斗輪式取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)故障分析及處理預(yù)防

縱文達(dá)，周曉冬，夏 強(qiáng)，李國(guó)良，李乾坤

(中天鋼鐵集團(tuán)有限公司特鋼公司燒結(jié)廠，江蘇 常州 213000)

0 引言

冶金行業(yè)燒結(jié)廠的原料單元是輸送、存儲(chǔ)、中轉(zhuǎn)、供應(yīng)原輔料的源頭工序，作為原料場(chǎng)最主要的設(shè)備，取料機(jī)是一種高效率的對(duì)散狀物料進(jìn)行連續(xù)取料作業(yè)的設(shè)備，主要用于鋼廠、港口、冶金、礦山、化工等部門的原料場(chǎng)或其它散狀物料的取料作業(yè)。一般形式為懸臂斗輪式，其主要結(jié)構(gòu)包括斗輪機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、懸臂皮帶、鋼結(jié)構(gòu)以及一些電器及輔助裝置。

某公司斗輪取料機(jī)為QLZ1200·51.5型，設(shè)備形式為活動(dòng)配重平衡式，額定取料能力為1 200 t/h，取料料堆高度范圍為軌下0.65 m至軌上12.35 m，裝機(jī)總功率350 kW。作為取料機(jī)最主要的部位，其俯仰機(jī)構(gòu)為液壓形式，液壓缸為雙只雙向，液壓缸活塞桿上部通過(guò)上鉸軸支座固定在取料機(jī)懸臂主梁上，液壓缸鋼筒底部通過(guò)下鉸軸支座固定在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制液壓缸活塞桿的伸縮往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)取料機(jī)懸臂與回轉(zhuǎn)平臺(tái)的俯仰運(yùn)動(dòng)(見圖1)。該取料機(jī)俯仰角度為-7.95°～6.89°，俯仰速度≤5 m/min，液壓系統(tǒng)最大工作壓力為16 MPa。

1-懸臂主梁；2-回轉(zhuǎn)平臺(tái)；3-液壓缸；4-上鉸軸支座；5-下鉸軸支座圖1 取料機(jī)俯仰油缸布置圖

1 常見俯仰機(jī)構(gòu)故障分析判斷

1.1 俯仰機(jī)構(gòu)失效不動(dòng)作

QLZ1200·51.5型取料機(jī)在取料過(guò)程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)無(wú)法進(jìn)行俯仰動(dòng)作的故障，根據(jù)斗輪取料機(jī)的結(jié)構(gòu)及俯仰原理，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查、會(huì)診、分析，判斷懸臂俯仰失效不動(dòng)作的原因?yàn)橐韵聨追N。

1.1.1 液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置故障

QLZ1200·51.5型取料機(jī)型俯仰液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置由功率22 kW電機(jī)經(jīng)星型彈性聯(lián)軸器連接恒壓變量液壓泵(見圖2)。當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)損壞跳停、聯(lián)軸器星型彈性塊損壞或液壓泵損壞泄漏等問(wèn)題時(shí)便會(huì)引起取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)無(wú)動(dòng)作。

1-電機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-液壓泵；4-油箱圖2 俯仰機(jī)構(gòu)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理

電機(jī)是否損壞或跳停的判斷方法為目視法，通過(guò)外觀的檢查和聲音的辨別即可快速檢查。因聯(lián)軸器和液壓泵為油箱內(nèi)置形式，因此為了判斷故障，需先檢查液壓泵出口壓力是否正常，若無(wú)壓力或持續(xù)8 MPa以下低壓，可判斷為驅(qū)動(dòng)故障。隨機(jī)進(jìn)行開蓋進(jìn)一步檢查聯(lián)軸器及液壓泵情況進(jìn)行確診。

1.1.2 液壓系統(tǒng)控制元件故障

QLZ1200·51.5型取料機(jī)型俯仰液壓系統(tǒng)主要控制元件是由一套三位四通電磁液壓換向閥組成，當(dāng)換向閥出現(xiàn)電磁得電失效或閥芯損傷卡死等故障時(shí)便會(huì)引起取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)不動(dòng)作。

液壓換向閥是否電磁得電故障判斷方法為對(duì)電磁閥的接線進(jìn)行拆下，用萬(wàn)用表測(cè)量，如果開路可判斷電磁閥線圈燒壞。另外目視換向閥接線頭松動(dòng)或線頭是否有脫落。若電磁閥得電正常卻無(wú)法正常換向動(dòng)作，即可判斷閥芯損傷卡死。

1.1.3 液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障

QLZ1200·51.5型取料機(jī)型俯仰液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由兩套含平衡閥的液壓缸組成，當(dāng)平衡閥設(shè)定壓力過(guò)大或液壓缸機(jī)械安裝不當(dāng)?shù)染鶗?huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)輸出壓力持續(xù)溢流無(wú)法進(jìn)行驅(qū)動(dòng)液壓缸動(dòng)作，從而引起俯仰懸臂無(wú)法進(jìn)行動(dòng)作。

