原料磨液壓缸活塞桿斷裂原因及處理措施

袁奉文，谷建可，王立斌，黃遠(yuǎn)輝，王定銀

1 前言

我公司于2012年承建的某5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，配套采用LM69.6立式輥磨粉磨原料。該磨機(jī)主電機(jī)功率為6 000kW，設(shè)計(jì)產(chǎn)量450t/h，配備有6個(gè)磨輥，每個(gè)磨輥下方連接2個(gè)液壓缸，屬雙缸系統(tǒng)。磨機(jī)運(yùn)行一年后，其中一個(gè)液壓缸出現(xiàn)密封漏油情況，兩年后，另一個(gè)液壓缸缸頭處出現(xiàn)斷裂。由于當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沒有備件更換，該磨機(jī)僅使用4個(gè)磨輥按設(shè)計(jì)產(chǎn)量維持運(yùn)行了一年。在投產(chǎn)后的兩年時(shí)間里，該原料磨一直運(yùn)行不穩(wěn)定，且經(jīng)常出現(xiàn)加不上壓、不能保壓、振動(dòng)大的情況，停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，檢修次數(shù)多，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

2 存在問題

2.1 液壓系統(tǒng)組成及設(shè)備工作方式

此臺(tái)原料輥磨液壓系統(tǒng)由液壓缸、液壓油管、蓄能器、液壓控制柜等組成。蓄能器內(nèi)氮?dú)饽业木彌_作用使磨輥運(yùn)行更平穩(wěn)；液壓控制柜內(nèi)加壓泵、截止閥、過(guò)濾器、單向電磁閥等元器件，與原料磨控制系統(tǒng)程序相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)泄壓及自動(dòng)抬輥、降輥；磨輥內(nèi)的軸承通過(guò)稀油站進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻，每2個(gè)對(duì)稱的磨輥液壓缸共用1臺(tái)液壓油站，共3臺(tái)液壓油站。原料輥磨液壓系統(tǒng)示意見圖1。

圖1 原料輥磨液壓系統(tǒng)示意

2.2 液壓缸存在的問題

在兩年內(nèi)，同一臺(tái)原料輥磨的兩個(gè)液壓缸均出現(xiàn)了問題，而同一批次采購(gòu)的另外兩臺(tái)水泥輥磨卻未出現(xiàn)過(guò)液壓缸斷裂的情況。根據(jù)生產(chǎn)情況分析，該原料輥磨液壓缸可能存在以下問題：

（1）產(chǎn)量問題

原料輥磨設(shè)計(jì)產(chǎn)量為450t/h，實(shí)際最大產(chǎn)量＞630t/h。水泥熟料生產(chǎn)線正常生產(chǎn)時(shí)，原料輥磨一般按照620t/h左右運(yùn)轉(zhuǎn)，由于長(zhǎng)期高產(chǎn)量運(yùn)行，負(fù)荷增加，導(dǎo)致液壓缸活塞桿疲勞斷裂。

（2）間隙問題

原料輥磨同一磨輥下連接了兩個(gè)液壓缸，液壓缸產(chǎn)生的拉力通過(guò)搖臂傳至磨輥，為保證磨輥穩(wěn)定運(yùn)行，兩個(gè)液壓缸的受力應(yīng)相同，即兩個(gè)液壓缸的缸桿與耳環(huán)端面的間隙應(yīng)一樣。而斷裂的這組液壓缸的間隙偏差0.01mm，而其他5組液壓缸的間隙一樣。由工作原理可知，兩個(gè)液壓缸的間隙不同，其所承受的拉力也不同，間隙小的液壓缸受力更大，當(dāng)其受力達(dá)到一定程度，活塞桿即疲勞斷裂。

（3）石灰石粒度問題

公司原料磨入磨粒度要求為：98%石灰石顆?！?00mm，100%石灰石顆?！?20mm。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，由于破碎機(jī)篦條經(jīng)常損壞，錘頭磨損，導(dǎo)致破碎后的石灰石顆粒偏大。較大粒度的石灰石入磨，研磨時(shí)磨輥液壓桿將會(huì)受力偏大且不均勻，長(zhǎng)時(shí)間受力不均將導(dǎo)致活塞桿因疲勞而斷裂。

