技术 | 回转窑液压挡轮的问题及改造

一、液压挡轮下轴承端盖螺栓断裂

1.1 现象

当窑体上行时，窑主电动机电流高，液压挡轮上行压力大(最高时油压为12MPa)，液压挡轮轴承腔内发出异响，液压挡轮下轴承端盖连接螺栓因受力大而剪断的情况也时有发生。

1.2 原因分析

在安装液压挡轮时，理论上要求挡轮中心线与窑体中心线处在一个平面内，这时轮带与挡轮表面是理想的纯滚动摩擦。当挡轮中心线与窑体中心线偏差较大时，轮带就会在挡轮表面产生向上或向下的摩擦力。当挡轮偏向于轮带的啮出方向时，轮带的旋转将给挡轮表面产生向上的摩擦力，导致挡轮上窜，严重时造成整个挡轮拔起脱落，此现象是严格禁止的；当挡轮偏向于轮带的啮入方向时，轮带的旋转将给挡轮表面产生向下的摩擦力，导致挡轮下部的推力轴承受力过大，严重时造成轴承损坏。为了避免前者情况的发生，在实际安装时要求将挡轮中心线调整到偏向于轮带的啮入方向，离窑筒体纵向中心线2~3mm。通过查阅液压挡轮原始安装验收记录，原设计挡轮与窑筒体中心距为3mm。

综上所述，挡轮中心线与窑筒体中心线的安装距离偏大造成挡轮下部的推力轴承受力过大，使挡轮轴承腔内发生周期性异响和下轴承端盖固定螺栓剪断。另外，螺栓的强度不足及扭紧力矩不合理也是造成螺栓断裂的因素之一。

1.3 解决措施

调整液压挡轮中心线与窑筒体中心线的距离，使挡轮的中心线逐步地靠近筒体中心线，来减轻轮带对挡轮向下的压力。

经反复协商，将挡轮中心线与窑筒体中心线的距离调整为1mm，将下轴承端盖连接螺栓强度等级由原来的8.8级改用12.9级。具体步骤如下：

(1)停窑后保证挡轮处在上窜限位开关附近(靠窑尾方向)，将挡轮基础上的物料及油污清理干净。

(2)在2号轮带处制作一个阻挡轮带的支架(见图1)，待不转窑时，安装限位死挡铁，防止窑筒体下滑。接着将挡轮液压缸内的油压慢慢泄压，观察挡铁支架是否牢固。确认牢固后将液压缸的油压降到零。

图1 2号轮带挡铁支架示意

(3)分别在挡轮固定机座螺栓处的基础上焊接两枚调节螺栓(M30x70)，为了保证调节的尺寸精度，在调节时使用两个百分表来作为测量工具，分别安装在调节螺栓的对面(见图2)。松开挡轮机座固定螺栓，调节时以百分表的读数为基准，通过均匀地拧紧两枚调节螺栓，使挡轮中心线逐渐靠近筒体中心线，调节量为2mm，调节完成后拧紧挡轮机座螺栓。

图2 液压挡轮的调节

(4)更换挡轮下轴承端盖连接螺栓，使用扭力扳手紧固螺栓·，使每个螺栓的拧紧力矩均匀一致，又保证每个螺栓均匀受力。M24×50 12.9级螺栓的扭紧力矩为915N·m。

调整使用一段时间后，挡轮的最高上行压力由原来11MPa降低到6MPa，挡轮轴承腔内的异响也没有出现过。但是下轴承端盖紧固螺栓被剪断的现象还时有发生，根据螺栓的断裂位置来看应属于螺栓强度不足造成的(见图3)。因此，在挡轮下轴承端盖下面加装4个均匀分布可调节的小托轮(见图4)，目的是为了减轻端盖连接螺栓所受的剪切力。自从加装小托轮后，再没有出现挡轮下轴承端盖连接螺栓剪断现象。

图3 断裂螺栓示意

图4 挡轮的下轴承端盖下面加装托轮示意

二、液压挡轮的限位行程开关失灵

2.1 问题及原因分析

从投料生产以来，窑筒体上行或下滑到位后经常出现不能自动切换，严重时导致窑上行或下滑超过许可的行程范围，造成窑头、窑尾密封损坏，系统漏风严重。

失灵的主要原因是：开关机械部分易受粉尘影响失去灵活性，导致行程开关接触不良或卡死。为此，在液压挡轮装置的导向轴两端分别设置了限位死挡铁。当中控室的操作人员发现超出设定的时间内窑还没有完成上行或下滑的行程时(一般上行及下滑速度稳定在2-3mm/h以下)，通知岗位工到现场观察，如到位就强制按下相应的限位行程开关小凸轮进行切换。

2.2 解决措施

将接触式行程开关改为非接触式接近开关(见图5)，接近开关内部无机械触点，具有抗震防尘不易损坏、便于调整液压挡轮行程的优点。用防爆非接触式接近开关Bi5-G18-Y1来代替原来的JW2-11Z/3 5组合接触式行程开关。检测距离为2～15mm。

图5 液压挡轮限位装置

非接触式限位装置灵敏度高，结构简单，运行可靠，不会因挡轮限位装置不可靠引起挡轮行程失控，造成窑头、窑尾密封的损坏。

三、稀油站齿轮泵故障

稀油站齿轮泵在运行一段时间后，电动机输出端振动大，水平振动2.0mm/s，垂直振动2.5mm/s，并伴有异常的有规律的冲击声。

经过对齿轮泵拆解后，发现联轴器的弹性梅花胶块已损坏，联轴器侧受力面有些磨损，主要原因是设备制造安装时电动机的输出轴与齿轮泵的输入轴同轴度误差大造成的。

将梅花形弹性联轴器改为弹性套柱销联轴器。弹性套柱销联轴器具有一定的补偿两轴相对偏移和减振、缓冲的性能，结构简单，制造容易，维修方便，可操作性强。在投入使用后，电动机水平振动值：1.2mm/s，垂直振动值：1.9mm/s。

四、改进效果

经过采取措施处理后，回转窑基本上没有再发生上述的故障现象，运行情况良好，取得了明显的效果。为确保回转窑热工制度正常稳定，提高窑的运转率提供了保障。

作者：邱敏

来源：《福建塔牌水泥有限公司》

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