原料磨液壓缸活塞桿斷裂原因及處理措施

袁奉文，谷建可，王立斌，黃遠輝，王定銀

1 前言

我公司于2012年承建的某5 000t/d水泥熟料生產線，配套采用LM69.6立式輥磨粉磨原料。該磨機主電機功率為6 000kW，設計產量450t/h，配備有6個磨輥，每個磨輥下方連接2個液壓缸，屬雙缸系統。磨機運行一年后，其中一個液壓缸出現密封漏油情況，兩年后，另一個液壓缸缸頭處出現斷裂。由于當時現場沒有備件更換，該磨機僅使用4個磨輥按設計產量維持運行了一年。在投產后的兩年時間里，該原料磨一直運行不穩定，且經常出現加不上壓、不能保壓、振動大的情況，停機時間長，檢修次數多，嚴重影響生產。

2 存在問題

2.1 液壓系統組成及設備工作方式

此臺原料輥磨液壓系統由液壓缸、液壓油管、蓄能器、液壓控制柜等組成。蓄能器內氮氣囊的緩沖作用使磨輥運行更平穩；液壓控制柜內加壓泵、截止閥、過濾器、單向電磁閥等元器件，與原料磨控制系統程序相結合，可實現手動泄壓及自動抬輥、降輥；磨輥內的軸承通過稀油站進行潤滑和冷卻，每2個對稱的磨輥液壓缸共用1臺液壓油站，共3臺液壓油站。原料輥磨液壓系統示意見圖1。

圖1 原料輥磨液壓系統示意

2.2 液壓缸存在的問題

在兩年內，同一臺原料輥磨的兩個液壓缸均出現了問題，而同一批次采購的另外兩臺水泥輥磨卻未出現過液壓缸斷裂的情況。根據生產情況分析，該原料輥磨液壓缸可能存在以下問題：

（1）產量問題

原料輥磨設計產量為450t/h，實際最大產量＞630t/h。水泥熟料生產線正常生產時，原料輥磨一般按照620t/h左右運轉，由于長期高產量運行，負荷增加，導致液壓缸活塞桿疲勞斷裂。

（2）間隙問題

原料輥磨同一磨輥下連接了兩個液壓缸，液壓缸產生的拉力通過搖臂傳至磨輥，為保證磨輥穩定運行，兩個液壓缸的受力應相同，即兩個液壓缸的缸桿與耳環端面的間隙應一樣。而斷裂的這組液壓缸的間隙偏差0.01mm，而其他5組液壓缸的間隙一樣。由工作原理可知，兩個液壓缸的間隙不同，其所承受的拉力也不同，間隙小的液壓缸受力更大，當其受力達到一定程度，活塞桿即疲勞斷裂。

（3）石灰石粒度問題

公司原料磨入磨粒度要求為：98%石灰石顆粒≤100mm，100%石灰石顆粒≤120mm。實際生產時，由于破碎機篦條經常損壞，錘頭磨損，導致破碎后的石灰石顆粒偏大。較大粒度的石灰石入磨，研磨時磨輥液壓桿將會受力偏大且不均勻，長時間受力不均將導致活塞桿因疲勞而斷裂。

3 解決措施

用新液壓缸替換存在斷裂問題的液壓缸。

3.1 拆除零配件

預備容器，收集拆卸的螺栓和小配件，按零配件拆卸順序分大小堆放，方便后續安裝。

3.2 拆除油管

先通過手拉葫蘆固定舊液壓缸，再用吊車吊出舊液壓缸缸體，拆除液壓桿上連接的液壓油管。在拆除油管時，首先將油管內殘留液壓油全部放凈，然后用保鮮膜等材料密封管口，避免灰塵、水及其他油液等雜質異物進入油管內，保持油管內清潔，將油管擺放在干凈且不易觸碰的地方。在安裝油管前再次檢查油管管壁是否有異物，用壓縮空氣將需要安裝的油管及小配件吹掃干凈，防止雜質等進入液壓管路系統，尤其是防止鐵屑等異物進入缸體。此外，不能使用碎布或破布清理缸體，防止抹布上的雜質進入液壓缸，從而損壞液壓缸。

3.3 制作簡易輔助工具，安裝新液壓缸

首先，安裝新液壓缸下部銷子；其次，安裝活塞頭及連接板，其中，連接板為兩片式的螺紋結構；最后將新液壓缸吊裝到位。液壓缸更換現場照片見圖2，液壓缸活塞桿現場照片見圖3。

圖2 液壓缸更換現場照片

圖3 液壓缸活塞桿現場照片

在向上吊起液壓缸體時，需不斷調整液壓缸體距離，以保證缸桿與耳環端面間隙符合要求。因調整新液壓缸位置是關鍵步驟，往往耗時較長，很難找準合適位置。為節約安裝時間，保證調整質量，設計制作了一款液壓缸間隙調整簡易輔助工具（見圖4、圖5）。

