TRMTRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)的應(yīng)用

石 光，趙劍波，王振中，魏 娜

TRM
TRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)的應(yīng)用

石 光，趙劍波，王振中，魏 娜

Application of TRM Vertical Roller Mill Hydraulic System

立式輥磨液壓系統(tǒng)是輥磨設(shè)備的核心部件之一，其安裝質(zhì)量的好壞將決定液壓系統(tǒng)使用壽命的長短，最終決定著磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率。本文根據(jù)TRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)工作原理，詳細(xì)介紹了該液壓系統(tǒng)安裝、管路沖洗和日常維護(hù)等方面的實(shí)際應(yīng)用情況，供大家參考。

立式輥磨；液壓系統(tǒng)；運(yùn)轉(zhuǎn)率

Applic

1 概述

TRM型立式輥磨的粉磨部件由磨盤和磨輥組成。磨盤上有環(huán)形研磨軌道，在傳動系統(tǒng)驅(qū)動下以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，磨輥被動旋轉(zhuǎn)。磨輥通過磨輥軸固定在搖臂上，搖臂另一端與液氣彈性系統(tǒng)連接構(gòu)成一個杠桿系統(tǒng)，將一定大小的粉磨力施加到喂入磨盤上的物料上。磨輥依自重和液氣彈性系統(tǒng)施加的粉磨力作用于料床實(shí)現(xiàn)物料的粉磨。磨輥液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)很巧妙，不僅可以調(diào)節(jié)粉磨力的大小，而且可根據(jù)料床厚度的變化自動實(shí)現(xiàn)磨機(jī)啟、停過程中磨輥的抬、落，具有一定的自適應(yīng)能力；一方面可保持所需的粉磨力，另一方面可吸收磨機(jī)運(yùn)行振動的大部分能量，從而保證粉磨過程的連續(xù)穩(wěn)定。

2 磨輥液氣彈性系統(tǒng)組成和工作原理

2.1 磨輥液氣彈性系統(tǒng)組成

磨輥粉磨系統(tǒng)由磨輥、磨輥軸、搖臂和液壓系統(tǒng)等組成。液氣彈性系統(tǒng)由液壓站（HTRM）、油缸、氣囊式蓄能器、管路和閥門、油位、油壓、油溫等監(jiān)測和控制元件組成。2個磨輥共用1個液壓站。管路采用串聯(lián)方式。相應(yīng)的電磁閥、安全閥、手動閥、過濾器、傳感器和手動控制按鈕等集成在液壓站內(nèi)。磨輥液壓管路的進(jìn)、回油口分別與液壓站的出、回油口連接。借助于液壓站內(nèi)的閥門系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主磨輥的抬、落和位置保持，完成系統(tǒng)操作壓力、背壓的設(shè)定和調(diào)節(jié)。磨輥低位設(shè)有軟保護(hù)和硬件保護(hù)。軟保護(hù)由限位開關(guān)和程序通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，硬件保護(hù)由安裝于磨機(jī)本體的具有一定彈性的緩沖機(jī)械限位裝置實(shí)現(xiàn)。位置保護(hù)是指為防止因磨輥位置過低而導(dǎo)致磨輥和磨盤間金屬接觸造成損壞或磨損而設(shè)置的限位措施，如圖1所示。

圖1 磨輥粉磨系統(tǒng)示意圖

2.2 磨輥液氣彈性系統(tǒng)工作原理

2.2.1 磨機(jī)的啟動

磨機(jī)啟動前磨輥被液壓系統(tǒng)鎖定于高位，即便是磨盤上積存了一定厚度的物料，也可以保證磨機(jī)的空載啟動，降低啟動力矩。磨機(jī)啟動一定時間后，喂料系統(tǒng)順序啟動，待磨盤上積存一定厚度的物料時，手動控制液壓系統(tǒng)落下磨輥并加壓使其進(jìn)入粉磨工作狀態(tài)。

2.2.2 液氣彈性系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

在粉磨過程中，磨輥被液氣彈性系統(tǒng)借助搖臂杠桿壓到待粉磨的料床上，隨磨盤的轉(zhuǎn)動，磨輥被動旋轉(zhuǎn)。磨盤上料床厚度變厚，磨輥被物料抬起，搖臂產(chǎn)生輕微的偏擺，油缸的活塞向外伸出一定距離，有桿腔有一定量的油流出，此時所有閥門均未改變狀態(tài)，流出的油經(jīng)管路流入氣囊式蓄能器內(nèi)，氣囊上部的氮?dú)獗贿M(jìn)一步壓縮，壓力升高。與此相對，油缸無桿腔油壓相對減小，原有的平衡失去，必須有油流入。氣囊式蓄能器內(nèi)原有的平衡被打破，氣囊上部的氮?dú)馀蛎洠瑢⑾虏康挠蛪喝胗透椎臒o桿腔，壓力降低。當(dāng)磨盤上料床厚度變薄時則情況正好相反。如此，油缸的有桿腔和無桿腔油壓均有變化，但始終保持在一定范圍內(nèi)。磨輥液壓系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

