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回轉(zhuǎn)窯液壓擋輪系統(tǒng)故障處理-環(huán)球重工機(jī)械

 液壓擋輪是用來控制回轉(zhuǎn)窯窯體的軸向竄動,使輪帶和托輪在全寬上能夠均勻磨損,同時又能夠保證窯體中心線的直線性,使大小齒輪嚙合良好,減少功率消耗中聯(lián)淮海集團(tuán)Φ5.8 m×98 m回轉(zhuǎn)窯是六·五期間從羅馬尼亞引進(jìn)的目前國內(nèi)最大窯型,在ⅢⅣ檔處裝有2個液壓擋輪,自1997年以來擋輪系統(tǒng)故障頻繁,使回轉(zhuǎn)窯多次停產(chǎn)搶修,特別是2000年全年發(fā)生擋輪故障5次,停機(jī)時間占全年設(shè)備故障停機(jī)時間的10%以上, 浪費了大量的人力物力和財力


1 回轉(zhuǎn)窯液壓系統(tǒng)故障
1.1 工作原理 

液壓擋輪系統(tǒng)主要由擋輪系統(tǒng)液壓系統(tǒng)2部分組成,,在啟動回轉(zhuǎn)窯的同時將啟動油泵電機(jī),油泵電機(jī)與電磁換向閥14有聯(lián)鎖裝置,使其處于常閉狀態(tài),此時油箱中的油通過電機(jī)帶動油泵1吸出壓力油經(jīng)單向閥3,16,溢流節(jié)流閥7,單向閥8進(jìn)入油缸,推動活塞使窯體上竄當(dāng)擋輪的上限位塊碰到上限位開關(guān)后,14通電變?yōu)榻油顟B(tài),并同時使油泵電機(jī)停止,此時窯體在自身下滑力的作用下,緩慢下滑,油缸中的油通過微量調(diào)速閥13及電磁換向閥14流回油箱,當(dāng)窯體下滑到擋輪的下限位塊碰到下限位開關(guān)時,電機(jī)又接通電源而換向閥斷電,擋輪又重新推動窯體上行,如此反復(fù)
環(huán)球重工回轉(zhuǎn)窯窯體上下竄動行程為約60 mm,上行時間2 h左右,下行時間8 h左右,上行油壓一般大于5 MPa


1.2 液壓系統(tǒng)常見故障及處理

液壓系統(tǒng)雖然無太大故障,但處理不好也可能引起停窯減產(chǎn),常見的故障及相應(yīng)處理辦法如表1
2 擋輪系統(tǒng)故障及原因分析 
2臺液壓擋輪自運行以來,先后出現(xiàn)過軸最下部的止推軸承頻繁更換;擋輪上壓蓋螺栓松動斷裂,擋輪脫落竄出;擋輪軸孔部位軸滾鍵、斷裂;基礎(chǔ)底板地腳螺栓斷裂后帶動整個底板掀起等惡性事故


2.1 擋輪軸孔配合過盈量偏小

擋輪與軸采用1個平鍵的過盈聯(lián)結(jié),為防止擋輪軸向竄動,上部有6個防松螺栓擋輪與實心軸的配合公差選用是根據(jù)擋輪傳遞的載荷各自的材料摩擦因素幾何尺寸和表面粗糙度等計算確定的根據(jù)計算擋輪軸孔配合理論選用Φ260H7/u6(見圖2)一旦實際過盈量小于此值,這時將導(dǎo)致其配合表面的壓力偏小不能滿足在該工況下的工作條件,造成軸孔間產(chǎn)生相對滑動,將扭力直接作用在鍵上,使原來靠軸孔過盈配合傳遞扭矩變?yōu)楹玩I一起傳遞扭矩在沖擊載荷下,特別當(dāng)鍵也選用較松配合不能滿足使用要求時,極易造成滾鍵擋輪竄出等故障現(xiàn)象處理故障時我們實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)滾鍵擋輪竄出的軸孔的實際配合尺寸遠(yuǎn)低于計算過盈量要求


