Krauss-Maffei兩級推料式離心機液壓油泵的改造

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(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

德國Krauss-Maffei公司(現為安德里茨ANDRTZ)的兩級推料SZ1000/2離心機自2004年進入國內純堿企業以來，經過多次改造，已經完全符合純堿生產中的濕重堿二次脫水要求，目前在國內各純堿行業以及其他行業大量使用。Krauss-Maffei公司的兩級推料離心機最為核心的技術在于它的液壓系統，雙葉片泵負責液壓油動力的提供，活塞和換向閥在活塞缸內部完成前后往復運動的轉換，活塞缸還起到皮帶輪的功能，結構緊湊，布局合理，效率較高。德國原配置的葉片泵在長時間的使用過程中，存在花鍵套磨損、葉片碎裂等情況，由于整個液壓系統是相通的，特別在葉片碎裂后，帶來的破壞非常嚴重，導致活塞和活塞缸的徹底損壞。結合這種情況，我公司經過多次改造，實現了三螺桿泵替代葉片。本文主要結合改造過程中的一些情況進行介紹，希望能夠對進口離心機的國產化修理起到幫助。

1 Krauss-Maffei推料式離心機油泵的組成及所存在的問題

Krauss-Maffei公司兩級推料SZ1000/2離心機的液壓系統是機器工作的核心裝置，主要由液壓油泵(雙葉片泵)、輸油管、活塞、換向閥、活塞缸、主驅動軸、液壓控制元件及各密封件組成，其中油泵為核心部件，油泵通過液壓油的輸送至活塞，推動主軸的前后移動，實現推料功能。

原配套油泵為Boschrexroth(力士樂)雙葉片泵，型號分別為分別為：油泵一PVV54-1X/193-069RJ15UUMC、油泵二PV7-1X/100-150RE07MC0-08以及串泵組件V7-1X100+PVQ/V4/5-1XJ組成。通過支架固定在油箱之上，配套四級45 kW電機。

運行中存在的問題：為了保證足夠的輸出壓力，由雙葉片泵組成了油泵組合，兩個泵的泵軸用花鍵套聯接。離心機的油泵在運行初期非常穩定，但是由于各部件的結構型式導致運行一段時間后(3～5年以后)，花鍵套與軸上的鍵磨損，導致損壞。同時葉片與泵腔之間的磨損加大后，存在葉片破碎和供油不足的現象，當破碎的葉片進入液壓系統后，導致的問題非常嚴重，活塞缸和活塞基本徹底損壞，機器需進行大修理后才能開啟運行。

2 改造方案的實施

2.1 問題的原因分析

純堿生產中，Krauss-Maffei兩級推料SZ 1000/2離心機運行時按照操作法的要求，8～12 h內必須進行一次洗車，洗車過程中如果僅用自帶的清洗裝置進行沖洗，洗車時間過久、物料浪費大、濾液增大導致后系統膨脹。國內一些使用單位一般都是24 h停車一次，手動清理物料，然后再進行沖洗，這種做法符合化工生產的實際需要。這種操作方法必然導致離心機的開停頻繁，油泵也同步開停。雙葉片泵的泵軸通過花鍵套聯接，這種頻繁的開停導致花鍵聯接部位磨損加劇，導致了損壞，這種故障在各使用廠家均存在。

圖1 雙葉片泵液壓系統示意圖

另外，葉片泵在工作過程中主要依靠葉片在油泵腔內的伸縮運動形成壓力差，來實現液壓油的輸出。這種工作原理在葉片長時間的使用后，葉片容易疲勞破碎，碎片直接通過油管進入活塞和活塞內，由于葉片碎片的硬度非常大，最后導致整個活塞和活塞缸徹底損壞，這種現象在該型式的離心機使用中已多次出現，每次修理的工期和費用均非常大，而且碎片長時間內均存在于液壓系統中。

2.2 解決方案

將雙葉片泵改造為三螺桿泵。該技術為我公司經過多次嘗試后首次在該型號機器上成功使用，主要針對前面提到油泵的問題，結合離心機工作時的壓力及推力，最大壓力7 MPa，推料力310 kN，經數據計算和實際測定，最后選定為進口三螺桿泵ALLWEILER CFHM-S28O。

螺桿泵因為泵內的回轉部件慣性力較低，故可使用很高的轉速；流量均勻連續，振動小，噪音低；結構堅實，安裝保養容易。

在安裝方式上，利用原油泵在油箱上的擱板，將油泵改為插入式，外部僅有一根油管與主機相連。

優點：相比較雙葉片泵而言，三螺桿泵結構簡單，特別在離心機開停車過程中，不存在像雙葉片泵花鍵軸磨損的情況，可以較長時間的使用。其次，將原有的外置式改為插入式，油箱平臺整潔，即使有少量的滲漏油，還是存在于油箱內部，保證了現場環境的整潔。從工作能力來看，選型后的三螺桿泵從壓力和推力上均滿足了離心機生產需要。價格上三螺桿泵也有很大的優勢。

3 主要結構與工作參數

3.1 主要結構

圖2 螺桿泵安裝示意圖

離心機油箱箱體上端口上裝有擱板，油箱體內設有三螺桿泵，在擱板的支架上裝有與三螺桿泵相連的驅動電機；三螺桿泵的出口上連接有輸油管，輸油管伸出擱板與液壓控制元件相連，液壓控制元件通過輸油管與活塞缸上的進油口相接。

液壓控制元件設有閥座，閥座上設有相互連通的泄壓閥和壓力開關閥，壓力開關閥上設有壓力表。

3.2 主要技術參數

進口三螺桿泵型號：ALLWEILER CFHM-S28O

電機：西門子 45KW-2級

最大壓力：7 MPa

推料力：310 kN

推料行程：70 mm

推料頻次：60～80次/min

3.3 操作使用說明

圖3 螺桿泵的工作原理圖

當電機開啟帶動油泵轉動時，主螺桿面繞本身的軸線旋轉，另兩個螺桿又沿著襯套內表面滾動，于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉動一周，密封腔內的液壓油向前推進一個螺距，隨著螺距的連續運轉，液體螺旋形成一個密封腔壓向另一個密封腔，從而形成持續的供油狀態，通過高壓油管的輸送，帶動活塞運動，實現工作效果。

活塞帶動籃筐前后移動頻率雖然和油泵溢流閥調節有著直接的關系，但是如果活塞及活塞缸在長期使用后間隙發生變化，內部產生泄壓現象，也容易導致推料頻次的降低，強行增加推料頻次，容易造成液壓系統的內部故障，建議頻次控制在安全次數65～70次/mins。

3.4 日常維護、保養說明

①按照離心機操作要求，定期更換液壓油；

②定期檢查電機與油泵之間聯軸器的橡膠彈性塊，及時更換損壞的彈性塊；

③定期檢查液壓系統各聯接螺栓是否松動；

④按照規定定期進行大中小修；

⑤嚴禁在沒有液壓油的情況下，開啟油泵，避免泵內螺桿的磨損及其它元件的損壞；

⑥定期檢查油泵的附屬保護元件。

4 改造后的效果

改造后Krauss-Maffei公司的兩級推料SZ1000/2離心機的螺桿泵效果良好，徹底解決了葉片泵在離心機運行中存在的主軸花鍵套磨損、葉片疲勞破碎、液壓輸送能力低等問題。通過此次改造，為進口離心機在國內的自主修理積累了寶貴的經驗，國內離心機的研發、制造及修理技術也是在不斷的嘗試和總結基礎上得到進步，為我國純堿企業生產的穩定運行和發展奠定了良好的基礎。