水泥廠輥壓機故障處理分析

代 斌

(西山煤電集團有限公司 西山水泥廠，山西 太原 030000)

0 引言

輥壓機是物料粉碎設備，因其粉碎效率高的特點被廣泛應用于礦石、鋼渣、水泥等領域。在水泥廠的實際運行和維護中發現，輥壓機的故障率較高。按照故障發生部位分為電機系統故障、液壓系統故障、監控系統故障、機械系統故障等，這些故障影響水泥生產效率，增加了設備維修成本。為了降低輥壓機的維修次數，本文針對不同類型的故障，總結了一套以理論為基礎的故障處理與維修方法，對實際工作具有指導意義。

1 輥壓機工作原理

所有的故障處理都必須以理論和設備原理為基礎。碾壓機工作原理如圖1所示，物料從反向旋轉的兩個輥子之間落下，物料在粉碎力的高壓下顆粒減小，在小顆粒物料內部形成細小的微裂紋，這樣在物料粉磨時能夠節省能耗。粉碎力量來自水平方向，從入料口開始壓力達到最大點，物料向下落的過程中壓力逐漸減小，到壓力零點時，擠壓和粉碎力量消失，物料被加工為料餅。

圖1 輥壓機工作原理示意圖

2 電機系統故障

由于輥壓機的工作環境惡劣，負載較大，電機的故障率較高。常見的電機故障表現為軸承磨損、繞組溫度過高、滑環打火和絕緣磨損等方面。

(1)軸承磨損。相比于靜輥軸承，由于動輥在工作中不斷調整輥縫，因此動輥輸出端軸承的磨損特別顯著。因此，應在動輥輸出端使用精度高、強度高的耐磨軸承。

(2)滑環打火。滑環打火的原因有很多，如：制成系統中的粉塵堆積在滑環表面；滑環與電刷的有效接觸面積縮小；電刷面積裕度小；有的電機采用銅質電刷對滑環的磨損明顯。應對措施為：在制成系統中增加除塵裝置；對于距離較近的兩臺電機應進行隔離；增加電刷數量；對于輕微磨損的滑環可以用砂紙打磨處理。

(3)繞組溫度過高。對于沒有安裝繞組溫度在線監測的輥壓機電機，不能在DCS系統中查看溫度信息，長時間運行后繞組溫度過高會燒毀電機。應對措施為：在電機上配置溫度巡檢儀，將監視信號傳送至后臺，若繞組溫度過高時會發出報警。

(4)絕緣磨損。車間內的粉塵進入電機后成為轉動部分的磨料，繞組磨損后絕緣被破壞，容易出現繞組短路等故障。應對措施為：增加除塵系統的投入，保持環境清潔；對絕緣受到破壞的繞組，可使用云母自粘合膠帶進行纏繞；磨損情況較輕的繞組可用絕緣漆涂刷。

3 液壓系統故障

液壓系統是輥壓機擠壓粉碎物料的動力來源，液壓系統出現故障會降低粉碎物料的效果，嚴重時可能對設備安全造成威脅。液壓系統的原理如圖2所示，在泵站、閥臺和油缸三大部分的配合下實現恒壓力擠壓，擠壓過程中輥縫在小范圍變化，起到緩沖作用的同時也能保護液壓裝置。其故障主要有以下幾種：

(1)壓力保持能力差。當進料閥打開后，投放的物料會形成一股沖力，動輥向后移動時壓力升高，但是在動輥向前移動時液壓系統不能保持壓力；系統不能為液壓油泵提供足夠的液壓油；當輥縫超過預定范圍時會導致跳閘停機，主動電機頻繁啟停會顯著增加電能消耗，降低使用壽命。為改善輥壓機液壓系統的保壓能力，可采用的應對措施有：根據相關技術參數改善閥組密封形式，通過安裝支撐密封圈將線密封改進為面密封，然后將閥組的設定值復原；改善進料口的機械結構，使進料沖擊力減小；調整溢流閥和液壓系統的工作壓力。