在以上過程中，盡管液壓系統(tǒng)的油泵未曾啟動，所有的閥門均無動作，但是系統(tǒng)能夠使磨輥適應(yīng)料床厚度的變化而自動抬落，同時保證施加所需的粉磨力，這就是液氣彈性系統(tǒng)。由于氣體與液體相比有良好的可壓縮性，彈性系統(tǒng)蓄能器內(nèi)預(yù)壓縮的氮?dú)獗粔嚎s和相對地被釋放來吸收或補(bǔ)充油缸活塞兩側(cè)油量的變化，就像彈簧的壓縮和釋放一樣，能有效地起到隔振作用，保持粉磨力的持續(xù)和相對的穩(wěn)定，保證輥磨連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。兩個磨輥的油缸及各自的蓄能器串聯(lián)到液壓管線上，所以每個磨輥在同一時間能分別適應(yīng)隨機(jī)變化的不同料床厚度，并保證所施加的粉磨力基本不變。不但降低了振動、吸收了振動能量，而且將磨盤上兩個磨輥粉磨力的偏載限制在一定范圍內(nèi)，確保了磨機(jī)主減速機(jī)止推軸承受力的基本對稱和設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.2.3 液氣彈性系統(tǒng)基本動作、油液走向

（1）抬輥

1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.2單向閥-27.2壓力變送器-22.3壓力表-33.6節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔

油缸上腔-33.2節(jié)流閥-33.5節(jié)流閥-22.4壓力表-27.1壓力變送器-16.1換向閥-18.1截止閥-14.1節(jié)流閥-油箱

（2）落輥

1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.1單向閥-27.1壓力變送器-22.2壓力表-33.5節(jié)流閥-33.2節(jié)流閥-油缸上腔

油缸下腔-33.1節(jié)流閥-33.6節(jié)流閥-22.3壓力表-27.2壓力變送器-16.2換向閥-18.2截止閥-14.1節(jié)流閥-油箱

（3）快速抬輥

1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.2單向閥-27.2壓力變送器-22.3壓力表-33.6節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔

圖2 磨輥液壓系統(tǒng)工作原理

油缸上腔-33.2節(jié)流閥-28.1插裝閥-33.7節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔

2.2.4 液氣彈性系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)

液壓系統(tǒng)除具備以上彈性功能外，還可方便地通過DCS操作或修改參數(shù)實(shí)現(xiàn)以下功能的調(diào)節(jié)，如表1所示。通過改變電磁閥閥芯的位置可改變油路實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)不同的功能。因不易看清液壓柜內(nèi)閥門的功能及油路，表1可以結(jié)合圖2幫助用戶了解該液壓系統(tǒng)的構(gòu)成和原理，有助于用戶對系統(tǒng)的維護(hù)。

說明：按表1設(shè)置的接通狀態(tài)可以完成相應(yīng)的操作。磨機(jī)啟動、停車時，液壓系統(tǒng)按照程序執(zhí)行抬、落輥；修改參數(shù)時，只需中控操作給定參數(shù)，然后由程序自動控制泵、閥完成調(diào)節(jié)；磨機(jī)維護(hù)檢修時，將控制由Remote（遠(yuǎn)程即中控）切換為Local（現(xiàn)場），即可使用液壓柜按鈕開關(guān)完成所需的動作。