平衡閥上含測(cè)壓接頭，可連接機(jī)械壓力表進(jìn)行壓力檢測(cè)，液壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)其壓力大于12 MPa說(shuō)明平衡閥設(shè)定壓力偏大需調(diào)整，也可根據(jù)平衡閥調(diào)定螺絲的緊定圈數(shù)進(jìn)行計(jì)算設(shè)定壓力是否合理。對(duì)于取料機(jī)液壓缸的安裝問(wèn)題判斷可通過(guò)分別檢測(cè)液壓缸支座四點(diǎn)對(duì)角線長(zhǎng)度誤差進(jìn)行判斷，上下支座對(duì)角線長(zhǎng)度誤差大于5 mm說(shuō)明安裝問(wèn)題，會(huì)影響兩缸的運(yùn)行，從而影響取料機(jī)的俯仰動(dòng)作。

1.2 懸臂下沉無(wú)法鎖緊

QLZ1200·51.5型取料機(jī)在取料過(guò)程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)懸臂無(wú)法鎖緊進(jìn)行下降的情況，嚴(yán)重影響設(shè)備作業(yè)，根據(jù)下沉的原理進(jìn)行分析，判斷懸臂下沉無(wú)法鎖緊的原因?yàn)橐韵聨追N。

1.2.1 懸臂積料嚴(yán)重

懸臂因長(zhǎng)期取料會(huì)導(dǎo)致斗輪體、大臂以及支架橫梁等鋼結(jié)構(gòu)位置積料，這會(huì)使整個(gè)懸臂的重量增加，使得俯仰機(jī)構(gòu)的負(fù)載增大，當(dāng)下沉的壓力大于平衡閥的設(shè)定壓力后，便會(huì)出現(xiàn)無(wú)法鎖緊保壓的懸臂下沉情況。

1.2.2 液壓缸內(nèi)泄

QLZ1200·51.5型取料機(jī)液壓缸上含進(jìn)出口截止閥以及平衡閥，當(dāng)液壓缸出現(xiàn)內(nèi)泄時(shí)，液壓缸內(nèi)部有桿腔液壓油和無(wú)桿腔液壓油會(huì)發(fā)生竄油現(xiàn)象，使得液壓缸活塞桿進(jìn)行移動(dòng)，也是懸臂下沉的一大主要原因。

液壓缸是否內(nèi)泄，可通過(guò)對(duì)液壓缸上的截止閥進(jìn)行關(guān)閉來(lái)檢測(cè)液壓缸是否繼續(xù)發(fā)生懸臂下沉情況，若繼續(xù)下沉即可判斷液壓缸存在內(nèi)泄故障(見圖3)。

1-液壓缸；2-截止閥；3-測(cè)壓接頭；4-平衡閥圖3 俯仰機(jī)構(gòu)液壓缸系統(tǒng)原理

1.2.3 平衡閥問(wèn)題

平衡閥起到鎖緊液壓缸的作用，當(dāng)平衡閥出現(xiàn)閥芯密封損壞泄露或調(diào)整壓力過(guò)小等情況時(shí)，會(huì)使其失去鎖缸作用，從而引起懸臂的下沉。

平衡閥閥芯問(wèn)題可通過(guò)檢查閥芯密封圈磨損情況進(jìn)行確認(rèn)，另外平衡閥的結(jié)構(gòu)為單向順序閥，可通過(guò)壓力檢測(cè)以及調(diào)定螺絲的緊定圈數(shù)進(jìn)行計(jì)算即可判斷設(shè)定壓力是否合理。

1.3 俯仰動(dòng)作緩慢

QLZ1200·51.5型取料機(jī)在俯仰動(dòng)作過(guò)程中，偶爾也會(huì)出現(xiàn)起升或下降緩慢的情況，極大降低了取料效率，影響生產(chǎn)正常運(yùn)行，對(duì)取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理及現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，可判斷俯仰動(dòng)作緩慢的原因?yàn)橐簤合到y(tǒng)流量降低，是因?yàn)榀B加式雙單向節(jié)流閥存在閥芯堵塞或流量設(shè)定不當(dāng)。

2 故障處理和預(yù)防

2.1 液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置故障的處理和預(yù)防

根據(jù)電機(jī)損壞的故障進(jìn)行更換新電機(jī)，同時(shí)要檢查電機(jī)損壞的原因，若因環(huán)境問(wèn)題及時(shí)做好防水和防塵。聯(lián)軸器連接問(wèn)題基本為星型彈性塊磨損或損壞，更換星型彈性塊的技術(shù)要求其徑向位移小于0.1 mm，傾斜度小于0.8/1 000，端面間隙約為2 mm，標(biāo)準(zhǔn)的裝配精度能減少聯(lián)軸器的磨損或損壞。液壓泵的壓力問(wèn)題可進(jìn)行調(diào)大液壓泵壓力控制調(diào)節(jié)閥并及時(shí)鎖緊調(diào)試。

