磨盤機液壓元件老化、失效后的改進措施

陳由金

（南平延潤紙業有限責任公司，福建 南平 353000）

0 前言

南平造紙廠1986年投產的由奧地利VOITH公司引進的高濃盤磨系統用于新聞紙的磨漿生產。高濃盤磨機將去皮去節的原木經磨石研磨，分離出纖維素供新聞紙生產。它對改善機械漿的纖維形態，提高機漿得率，降低噸漿電耗及改善生產環境，減輕工人勞動強度都起著重要的作用。

設備經過長期的運行，一些自控元件和液壓元件已出現老化和失效，故必須進行必要的更換和改造。

1 2SE盤磨機液壓系統存在的缺陷

2SE盤磨機液壓系統見圖1，是隨主機進口的。它以壓力進油方式為主機主軸軸承（見圖1的Ⅰ～Ⅲ）的正常運行起到了潤滑、冷卻、洗滌等作用，并為主機加壓工作時提供壓力源。利用3個液壓缸使主軸沿軸向移動（移動距離為進20 mm、退60 mm，共80 mm），從而使動磨盤與靜磨盤處于加壓（工作）和卸荷（空轉）2種狀態。我們在實際運行過程中發現存在著以下幾點不足之處（隱患）。

1.1 壓力繼電器未能及時為事故報警

由于系統供給主軸中央兩個軸向推力向心軸承的油路在進入主軸箱之前是硬管（φ10 mm×1 mm鐵管）；進入主軸箱之后與軸承殼注油點處的連接（見圖1）采用軟管（橡膠管長度約300 mm）。從儀表盤油泵出口壓力繼電器的接點到主軸中央軸承處注油點的管路系統壓力損失為△p[1]。

式中 △p直——直管段壓力損失（MPa）

υ——管中液體的速度（m/s）

d——管的內徑(mm)

L——直管的長度（m)

g——重力加速度

式中ε——局部阻力系數（取0.21[1]）

γ——油質的重度（取0.9kg/L）

g——重力加速度

彎頭數共有6個

式中 ——局部阻力系數（取0.89）

由式（1）得

此時若發生軟管接頭脫落或軟管老化斷裂，

圖1 2SE盤磨機液壓系統圖

則故障后的管道壓力損失為

因故障點離出口距離0.3 m，加上此處屬于壓力油管的末端，注油點又是敞開式的，則：

由式（5）得

故障前與故障后管道壓力損失之差為：

所以故障前與故障后管道壓力損失相近(差0.003 375 MPa)

儀表盤處雖裝有壓力繼電器，但軟管故障的任一種情況發生對這段油路的壓力下降影響不大，沒有達到壓力繼電器的下限報警值，不會動作。此時這二個推力向心軸承在斷油情況下工作，主軸受到在3個120o等方向液壓缸的強大推動力（供給3個液壓缸的壓力為7.0 MPa），液壓缸面積為S=3.14×102/4，則此軸承承受軸向推力=7.0×S×3=1 648.5 MPa。在如此大的推力下，使靠磨片側推力向心軸承在無潤滑、冷卻及洗滌的惡劣情況下急速發生發熱、軸承體膨脹而嚴重損壞、失效。

例：在1996年6月18日因軟管橡膠老化斷裂未發現，壓力繼電器也未能報警。結果發現主軸箱內冒煙，檢查發現靠磨片側軸向推力向心軸承已燒壞，徹底解體更換此軸承，耗資（材料費及人工費用）就已近5萬元。

1.2 潤滑系統壓力表開關設置欠妥

潤滑系統管路壓力表采用多位壓力開關形式，見圖1。在平時無法直觀3個液壓潤滑油路的壓力，只有在操作、維修人員一手按多位壓力表開關，另一手扳動換向閥的旋鈕時，才能依次顯示3條潤滑油路的壓力，較為繁瑣和麻煩，不夠直觀。若發生以下故障情況：液壓泵故障，液壓電機故障；液壓電機與液壓電機聯軸器故障；壓力繼電器失效等；電氣報警及油系統保護裝置失效。

不論哪種情況都會造成操作人員在不知覺的情況下，讓軸承在斷油狀態下工作，停主機不及時，從而導致軸承發熱、膨脹而損壞。

例：1997年5月31日因液壓電機與液壓油泵聯軸器突然斷裂，且DB2、DB3壓力繼電器因年久失效（事先無察覺），同上例一樣，主軸箱冒煙，檢查后發現軸承已燒壞。

2 改進措施

（1）壓力繼電器盡量安裝在靠近潤滑油路末端，以避免因管道壓力損失而造成的不動作現象。因液壓油泵供潤滑系統壓力值為0.15～0.45 MPa，工作壓力為0.35 MPa，壓力繼電器報警下限值為0.21 MPa，把壓力繼電器的接點安裝在軟管后，則發生故障時測點壓力始終小于壓力繼電器的報警下限值（壓力繼電器報警），就能確保發生故障瞬間壓力繼電器報警而停主機的目的。

（2）在壓力繼電器等元件進行國產化過程中（無進口備品情況下），盡量選用質量可靠的廠家產品，并請專業儀表人員在開機前重新整定壓力繼電器的報警參數指標。

（3）拆除多位壓力表開關和油路換向閥，在儀表盤上增加3塊與3條油路直通的壓力表，使操作人員能比較直觀地看到潤滑油路的壓力，并在規定時間內做好記錄。

（4）加強維護，定時開蓋檢查關鍵部位的設備（特別是主軸箱內的潤滑油管）并定期更換關鍵零部件和做好液壓元件、自控元件的檢查、整定工作。

3 結束語

（1）從盤磨機的運行情況分析，故障主要發生在液壓系統的，故必須對液壓系統進行重點維護，確保此系統正常運行。

（2）對進口設備，在使用過程中不僅要從產品加工要求、質量的穩定性、操作的方便性等方面學習、摸索、改進操作方法，及時發現存在的問題，而且要從設備內部結構保持設備性能、精度穩定、延長修理間隔期和使用壽命周期的角度充分發揮設備性能尤其要重視設備的缺陷，進行必要的改進。

（3）在設備改進過程中，雖然維修的基本職能是恢復設備的功能和精度，但是，高水平的修理不僅僅是被動地恢復，而是可以對明顯不合理的結構。不適應加工要求的功能部件進行改造。當有新技術、新結構、新部件出現后，還要積極地移植到現有設備上去。

[1]成大光.機械設計手冊[M].北京:化學工業出版社, 2002:58.