3 解決措施

用新液壓缸替換存在斷裂問題的液壓缸。

3.1 拆除零配件

預(yù)備容器，收集拆卸的螺栓和小配件，按零配件拆卸順序分大小堆放，方便后續(xù)安裝。

3.2 拆除油管

先通過(guò)手拉葫蘆固定舊液壓缸，再用吊車吊出舊液壓缸缸體，拆除液壓桿上連接的液壓油管。在拆除油管時(shí)，首先將油管內(nèi)殘留液壓油全部放凈，然后用保鮮膜等材料密封管口，避免灰塵、水及其他油液等雜質(zhì)異物進(jìn)入油管內(nèi)，保持油管內(nèi)清潔，將油管擺放在干凈且不易觸碰的地方。在安裝油管前再次檢查油管管壁是否有異物，用壓縮空氣將需要安裝的油管及小配件吹掃干凈，防止雜質(zhì)等進(jìn)入液壓管路系統(tǒng)，尤其是防止鐵屑等異物進(jìn)入缸體。此外，不能使用碎布或破布清理缸體，防止抹布上的雜質(zhì)進(jìn)入液壓缸，從而損壞液壓缸。

3.3 制作簡(jiǎn)易輔助工具，安裝新液壓缸

首先，安裝新液壓缸下部銷子；其次，安裝活塞頭及連接板，其中，連接板為兩片式的螺紋結(jié)構(gòu)；最后將新液壓缸吊裝到位。液壓缸更換現(xiàn)場(chǎng)照片見圖2，液壓缸活塞桿現(xiàn)場(chǎng)照片見圖3。

圖2 液壓缸更換現(xiàn)場(chǎng)照片

圖3 液壓缸活塞桿現(xiàn)場(chǎng)照片

在向上吊起液壓缸體時(shí)，需不斷調(diào)整液壓缸體距離，以保證缸桿與耳環(huán)端面間隙符合要求。因調(diào)整新液壓缸位置是關(guān)鍵步驟，往往耗時(shí)較長(zhǎng)，很難找準(zhǔn)合適位置。為節(jié)約安裝時(shí)間，保證調(diào)整質(zhì)量，設(shè)計(jì)制作了一款液壓缸間隙調(diào)整簡(jiǎn)易輔助工具（見圖4、圖5）。

圖4 簡(jiǎn)易輔助工具示意

圖5 簡(jiǎn)易輔助工具照片

簡(jiǎn)易輔助工具的制作步驟如下：

（1）根據(jù)液壓缸活塞桿的弧度制作一副兩側(cè)帶螺栓孔的夾具（兩片），將兩片夾具套在液壓缸活塞桿外；在活塞桿和夾具中間墊上膠帶，防止劃傷活塞桿表面；將螺栓穿入兩片夾具螺栓孔，擰緊螺栓，使夾具牢牢固定在液壓缸活塞桿上；打開液壓桿上下排氣閥門，通過(guò)調(diào)節(jié)倒鏈，使液壓缸活塞桿隨夾具一起移動(dòng)。

（2）在夾具兩側(cè)加焊兩個(gè)底座，每個(gè)底座上附一根通絲，將通絲下端固定在液壓缸缸體上，通絲上端穿在夾具中間，通過(guò)調(diào)節(jié)通絲上端的螺栓夾具上下移動(dòng)。更換液壓缸時(shí)，如需液壓缸活塞頭向下移動(dòng)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)該螺栓，即可使夾具和液壓桿活塞頭慢慢向下移動(dòng)；如需液壓缸活塞頭向上移動(dòng)，則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓即可。通過(guò)該簡(jiǎn)易工具，可實(shí)現(xiàn)液壓缸缸桿與耳環(huán)端面間隙的上下調(diào)整。

4 原料輥磨的維護(hù)

4.1 控制石灰石原料粒度

由于石灰石易磨性差、料層厚，石灰石粒度較大將會(huì)加大磨機(jī)的研磨壓力，造成磨輥壓力較高。大塊的石灰石還會(huì)將磨輥上頂，導(dǎo)致料層不實(shí)、中間空隙大，磨盤上不易形成好的研磨層。料層忽高忽低，易造成輥磨振動(dòng)大，加快磨輥及磨盤的磨損；同時(shí)，磨輥長(zhǎng)時(shí)間在高壓力下運(yùn)行，也易使液壓缸連接螺栓松動(dòng)、密封損壞、液壓缸漏油。因此，為確保石灰石原料粒度符合入磨要求，需保證石灰石破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，經(jīng)常檢查破碎機(jī)篦條是否存在斷裂的情況，如果有篦條出現(xiàn)斷裂，應(yīng)及時(shí)修理更換；同時(shí)，需定期更換磨損的破碎機(jī)錘頭。

