持能力差。當(dāng)進(jìn)料閥打開后，投放的物料會(huì)形成一股沖力，動(dòng)輥向后移動(dòng)時(shí)壓力升高，但是在動(dòng)輥向前移動(dòng)時(shí)液壓系統(tǒng)不能保持壓力；系統(tǒng)不能為液壓油泵提供足夠的液壓油；當(dāng)輥縫超過預(yù)定范圍時(shí)會(huì)導(dǎo)致跳閘停機(jī)，主動(dòng)電機(jī)頻繁啟停會(huì)顯著增加電能消耗，降低使用壽命。為改善輥壓機(jī)液壓系統(tǒng)的保壓能力，可采用的應(yīng)對(duì)措施有：根據(jù)相關(guān)技術(shù)參數(shù)改善閥組密封形式，通過安裝支撐密封圈將線密封改進(jìn)為面密封，然后將閥組的設(shè)定值復(fù)原；改善進(jìn)料口的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使進(jìn)料沖擊力減?。徽{(diào)整溢流閥和液壓系統(tǒng)的工作壓力。

1-空氣濾清器;2-高壓過濾器;3，5-電磁換向閥;4-壓力表;6-球閥;7-壓力傳感器;8-電磁溢流閥;9-蓄能器;10-直角單向閥;11，12-溢流閥;13-液壓泵;14-電動(dòng)機(jī);15-油缸

(2)油缸漏油。油缸漏油的原因基本上都是由密封引起的，不設(shè)回油的單向油缸的內(nèi)部滲油會(huì)在背壓力的作用下滲出活塞桿的邊沿；油缸中的雜質(zhì)和碎屑極易磨損密封圈，降低液壓系統(tǒng)的保壓效果。對(duì)于油缸漏油的情況，可采取的處理措施有：在確定油缸安全行程的情況下增加回油口；安裝過濾器過濾液壓油中的磨屑和雜質(zhì)，防止磨損密封裝置；巡檢過程中對(duì)回油量和密封狀況進(jìn)行監(jiān)視。

4 監(jiān)控系統(tǒng)故障

輥壓機(jī)的監(jiān)控軟件為西門子WINCC5.0，控制系統(tǒng)為S7-300型PLC，監(jiān)控系統(tǒng)相當(dāng)于輥壓機(jī)的眼睛和大腦，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障種類有電磁干擾導(dǎo)致的信號(hào)傳輸失敗、通信故障等。輥壓機(jī)所需要采集的物理量有液壓、輥縫、電流、溫度等，這些信號(hào)都是由專用傳感器采集，然后經(jīng)信號(hào)變送器轉(zhuǎn)換為4 mA～20 mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，PLC的模擬量輸入模塊接收電流信號(hào)后進(jìn)行運(yùn)算處理。輥壓機(jī)的開關(guān)量有運(yùn)行狀態(tài)、啟停按鈕等，通過開關(guān)量輸入模塊傳入PLC。PLC通過DCS系統(tǒng)與中央控制室相連，操作人員可在遠(yuǎn)方進(jìn)行監(jiān)視和操作。

(1)電磁干擾。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，一般的信號(hào)輸入輸出模塊都由繼電器、變送器隔離，防止信號(hào)與信號(hào)之間的干擾。如果現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試某些信號(hào)傳輸效果不佳，可檢查信號(hào)電纜、控制電纜和動(dòng)力電纜的布線結(jié)構(gòu)，將各類信號(hào)單獨(dú)布線，并留出足夠的距離。特別是模擬量信號(hào)用電纜，最好使用屏蔽電纜，并做好控制柜接地。

(2)通信故障。信號(hào)的傳輸受到多方面的影響，有些故障案例表明，環(huán)境溫度低可能導(dǎo)致控制信號(hào)偏小，控制系統(tǒng)信號(hào)無備妥。應(yīng)對(duì)措施為：定期檢查通信系統(tǒng)的電源、環(huán)境溫度、燈光指示等，保持通信系統(tǒng)工況良好。

5 機(jī)械系統(tǒng)故障

(1)軸承過熱。輥壓機(jī)軸承過熱是常見的機(jī)械故障，其熱量的累積來源于兩方面：①熟料溫度本身較高，疊加了動(dòng)靜輥對(duì)其做功的能量，經(jīng)過金屬傳導(dǎo)，熱量很快集中在軸承底座上；②軸承自身轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦生熱。正常情況下，安裝在同一個(gè)輥?zhàn)觾啥说妮S承溫度應(yīng)該相差不大，如果出現(xiàn)軸承過熱，可采取的措施有：查看液壓管路是否有異物堵塞，油缸內(nèi)的液壓油是否污染或液面下降，若有可能對(duì)軸承的潤(rùn)滑油及時(shí)更換或補(bǔ)充；軸的冷卻水管路內(nèi)會(huì)積存水垢，導(dǎo)致冷卻效果變差，建議采用除垢劑清洗冷卻水管路。

(2)軸承跑內(nèi)圈。軸承跑內(nèi)圈的后果較為嚴(yán)重，輕則導(dǎo)致軸承溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)剪斷壓環(huán)螺栓，軸承不能被壓緊。出現(xiàn)軸承跑內(nèi)圈現(xiàn)象后，應(yīng)當(dāng)深入分析其產(chǎn)生的原因并對(duì)癥施治，若是安裝時(shí)軸和軸承表面存在油污，建議重新安裝軸承，在安裝前用汽油仔細(xì)擦洗內(nèi)表面，軸承安裝的部位應(yīng)盡可能選擇環(huán)境條件好的部位。

6 結(jié)束語(yǔ)

輥壓機(jī)是水泥廠最復(fù)雜、故障率也較高的設(shè)備，本文按照輥壓機(jī)的組成部分，分析了電機(jī)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的各類常見故障，并給出了相應(yīng)的處理建議。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的故障，應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行維修。在平時(shí)的工作中應(yīng)注重提高輥壓機(jī)的可靠性，以預(yù)防的角度維護(hù)輥壓機(jī)，減少故障停機(jī)概率，從而提高水泥廠的經(jīng)濟(jì)效益。