3 磨輥液壓系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 磨輥液壓系統(tǒng)安裝

先安裝液壓站和液壓缸及蓄能器，將兩端固定，中間配液壓管道。液壓站的安裝相對簡單，只要將液壓站擺放到位，保證其水平垂直，使用地腳螺栓固定即可。

3.1.1 液壓缸安裝

液壓缸安裝需非常注意，有扭矩要求的螺栓尤其是轉(zhuǎn)軸的固定螺栓，一定要使用扭矩扳手操作，使其達(dá)到扭矩要求。

3.1.2 蓄能器安裝

蓄能器安裝時一定要注意保證其垂直度，可用水平儀進(jìn)行檢測。因此安裝時應(yīng)先將蓄能器的固定座點(diǎn)焊好，調(diào)整好位置后再滿焊，如果在找正前就先滿焊了固定座，之后再作調(diào)整就比較困難了。對于氣囊式蓄能器，需同時保證其固定的橡膠圈與蓄能器貼合緊密、受力均勻。氣囊式蓄能器在工作時會承受較高的工作壓力，其材質(zhì)性能和抗壓能力均需經(jīng)過檢測，安裝過程中要注意避免任何可能改變其材質(zhì)性能的操作。安裝期間，會有很多的焊機(jī)電線裸露在現(xiàn)場，極容易和蓄能器碰撞而產(chǎn)生火花，從而可能導(dǎo)致蓄能器因材質(zhì)性能變化而報(bào)廢，需注意。

3.1.3 液壓缸和蓄能器連接

連接蓄能器和液壓缸的過程中，注意不要同時打開所有連接口的保護(hù)蓋，應(yīng)連接一個后再打開另一個，以防止粉塵進(jìn)入，因?yàn)橐簤焊缀托钅芷魇遣恍枰M(jìn)行沖洗作業(yè)的。

3.1.4 液壓管路安裝

液壓管路使用的鋼管一般由液壓站配套廠家提供，鋼管已經(jīng)酸洗，兩端用堵頭密封，使用時方可打開堵頭。根據(jù)液壓管路連接圖，從蓄能器開始，向液壓站連接。具體的管道布置及走向要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況確定，現(xiàn)場測量每一段管子的長度，再進(jìn)行裁截。裁截只能使用冷加工的方法，推薦使用手鋸裁截，切忌使用會產(chǎn)生大量熱量的加工方法，以免管子材質(zhì)性能發(fā)生變化，產(chǎn)生潛在危險。鋸截管子時要使用安裝公司提供的專用夾具，以保證所鋸截面與管子夾角垂直。需要彎管時，一定要使用彎管器，一方面能保證彎曲角度精確，另一方面可以減小管子直徑方向的變形。管箍安裝時，要注意使用專用的管件，將專用管件水平焊接在開闊的位置進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊后能看到管箍在管子上移動留下了約1.5mm的痕跡，這樣管箍才能承受住系統(tǒng)的壓力，保證良好的密封效果。管路固定采用管卡的方式，先將槽鋼固定在基礎(chǔ)上，然后將管卡座固定在槽鋼上，固定槽鋼的間距定為1.5~2m，太近會浪費(fèi)管卡，太遠(yuǎn)會導(dǎo)致管路在運(yùn)行時產(chǎn)生震動。在布置方式上，管路之間可以上下布置（如布置在基礎(chǔ)側(cè)墻上的管路），也可以水平布置（如布置在基礎(chǔ)上的管路），但一定要注意合理布置管路接頭。安裝時可先將管子一根根排列，先裝中間的，后裝外面的。但在維護(hù)的時候可能只需拆中間的而不拆外面的，所以，安裝時需考慮到以后的檢修問題，使接頭能容易地打開。在管道安裝過程中，如果管內(nèi)進(jìn)入塵土或其他雜物，盡可能使用壓縮空氣或干凈的棉布清理。禁止使用各種化學(xué)清洗劑清洗管道，以免清洗油與化學(xué)清洗劑發(fā)生反應(yīng)，造成串油不徹底，引起工作用油失效或其他問題。

表1 電器接通情況*

液壓管路第一次連接成回路，表明預(yù)裝工作已完成，接下來的是管路清洗，清洗完成后，要把管路重新接成工作回路，進(jìn)行加壓試驗(yàn)，檢查管路是否泄漏。一般先將壓力加到1MPa，檢查全部管路，然后加到5MPa，再次檢查全部管路，最后將壓力增加到最大工作壓力，保持一段時間后再次檢查是否有泄漏。如果有泄漏，要泄壓進(jìn)行緊固。如果緊固后仍有輕微滲油，可使用錘子敲打管件兩側(cè)，再加以緊固。直至檢查全部管路都沒有滲漏，液壓管路安裝工作才算完成（見圖3）。

3.2 磨輥液壓系統(tǒng)管路沖洗

3.2.1 沖洗設(shè)備要求

實(shí)際操作時對油箱容量的要求以管道內(nèi)充滿沖洗油，泵不吸入空氣，沖洗油能夠循環(huán)為準(zhǔn)，也可以選擇容積較大的油箱，加油時控制加油量即可。對于油泵能力，要求其在指定的流量下能夠產(chǎn)生5MPa的壓力。但在實(shí)際操作中，很難找到在指定流量下能產(chǎn)生這么大壓力的沖洗泵，因此實(shí)際的沖洗壓力在2MPa左右也可以接受。