1-空氣濾清器;2-高壓過濾器;3，5-電磁換向閥;4-壓力表;6-球閥;7-壓力傳感器;8-電磁溢流閥;9-蓄能器;10-直角單向閥;11，12-溢流閥;13-液壓泵;14-電動機;15-油缸

(2)油缸漏油。油缸漏油的原因基本上都是由密封引起的，不設回油的單向油缸的內部滲油會在背壓力的作用下滲出活塞桿的邊沿；油缸中的雜質和碎屑極易磨損密封圈，降低液壓系統的保壓效果。對于油缸漏油的情況，可采取的處理措施有：在確定油缸安全行程的情況下增加回油口；安裝過濾器過濾液壓油中的磨屑和雜質，防止磨損密封裝置；巡檢過程中對回油量和密封狀況進行監視。

4 監控系統故障

輥壓機的監控軟件為西門子WINCC5.0，控制系統為S7-300型PLC，監控系統相當于輥壓機的眼睛和大腦，現場出現的故障種類有電磁干擾導致的信號傳輸失敗、通信故障等。輥壓機所需要采集的物理量有液壓、輥縫、電流、溫度等，這些信號都是由專用傳感器采集，然后經信號變送器轉換為4 mA～20 mA的標準電流信號，PLC的模擬量輸入模塊接收電流信號后進行運算處理。輥壓機的開關量有運行狀態、啟停按鈕等，通過開關量輸入模塊傳入PLC。PLC通過DCS系統與中央控制室相連，操作人員可在遠方進行監視和操作。

(1)電磁干擾。工業現場的生產環境比較復雜，一般的信號輸入輸出模塊都由繼電器、變送器隔離，防止信號與信號之間的干擾。如果現場測試某些信號傳輸效果不佳，可檢查信號電纜、控制電纜和動力電纜的布線結構，將各類信號單獨布線，并留出足夠的距離。特別是模擬量信號用電纜，最好使用屏蔽電纜，并做好控制柜接地。

(2)通信故障。信號的傳輸受到多方面的影響，有些故障案例表明，環境溫度低可能導致控制信號偏小，控制系統信號無備妥。應對措施為：定期檢查通信系統的電源、環境溫度、燈光指示等，保持通信系統工況良好。

5 機械系統故障

(1)軸承過熱。輥壓機軸承過熱是常見的機械故障，其熱量的累積來源于兩方面：①熟料溫度本身較高，疊加了動靜輥對其做功的能量，經過金屬傳導，熱量很快集中在軸承底座上；②軸承自身轉動摩擦生熱。正常情況下，安裝在同一個輥子兩端的軸承溫度應該相差不大，如果出現軸承過熱，可采取的措施有：查看液壓管路是否有異物堵塞，油缸內的液壓油是否污染或液面下降，若有可能對軸承的潤滑油及時更換或補充；軸的冷卻水管路內會積存水垢，導致冷卻效果變差，建議采用除垢劑清洗冷卻水管路。

(2)軸承跑內圈。軸承跑內圈的后果較為嚴重，輕則導致軸承溫度升高，嚴重時會剪斷壓環螺栓，軸承不能被壓緊。出現軸承跑內圈現象后，應當深入分析其產生的原因并對癥施治，若是安裝時軸和軸承表面存在油污，建議重新安裝軸承，在安裝前用汽油仔細擦洗內表面，軸承安裝的部位應盡可能選擇環境條件好的部位。

6 結束語

輥壓機是水泥廠最復雜、故障率也較高的設備，本文按照輥壓機的組成部分，分析了電機系統、液壓系統、監控系統和機械系統的各類常見故障，并給出了相應的處理建議。對于已經發生的故障，應結合實際條件和經驗進行維修。在平時的工作中應注重提高輥壓機的可靠性，以預防的角度維護輥壓機，減少故障停機概率，從而提高水泥廠的經濟效益。