LGM5024立磨振動大原因與分析

牛 鵬 孟 陽 吳新民

（1中信重工機械股份有限公司 河南洛陽 2洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司 河南洛陽）

中信重工開發研制出LGM5024水泥原料立磨，由于具有價格低、產量高、耗能少、維修方便等優點，在客戶中得到一致好評，但是客戶對新產品液壓系統不太熟悉，以致在使用中出現一些問題。廣東塔牌水泥集團使用的LGM5024立磨，一直存在振動大、料層厚度波動大、壓力波動大、管路頻繁存在液壓沖擊現象。仔細分析磨輥張緊液壓系統工作原理，采取相應整改和預防措施，目前設備可正常運轉，運轉率和產量都有很大提高。

一、LGMS5024原料磨磨輥張緊液壓系統結構特點及工作原理

1.結構特點

圖1 液壓張緊系統原理圖

液壓張緊系統（圖1），主要作用是磨機工作時對研磨輥提供研磨力，實現升、降輥等輔助功能。由液壓站、中間連接管路和油缸蓄能器裝置組成。液壓站包括油箱、泵裝置、功能閥組及檢測元件，油缸蓄能器裝置有4個，分別布置在立磨的4個支柱內外，是液壓系統的執行單元，中間管路將液壓站和油缸蓄能器連接起來，用來輸送油液。

2.工作原理

（1）過濾循環。電機啟動，所有電磁閥均不加電，油箱內的油液通過吸油過濾器2，經油泵4打出，再經壓力過濾器7，利用電液換向閥11的中位M機能，使油液重新返回油箱，以實現油液的循環過濾。

（2）磨輥上升。電機啟動，電磁鐵DT1和DT3加電，油液經吸油過濾器2，油泵4，高壓過濾器7，電液換向閥11，單向節流閥12，通過管路進入油缸的下腔，推動油缸活塞上行，油缸活塞桿通過主機的搖臂帶動磨輥上升。同時，油缸上腔的油液在下腔油壓的作用下，通過液控單向閥17和節流閥15.3流回油箱，油缸的上升速度可由節流閥15.3調節。當磨輥上升至要求的位置時，DT1和DT3失電，磨輥上升停止并可保持在上位位置。

（3）磨輥下降。電機啟動，電磁鐵DT2加電，油液經吸油過濾器2，油泵4，高壓過濾器7，電液換向閥11，單向節流閥12，通過管路進入油缸的上腔，油缸下腔的油經單向節流閥12，電液換向閥11，單向閥10.2流回油箱，使油缸活塞桿帶動磨輥下降。磨輥的下降速度可通過單向節流閥12進行調節。當磨輥下降至設定下限位（磨輥接近磨盤物料）時，電機斷電，電磁鐵DT2失電，磨輥下降停止。

（4）磨機正常工作：當磨機正常連續工作期間，泵電機和電磁鐵DT1，DT2，DT3失電，DT4加電，此時，油缸下腔與油箱接通，磨輥在自重和上腔壓力作用下壓于要研磨的物料上，隨著磨盤的轉動，使物料不斷受到擠壓研磨。油缸上腔的壓力根據物料的情況進行設定，壓力變送器13將檢測到的壓力值變成電信號送出到PLC。當由于泄漏或物料狀態變化等因素而引起研磨壓力低于所設定的壓力值時，油泵啟動，同時電磁鐵DT2加電（DT4不失電），對油缸上腔補油加壓，當壓力達到設定值時，泵電機斷電，電磁鐵DT2失電，加壓停止；當由于物料狀態變化等因素而引起油缸上腔壓力升高超過所設定的壓力值時，電磁鐵DT3加電（DT4不失電），上腔通過液控單向閥17和節流閥15.3卸壓（卸壓速度由節流閥15.3調節），當壓力降至所設定的壓力值時，電磁鐵DT3失電（DT4不失電），卸壓停止。如此，磨機始終在設定的壓力范圍內進行研磨工作。

二、LGMS5024原料磨故障現象

原料立磨空運轉情況下振動不明顯，在帶料運轉情況下立磨振動大、料層厚度波動也大，振動波形見圖2，壓力波動見圖3，蓄能器處能聽到明顯液壓沖擊聲。

三、故障分析與處理

根據設計要求對磨的安裝狀態進行分析，設備的機械安裝及各項工藝參數配置符合圖紙要求，可排除機械和工藝配置對設備運轉穩定性的影響，那么對設備造成影響的唯一因素就是液壓系統。

1.液壓系統保壓效果不好

圖2 立磨料層波動圖

圖3 工作研磨壓力波動圖

如果液壓系統保壓效果不好，會導致工作壓力減小。根據工藝要求，控制程序對壓力進行實時監測，當檢測壓力低于設定值時，液壓泵會啟動。如果保壓效果不好液壓泵會頻繁啟停，導致壓力波動。這與現場表現出來的壓力波動現象非常吻合。然而在進行保壓試驗時，保壓效果很好，不存在泄漏現象。

2.蓄能器充氮壓力不滿足使用要求

蓄能器用于吸收液壓缸上腔的壓力脈動，作用相當于液氣彈簧。磨機研磨過程中，由于物料的料層厚度或顆粒度的變化，必然引起磨輥上下波動，此種情況下，蓄能器利用氣體的可壓縮性，在油缸活塞波動時，可暫時將多余的油液儲存于蓄能器中或將蓄能器的油液及時地補充到油缸中，以維持油缸內的壓力基本平穩，有利于磨機的研磨過程連續進行。從蓄能器的作用可以看出，因此立磨的振動、壓力波動和沖擊與蓄能器有著密切的關系。從圖3可以看出，立磨實際工作時的研磨壓力主要在3～5 MPa波動，平均研磨壓力在4 MPa。用戶將蓄能器的充氮壓力充到4 MPa，根據經驗，蓄能器的充氮壓力一般應為工作壓力的60%，由此可知蓄能器的充氮壓力不符合要求，從而引起以上故障。

3.故障處理

根據分析，按照現場實際工況，考慮物料硬度較小、研磨壓力不高的特點，將蓄能器充氮壓力降低到2.8 MPa。再次投入運行后，工作研磨壓力穩定到4.5 MPa，液壓沖擊及蓄能器異響現象消除，立磨的振動值大幅降低，設備穩定運轉。