4.2 控制原料磨產(chǎn)量

原料磨研磨壓力與產(chǎn)量一般成正比，原料磨研磨壓力越大，產(chǎn)量越高。而產(chǎn)量越高，料層越厚，原料磨做功越多，施加的研磨壓力則越大，研磨壓力有時(shí)會(huì)瞬間超出量程，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄壓，保壓困難，液壓系統(tǒng)壓力、氮?dú)獍鼔毫Σ黄胶?，液壓缸的有效使用時(shí)間縮短。此臺(tái)原料輥磨設(shè)計(jì)產(chǎn)量為450t/h，從實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)看，將輥磨產(chǎn)量控制在580t/h左右較為合適。

4.3 控制料層厚度

在生產(chǎn)過(guò)程中，料層厚度關(guān)系著原料磨運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果料層太薄，可適當(dāng)降低研磨壓力，減小循環(huán)風(fēng)量，提高選粉機(jī)轉(zhuǎn)速，避免因磨內(nèi)風(fēng)量過(guò)大而無(wú)法形成有效料層；同時(shí)，可適當(dāng)增加喂料量，緩慢增加料層厚度，使磨機(jī)運(yùn)行逐漸趨于穩(wěn)定。如果物料的研磨性較差且入磨物料的水分增加，可適當(dāng)提高出磨溫度，降低產(chǎn)量，提高磨機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。如果喂料量過(guò)大且石灰石顆粒較大，料層增厚，增加研磨壓力后，物料仍達(dá)不到研磨細(xì)度，應(yīng)降低產(chǎn)量，增加循環(huán)風(fēng)量，將合格的粉料及時(shí)排出，避免料層將磨輥?lái)斊疬^(guò)高，引起磨機(jī)振動(dòng)。

4.4 檢修液壓系統(tǒng)

若遇到磨機(jī)無(wú)法加壓的情況，可以通過(guò)泄壓閥從現(xiàn)場(chǎng)液壓站手動(dòng)泄壓，若手動(dòng)泄壓后仍加不上壓，則需檢查液壓站電磁閥。首先，檢測(cè)電磁閥線圈情況，用螺絲刀靠近電磁閥，檢測(cè)電磁閥得電后是否有磁力，電磁閥有沒有吸合的聲音；其次，將電磁閥打開，判斷是否存在雜質(zhì)異物。如有，則用柴油清洗并清除雜物。如雜物卡在電磁閥里，將會(huì)使電磁閥閥芯一直處于常開的狀態(tài)，液壓缸的液壓油將直接返回油箱，導(dǎo)致液壓缸內(nèi)沒有足夠的液壓油，磨機(jī)壓力就會(huì)加不上去。

另外，磨機(jī)加不上壓也可能是液壓管路有空氣進(jìn)入，在更換液壓缸和氮?dú)饽視r(shí)，都會(huì)有空氣進(jìn)入液壓缸或液壓管路，一般可通過(guò)反復(fù)升輥、降輥使空氣回到油箱后排出解決。

4.5 定期檢查氮?dú)馄?/h3>

液壓缸壓力波動(dòng)過(guò)大會(huì)造成氮?dú)饽移茡p漏油。若發(fā)現(xiàn)氮?dú)馄繅毫Σ徽；蛴新┯同F(xiàn)象，需及時(shí)更換氮?dú)饽?。平時(shí)應(yīng)定期檢查氮?dú)馄繅毫?，若發(fā)現(xiàn)氮?dú)馄繅毫χ档陀谡Ｖ担瑧?yīng)及時(shí)補(bǔ)充氮?dú)猓苊庖簤焊讐毫Σ蛔慊蚵┯汀?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

在處理液壓缸問題時(shí)，通過(guò)制作液壓缸間隙調(diào)整簡(jiǎn)易輔助工具，有效保證了液壓缸缸桿與耳環(huán)端面的間隙要求，使同一磨輥?zhàn)笥覂蓚?cè)連接的兩個(gè)液壓缸間隙相同。在更換新的液壓缸后，通過(guò)控制石灰石粒度、原料磨產(chǎn)量及料層厚度，檢修液壓系統(tǒng)、定期檢查氮?dú)馄繅毫Φ纫幌盗芯S護(hù)措施，確保了原料輥磨的穩(wěn)定運(yùn)行。自更換液壓缸后，未再出現(xiàn)過(guò)液壓缸漏油、活塞桿斷裂等情況，截至目前，新液壓缸已運(yùn)行5年時(shí)間，原料磨產(chǎn)量一直穩(wěn)定在580t/h左右，熟料年產(chǎn)量172萬(wàn)噸。