技术 | 一次立磨异响故障的排除

某水泥厂生料系统采用VRMR型立磨作为粉磨设备，在生产的过程中，立磨突然出现异响，声音类似立磨进大块的振动，初步怀疑是进料存在大块，但经过检查，发现进磨的物料状态(原料尺寸和组分)没有发生明显的变化。

通过更进一步的仔细检查，发现该声音出现的频率并不规律，且只在#3磨辊中出现，其他3个辊一次都没有出现，因此初步判断这个异响的产生和物料的因素影响不大，很可能是#3辊自身的结构出现了变化，停磨后对立磨内进行一次详细的检查。进磨检查后发现(见图1)，立磨的总体状况正常，仅仅存在挡料环磨损大的情况。磨盘和磨辊堆焊才两个多月，堆焊状态基本完好，只是磨辊的小头端存在少量的脱落点。

图1 磨内的检查情况

由于异响出现在#3磨辊，对#3磨辊进行进一步详细的检查。磨辊密封处没有漏油等异常情况，在盘辊时，#3磨辊旋转正常，没有卡滞现象。在检查后，立磨开机，异响仍然存在于#3辊，立磨的进料正常，回料状态、回料的粒度和数量也正常。

为了查明原因，在中控系统中检查了立磨操作中的相关操作参数。通过不同时间的操作参数对比，发现声响产生的前后，无杆腔的压力曲线产生了明显的变化(如图2和图3)。这说明，异响的产生可能和无杆腔相关。

再次到现场对#3辊的情况进行进一步检查发现：

(1)当产生异响振动时，液压缸下关节轴承出现上下晃动。

(2)每次都是磨辊向下运动比较多后向上回弹时出现，当磨辊向下运动不是太多时，磨辊回弹不会产生异响振动。

(3)检查有杆腔和无杆腔的管路系统的温度，发现无杆腔的连接管路温度比有杆腔的连接管路的温度高；#3磨辊对应的无杆腔蓄能器连接管路温度比其他磨辊的无杆腔蓄能器连接管路更高。

对这些检查结果进行分析，认为本次异响的产生很有可能是#3辊的无杆腔蓄能器失效引起的，分析原因如下：

立磨系统的液压管路连接图见图4，立磨由4个磨辊组成，编号为#1～#4辊，液压系统的有杆腔分为两组，#1辊和#3辊为有杆腔1组，#2辊和#4辊为有杆腔2组；4个辊的无杆腔为无杆腔组，通过管道经液压站的无杆腔阀组连接在一起。

图4 立磨系统的液压管路连接图

在正常生产时，磨盘上的物料推动液压缸活塞杆上下运动，导致液压缸的有杆腔和无杆腔体积发生变化，变化的体积同时引起油液的吸入和排出，当吸入油液时，与之相连的蓄能器迅速膨胀，提供所需的液压油；当油液排出时，与之相连的蓄能器迅速收缩，吸收排出的液压油。蓄能器在吸收和排出油液时，体积发生变化，导致蓄能器油压发生变化，为了满足立磨的稳定运行，蓄能器的油压变化需控制在合适的范围，这就需要蓄能器具有合适的体积，蓄能器的体积越大，油压的变化越小，但过大的体积会使设备投资的经济性变差，因此，蓄能器的配置体积(V)在满足油压的变化即可。

一般情况下，蓄能器预充的压力为：P预充=kP工作压力，k=0.6～0.7，蓄能器系统的补油能力为△V(1-k)V，k值越大，该蓄能系统的弹性系数越软，当△V小于液压缸需要吸收的油液体积时，蓄能器即失去补油能力；k值越小，该蓄能系统的弹性系数越硬，蓄能器系统的压力变化越大，即液压缸的最小压力越低，最高压力越低，当k值足够小时，蓄能器体积膨胀的速度赶不上液压缸吸入液压油的速度，液压缸的最终压力将降为0，同样，蓄能器体积收缩能力急剧下降，速度赶不上液压缸压出液压油的速度，液压缸的最终压力将急剧上升，失去缓冲的能力，液压油最终需通过管道排到同组其他辊的蓄能器中。

在本系统中，由于有杆腔(有杆腔1组或有杆腔2组)之间通过管道连接在一起，当其中的一个辊的蓄能器工况不合适时，和其同组相连的另一组蓄能器将通过管道为其提供吸油或供油的能力；由于无杆腔组之间通过管道连接在一起，当其中的一个辊的蓄能器工况不合适时，另外3个磨辊的无杆腔蓄能器将通过管道为其提供吸油或供油的能力。当发生相同组的其他蓄能器为液压缸补油时，由于管道及弯头的压损，液压系统油温将发生明显的升温。

对于#3辊的无杆腔来说，由于无杆腔蓄能器失效，当磨辊向上运动时，无杆腔需补入液压油，#1辊、#2辊、#4辊的蓄能器通过管路向#3辊无杆腔补油，当#3辊液压缸向上的运动幅度不大时，通过管路补入的油液能够满足使用，当#3辊液压缸向上的运动幅度较大时，管路补油由于存在压损导致液压油流动速度不足，不能立刻充满#3辊无杆腔，导致无杆腔压力瞬间降为0。根据液压缸产生力的计算公式：F液压力=P有杆腔S有杆腔-P无杆腔S无杆腔F液压力将会产生一个剧烈的变化，这个变化的F液压力导致磨辊对磨盘产量了一个变化的粉磨力，进而产生了振动，引发了异响。

当磨辊向下运动，液压缸活塞向下运动时，由于蓄能器失效，外排的油液需要克服管路的压损才能进入其他磨辊的无杆腔蓄能器，此时P无杆腔会产生一个较大的值，这个数值由0变化为较大的值，导致液压缸产生一个异常的力的波动，这个波动导致液压缸下关节轴承的位移变化。

在#1辊、#2辊、#4辊的蓄能器通过管路向#3辊无杆腔补油时，由于管道及弯头的压损，液压系统油温将发生明显的升温。由于#3辊的流量变化为全部的无杆腔油液变化，而#1辊、#2辊、#4辊的流量变化为全部的无杆腔油液变化的1／3，因此，#3辊无杆腔管路的温度比#1辊、#2辊、#4辊的无杆腔管路的高。

立磨停机后对#3辊的无杆腔蓄能器进行了检查，发现无杆腔蓄能器的氮气囊破损。在更换了无杆腔蓄能器的氮气囊后，立磨工况恢复正常。

作者：李德祥，苑明华

来源：《南京西普水泥工程集团有限公司》

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