圖4 簡易輔助工具示意

圖5 簡易輔助工具照片

簡易輔助工具的制作步驟如下：

（1）根據液壓缸活塞桿的弧度制作一副兩側帶螺栓孔的夾具（兩片），將兩片夾具套在液壓缸活塞桿外；在活塞桿和夾具中間墊上膠帶，防止劃傷活塞桿表面；將螺栓穿入兩片夾具螺栓孔，擰緊螺栓，使夾具牢牢固定在液壓缸活塞桿上；打開液壓桿上下排氣閥門，通過調節倒鏈，使液壓缸活塞桿隨夾具一起移動。

（2）在夾具兩側加焊兩個底座，每個底座上附一根通絲，將通絲下端固定在液壓缸缸體上，通絲上端穿在夾具中間，通過調節通絲上端的螺栓夾具上下移動。更換液壓缸時，如需液壓缸活塞頭向下移動，順時針旋轉該螺栓，即可使夾具和液壓桿活塞頭慢慢向下移動；如需液壓缸活塞頭向上移動，則逆時針旋轉螺栓即可。通過該簡易工具，可實現液壓缸缸桿與耳環端面間隙的上下調整。

4 原料輥磨的維護

4.1 控制石灰石原料粒度

由于石灰石易磨性差、料層厚，石灰石粒度較大將會加大磨機的研磨壓力，造成磨輥壓力較高。大塊的石灰石還會將磨輥上頂，導致料層不實、中間空隙大，磨盤上不易形成好的研磨層。料層忽高忽低，易造成輥磨振動大，加快磨輥及磨盤的磨損；同時，磨輥長時間在高壓力下運行，也易使液壓缸連接螺栓松動、密封損壞、液壓缸漏油。因此，為確保石灰石原料粒度符合入磨要求，需保證石灰石破碎機運轉正常，經常檢查破碎機篦條是否存在斷裂的情況，如果有篦條出現斷裂，應及時修理更換；同時，需定期更換磨損的破碎機錘頭。

4.2 控制原料磨產量

原料磨研磨壓力與產量一般成正比，原料磨研磨壓力越大，產量越高。而產量越高，料層越厚，原料磨做功越多，施加的研磨壓力則越大，研磨壓力有時會瞬間超出量程，導致液壓系統泄壓，保壓困難，液壓系統壓力、氮氣包壓力不平衡，液壓缸的有效使用時間縮短。此臺原料輥磨設計產量為450t/h，從實際運行數據來看，將輥磨產量控制在580t/h左右較為合適。

4.3 控制料層厚度

在生產過程中，料層厚度關系著原料磨運行的穩定性。如果料層太薄，可適當降低研磨壓力，減小循環風量，提高選粉機轉速，避免因磨內風量過大而無法形成有效料層；同時，可適當增加喂料量，緩慢增加料層厚度，使磨機運行逐漸趨于穩定。如果物料的研磨性較差且入磨物料的水分增加，可適當提高出磨溫度，降低產量，提高磨機運行穩定性。如果喂料量過大且石灰石顆粒較大，料層增厚，增加研磨壓力后，物料仍達不到研磨細度，應降低產量，增加循環風量，將合格的粉料及時排出，避免料層將磨輥頂起過高，引起磨機振動。

4.4 檢修液壓系統

若遇到磨機無法加壓的情況，可以通過泄壓閥從現場液壓站手動泄壓，若手動泄壓后仍加不上壓，則需檢查液壓站電磁閥。首先，檢測電磁閥線圈情況，用螺絲刀靠近電磁閥，檢測電磁閥得電后是否有磁力，電磁閥有沒有吸合的聲音；其次，將電磁閥打開，判斷是否存在雜質異物。如有，則用柴油清洗并清除雜物。如雜物卡在電磁閥里，將會使電磁閥閥芯一直處于常開的狀態，液壓缸的液壓油將直接返回油箱，導致液壓缸內沒有足夠的液壓油，磨機壓力就會加不上去。

另外，磨機加不上壓也可能是液壓管路有空氣進入，在更換液壓缸和氮氣囊時，都會有空氣進入液壓缸或液壓管路，一般可通過反復升輥、降輥使空氣回到油箱后排出解決。

4.5 定期檢查氮氣瓶

液壓缸壓力波動過大會造成氮氣囊破損漏油。若發現氮氣瓶壓力不正常或有漏油現象，需及時更換氮氣囊。平時應定期檢查氮氣瓶壓力，若發現氮氣瓶壓力值低于正常值，應及時補充氮氣，避免液壓缸壓力不足或漏油。

5 結語

在處理液壓缸問題時，通過制作液壓缸間隙調整簡易輔助工具，有效保證了液壓缸缸桿與耳環端面的間隙要求，使同一磨輥左右兩側連接的兩個液壓缸間隙相同。在更換新的液壓缸后，通過控制石灰石粒度、原料磨產量及料層厚度，檢修液壓系統、定期檢查氮氣瓶壓力等一系列維護措施，確保了原料輥磨的穩定運行。自更換液壓缸后，未再出現過液壓缸漏油、活塞桿斷裂等情況，截至目前，新液壓缸已運行5年時間，原料磨產量一直穩定在580t/h左右，熟料年產量172萬噸。