3.2.2 連接管路

沖洗前需要使用軟管將液壓管路系統(tǒng)串成幾個獨(dú)立的回路（液壓缸不接入沖洗回路），每次沖洗一個回路。沖洗的連接管路中使用的連接件由輥磨公司提供，一般來講，這些連接件都有富余，如果有缺少，也可在當(dāng)?shù)刭徶猛?guī)格的零件。

3.2.3 檢查回路

在開始沖洗之前，要特別注意檢查管路串油機(jī)配帶的油箱，確保在向油箱中注入沖洗用油前油箱是干凈的，沒有任何其他的液體。因?yàn)橛拖浣?jīng)常放在室外，所以有時會混入雨水或者漏入其他液體，有時會留有上次沖洗剩下的油，這些液體都會導(dǎo)致加入到油箱中的油作廢，沖洗結(jié)果不合格。

另一個檢查重點(diǎn)是，回路中閥門是否打開，管路中的排油口閥門是否已關(guān)閉。一定要確保回路上的閥門都已打開，否則，一旦開啟沖洗油泵，產(chǎn)生的壓力不僅會損壞過濾器，也會給操作人員帶來危險。

圖3 輥磨液壓管路布置示意圖

3.2.4 選擇沖洗油

沖洗時可以使用操作用油或?qū)Ｓ玫臎_洗油，使用操作用油可以避免沖洗完成后油品種改變，無論選用何種油，必須使用細(xì)過濾器向沖洗單元的油箱中注油。使用專用的沖洗油沖洗完后，必須將油箱內(nèi)的沖洗油完全放空。

3.2.5 沖洗操作

檢查完成后，點(diǎn)動油泵，向回路中慢慢注入沖洗油，一旦回路中充滿了油，就可以增加泵的流量。在沖洗一個回路約4h后，第一次取樣測試，如果測試結(jié)果與要求差別較大，則再過4h取樣檢測；如果測試結(jié)果接近要求，則將取樣時間逐步縮短，直到測試結(jié)果達(dá)到要求；如果發(fā)現(xiàn)沖洗結(jié)果變化很小，則說明需要更換濾芯。沖洗一個回路所需的時間由管路的干凈程度和長度決定，一般幾個小時到十幾個小時不等。輥磨液壓系統(tǒng)管路沖洗結(jié)果一般都達(dá)到了NAS 7級，沖洗完成后，需要求沖洗公司將沖洗結(jié)果進(jìn)行記錄，并由各參與方簽字后留存，以備查詢。在完成了一個回路的沖洗之后，連接下一個回路，重復(fù)上面的沖洗過程，直到完成所有的回路沖洗。

3.2.6 恢復(fù)管路工作回路

在沖洗完后，管路需一節(jié)節(jié)地接回工作回路，隨時保護(hù)好打開的管口。所有回路連接完成后，將蓄能器的壓力調(diào)整到工作壓力值，通過濾油車向液壓站油箱注入操作用油。點(diǎn)動液壓站油泵，向整個液壓管路中注入操作用油，隨后緩慢升高系統(tǒng)壓力至5MPa，檢查管件及法蘭是否有泄漏現(xiàn)象，如沒有，則繼續(xù)緩慢升高系統(tǒng)壓力至14MPa，再次檢查管件及法蘭是否有泄漏現(xiàn)象，如還是沒有泄漏現(xiàn)象，說明設(shè)備的液壓系統(tǒng)已可正常工作，整個沖洗操作完成。在升壓過程中，若發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象需立即停止升壓，泄壓后緊固管件，重復(fù)升壓及檢查過程，直至沒有泄漏現(xiàn)象發(fā)生。

沖洗過程完成后，要及時清理機(jī)架周圍地面上的清洗油，以免油滲入到混凝土基礎(chǔ)里面，對輥磨基礎(chǔ)造成損害。

3.3 磨輥液壓系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定

在實(shí)際運(yùn)行中，首先應(yīng)根據(jù)粉磨物料的性質(zhì)確定蓄能器的充氮壓力，一般取0.3~0.5倍系統(tǒng)工作壓力。在液壓系統(tǒng)完全卸壓時，將氣囊式蓄能器充入氮?dú)獾礁髯源_定的壓力，輥磨運(yùn)行前設(shè)定主壓和背壓值。磨機(jī)啟動后液壓系統(tǒng)自動將操作壓力和背壓升高到設(shè)定值，運(yùn)行中當(dāng)實(shí)際值超出設(shè)定值后，系統(tǒng)自動按相應(yīng)功能改變油泵和電磁閥的狀態(tài)進(jìn)行壓力修正，使壓力重新恢復(fù)到設(shè)定值。