2.2 擋輪安裝不當(dāng)表面接觸不良 


在安裝擋輪時,理論上要求擋輪中心線與窯體縱向中心線重合,最大允差≤1.5 mm這種狀態(tài)下,輪帶與擋輪表面是理想的純滾動摩擦,而一旦擋輪中心線與窯體縱向中心線偏差較大時,就會在擋輪表面產(chǎn)生向上和向下的兩個方向的摩擦力,這樣,安裝不當(dāng)時當(dāng)擋輪遠(yuǎn)離窯體回轉(zhuǎn)方向,輪帶的旋轉(zhuǎn)將給擋輪表面產(chǎn)生向上的摩擦力,導(dǎo)致?lián)踺喩细Z,上壓蓋螺栓受力過大斷裂,甚至整個擋輪脫落斷裂等故障?鴉 當(dāng)擋輪靠近窯體回轉(zhuǎn)方向,輪帶的旋轉(zhuǎn)將給擋輪表面產(chǎn)生向下的摩擦力,使最下部的推力軸承受力過大而失效
此外,回轉(zhuǎn)窯安裝時一般都有3%的斜度要求,因此液壓擋輪底座也相應(yīng)有3%的安裝斜度要求,這樣擋輪與輪帶在高度方向上的接觸才能達(dá)90%以上,而一旦兩者3%的斜度偏差較大時,接觸面就會出現(xiàn)只在上部或下部的50%都不到的區(qū)域,從而影響軸上彎距扭矩等受力狀況引起軸的失效輪帶與擋輪表面因加工或磨損不均勻?qū)⒁饑Ш喜缓?產(chǎn)生對軸的沖擊破壞例如2000年Ⅲ檔在更換新液壓擋輪后,新?lián)踺啽砻嬗捎诓荒苓m應(yīng)原舊擋輪在輪帶上磨出的痕跡,擋輪與輪帶嚙合狀況極差,回轉(zhuǎn)窯每轉(zhuǎn)1 min,擋輪液壓表多次顯示值由9 MPa回零,然后擋輪在突然與輪帶嚙合后再次突然啟動,液壓表顯示值也隨之突然回升對于此狀況我們可根據(jù)液壓缸缸徑Φ360 mm粗略估算每分鐘沖擊力的大小:F=p·s=9×3602×π/4=916 kN現(xiàn)場實際使用過程中該擋輪使用不久液壓缸就出現(xiàn)泄漏,擋輪軸使用不到1個月就因沖擊力破壞而斷裂失效


2.3 基礎(chǔ)底板螺栓偏小 
一般在擋輪設(shè)計時都考慮到計算和校核擋輪與底板聯(lián)結(jié)螺栓組的受力,但有可能忽略底板基礎(chǔ)螺栓的校核或所取安全系數(shù)較小巨龍集團(tuán)2臺液壓擋輪底板基礎(chǔ)螺栓為M48,而根據(jù)計算需M56,這也就合理地解釋了1999年為什么會出現(xiàn)螺栓連拔起的現(xiàn)象


2.4 軸類本身問題 
軸類零件一旦選材不當(dāng),可能導(dǎo)致其本身機(jī)械性能達(dá)不到使用要求;加工或熱處理不當(dāng),可能形成應(yīng)力集中或產(chǎn)生裂紋源,極易導(dǎo)致開裂失效;焊接修復(fù)時的快速加熱和快速冷卻會改變母體的韌性,殘余應(yīng)力若不能很好消除,也易引起裂紋失效2000年就有1根軸焊接修復(fù)更換后使用不到11d就整軸斷裂
除以上介紹的幾類情況外,還有因維護(hù)不當(dāng)(如軸承缺油引起的軸承損壞,因輪盤與輪帶硬度匹配要求不當(dāng))引起其一表面磨損太快等


3 解決辦法 
為避免以后再發(fā)生類似問題,針對以上分析我們采取了相應(yīng)的解決辦法
(1) 嚴(yán)細(xì)設(shè)備管理,完善細(xì)化各項項目實施的可行操作規(guī)范
(2) 改進(jìn)存在的不合理結(jié)構(gòu)或隱患的部位
(3) 抓大不放小,嚴(yán)把備件質(zhì)量關(guān)既要確保軸孔配合過盈量軸的綜合機(jī)械性能輪盤表面硬度等關(guān)鍵質(zhì)量控制點,還應(yīng)控制每顆螺栓是否達(dá)到要求的強度等級指標(biāo),密封圈性能是否達(dá)標(biāo)等細(xì)節(jié)問題決不允許因為使用不合格備件給正常生產(chǎn)運行帶來隱患
(4) 現(xiàn)場維修中,管理部門要嚴(yán)格細(xì)量化各項安裝技術(shù)要求指標(biāo),施工單位要針對要求詳盡編排出可行性操作方案最終確保各項共同檢驗數(shù)據(jù)符合要求規(guī)范
(5) 加強對崗位工人的技術(shù)培訓(xùn),崗位工人則要做好日常點檢及維護(hù)工作,詳盡紀(jì)錄設(shè)備運行參數(shù),發(fā)現(xiàn)問題及時匯報,技術(shù)人員則通過數(shù)據(jù)比較分析將隱患消滅在萌芽狀態(tài)

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