2.2 液壓系統(tǒng)控制元件故障的處理和預(yù)防

電磁換向閥若換向閥接線頭松動(dòng)或線頭脫落，可進(jìn)行緊固線頭處理。若電磁換向閥線圈燒壞，需進(jìn)行更換線圈，若緊急處理時(shí)，可將線圈上的手動(dòng)按鈕由正常工作時(shí)的“0”位打到“1”位，使得閥打開。電磁閥安裝接頭緊固到位，同時(shí)防止雨水進(jìn)入電磁閥引起有線圈受潮。電磁換向閥閥芯卡死的處理方法是將電磁閥拆下，取出閥芯及閥芯套，用柴油或除銹劑進(jìn)行清洗，使得閥芯在閥套內(nèi)動(dòng)作靈活。拆卸時(shí)應(yīng)注意各部件的裝配順序及外部接線位置，以便重新裝配及接線正確。對(duì)于閥芯磨損或卡死重在預(yù)防，從油品清潔度做起，保證潤(rùn)滑系統(tǒng)油液的干凈。

2.3 液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障的處理和預(yù)防

平衡閥的壓力調(diào)節(jié)問(wèn)題應(yīng)在安裝前進(jìn)行壓力螺釘?shù)拇_認(rèn)，同時(shí)用螺母做好緊固，防止因運(yùn)行抖動(dòng)造成的壓力不穩(wěn)。同時(shí)，對(duì)于液壓缸的安裝問(wèn)題要及時(shí)調(diào)整，各尺寸按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝定位(見圖4)。同時(shí)保證安裝精度，先焊接液壓缸兩個(gè)上支座，要求兩上支座軸線與臂架鉸支座軸線平行，且四點(diǎn)對(duì)角線長(zhǎng)度誤差≤1.5，再焊接液壓缸兩個(gè)下支座，要求兩下支座軸線與臂架鉸支座軸線平行，且四點(diǎn)對(duì)角線長(zhǎng)度誤差≤1.5，安裝后要求兩缸上下支座四點(diǎn)對(duì)角線長(zhǎng)度誤差≤2，鉸支座用連續(xù)角焊，焊縫高度不小于15 mm。各鉸點(diǎn)安裝前后必須加注黃油，保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活無(wú)卡阻現(xiàn)象。

圖4 俯仰機(jī)構(gòu)液壓缸安裝示意圖

2.4 懸臂積料的處理和預(yù)防

懸臂積料屬于生產(chǎn)的操作和維護(hù)工作，對(duì)于斗輪體、大臂以及支架橫梁等鋼結(jié)構(gòu)位置要形成定時(shí)清理機(jī)制，保證設(shè)備良好的運(yùn)行條件。

2.5 液壓缸內(nèi)泄的處理和預(yù)防

液壓缸內(nèi)泄需要進(jìn)行更換液壓缸，具體更換安裝標(biāo)準(zhǔn)見2.3描述。液壓缸的內(nèi)泄即活塞密封的磨損，可對(duì)活塞的密封進(jìn)行優(yōu)化，改善材質(zhì)及耐溫環(huán)境，同時(shí)對(duì)于液壓油品的清潔度進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)更換油品。

2.6 液壓閥件的通用性問(wèn)題處理和預(yù)防

QLZ1200·51.5型取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)為液壓形式，含大量的液壓控制閥件，如換向閥、節(jié)流閥、溢流閥、平衡閥等，當(dāng)這些閥件出現(xiàn)功能失效、動(dòng)作不靈敏、卡死或泄露等情況時(shí)，需要對(duì)閥芯進(jìn)行拆除清洗，發(fā)現(xiàn)密封元件不好的及時(shí)更換，發(fā)現(xiàn)閥芯磨損及時(shí)修復(fù)或更換。因取料機(jī)作業(yè)環(huán)境的影響，此類故障預(yù)防的要點(diǎn)是防塵和液壓系統(tǒng)的清潔，對(duì)于液壓站做好密封和散熱，對(duì)于液壓油根據(jù)溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整粘度，選用合適牌號(hào)，同時(shí)液壓油的清潔度定期檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)粘度變化大或雜質(zhì)超標(biāo)等情況及時(shí)進(jìn)行更換，保證整個(gè)液壓系統(tǒng)的長(zhǎng)期高效運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

QLZ1200·51.5型取料機(jī)是某廠燒結(jié)原料的主要中轉(zhuǎn)設(shè)備，其俯仰機(jī)構(gòu)也是故障率最高和處理最難的部位，對(duì)俯仰機(jī)構(gòu)的常見故障進(jìn)行了系統(tǒng)性的理論并與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合的方式進(jìn)行分析判斷，能快速準(zhǔn)確的找到問(wèn)題所在，同時(shí)也對(duì)出現(xiàn)的故障給出最合理的處理方案，并提出技術(shù)要求和日常維護(hù)的重點(diǎn)，保證設(shè)備能夠做到預(yù)防性維修，最終確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。