粉磨礦渣時，礦渣易磨性差，需施以較大的粉磨力，粉磨過程中容易產(chǎn)生振動，因此將主壓設(shè)定為11~12MPa，背壓設(shè)定為2.5~3MPa。

粉磨熟料時，熟料易磨性相對較差，含水分低，相對不易建立穩(wěn)定料床。磨機(jī)運(yùn)行時，需采取磨內(nèi)噴水措施，選取相對較低的粉磨壓力。因此將主壓設(shè)定為10~11MPa，背壓設(shè)定為2.5~3MPa。

粉磨生料時，生料易磨性較好，可選取較低的粉磨壓力。因此將主壓設(shè)定為6.5~7.5MPa，沒有背壓參數(shù)。

原料情況不是一成不變的，如到廠的礦渣水分、熟料的強(qiáng)度和粒徑，每個廠的情況等都不一樣。因此，生產(chǎn)操作人員需根據(jù)實(shí)際情況和供貨商所提供的參數(shù)，總結(jié)出適合各自生產(chǎn)情況的參數(shù)，而非一成不變地按調(diào)試工程師的設(shè)定值生產(chǎn)。

4 液壓系統(tǒng)維護(hù)注意事項(xiàng)

輥磨液壓系統(tǒng)對于磨機(jī)的開、停及運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，為保證磨機(jī)正常、安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)對液壓系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查、維護(hù)。除常規(guī)檢查和維護(hù)外，還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

（1）定期檢查蓄能器氮?dú)鈮毫Γ绕浔狈降貐^(qū)，應(yīng)在進(jìn)入夏、冬兩季時實(shí)測每個蓄能器氮?dú)鈮毫Γ瑝毫Σ蛔阍O(shè)定值時需進(jìn)行充氮。

（2）磨機(jī)運(yùn)行過程中若無其他原因振動加劇，應(yīng)檢查氮?dú)鈮毫Α?/p>

（3）蓄能器必須充入氮?dú)猓瑖?yán)禁用空氣或其他氣體替代。

（4）充氮?dú)馇耙笠簤合到y(tǒng)卸壓，即所有的油回流到液壓柜油箱內(nèi)。

（5）如有液壓油泄露，需經(jīng)常檢查油箱液位，不足時添補(bǔ)。

（6）必須添加與原液壓油相同牌號的油品。

（7）油品的質(zhì)量、清潔度和工作粘度對液壓系統(tǒng)操作的安全性、經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備壽命起決定作用。

（8）排氣和充氮?dú)獗仨毎匆簤合到y(tǒng)操作說明和步驟執(zhí)行，并使用隨機(jī)所配的專用工具和儀表。

（9）在磨機(jī)運(yùn)行和系統(tǒng)維護(hù)過程中，嚴(yán)禁任何人接觸電磁閥、手動閘閥和進(jìn)行電磁閥線路的檢測、維修。

（10）液壓系統(tǒng)維護(hù)過程中，禁止任何人或人身體某部位滯留在磨盤和磨輥之間，以防意外。若是不得已如此，需將磨輥用支架支撐。

5 結(jié)語

在立式輥磨液壓系統(tǒng)中，絕大多數(shù)輥磨磨輥加壓系統(tǒng)采用液氣彈性系統(tǒng)。輥磨液壓系統(tǒng)是輥磨設(shè)備的核心部件之一，其安裝質(zhì)量的好壞將決定液壓系統(tǒng)使用壽命的長短，最終決定著磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率。立式輥磨工作環(huán)境屬于高粉塵環(huán)境，液壓元件對工作環(huán)境和油液的清潔度要求較高，因此液壓系統(tǒng)在日常維護(hù)保養(yǎng)中不可忽視，以保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命。

[1]北京中冶邁克液壓有限公司.立式輥磨液壓工作站使用說明書[Z]，2010.

[2]申占民，吳杰，王振中，鄭倩.立式輥磨液壓系統(tǒng)污染的防治[J].水泥技術(shù)，2010，（1）.

[3]張松平.水泥生產(chǎn)線液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試[J].四川水泥，2008，（3）.?

TQ172.632.5

A

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2016-07-01；編輯：孫娟