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淺談輥式立磨液壓系統(tǒng)液壓波動和喘振現(xiàn)象及解決辦法
2021-09-16張飛翔
(北京掌中宇時代科技有限公司)
編者按
水泥立磨液壓波動和喘振現(xiàn)象,在水泥行業(yè)的立磨加載系統(tǒng)中普通存在。由于水泥廠的液壓維護和維護運營人員流動性大,存在交接環(huán)節(jié)缺失和培訓機會相對少的實際情況,部分技術人員難以分析和解決液壓波動和喘振的問題。筆者根據(jù)多年實踐經(jīng)驗,對此問題產(chǎn)生的原因和解決措施進行分析和總結,希望能對同行起到一定的借鑒和參考作用,在立磨加壓系統(tǒng)維護中遇到類似問題或者現(xiàn)象,如能起到一定借鑒和參考作用,則筆者不勝欣慰。
輥式立磨需要液壓系統(tǒng)來提供研磨壓力,磨輥壓在磨盤料層上,磨盤在減速機驅動下低速運行,從而起到物料研磨作用。在運行中經(jīng)常遇到液壓系統(tǒng)壓力波動和液壓系統(tǒng)喘振問題,給企業(yè)技術人員帶來很大的困擾。筆者從液壓系統(tǒng)的角度,做如下簡要分析。
1 液壓系統(tǒng)的壓力波動
液壓系統(tǒng)的壓力波動,一般可分為主動波動和從動波動。
1.1 主動波動
主動波動一般是因為液壓系統(tǒng)(包含泵組、電磁閥、油缸系統(tǒng))的液壓保壓能力下降引起的。如經(jīng)常設定波動壓力上下限為設定值的±0.5MPa。那么低于下限液壓系統(tǒng)油泵會自動啟動,直到達到上限0.5MPa后停泵;壓力下降比設定值低于0.5MPa時候油泵又啟動補壓,造成了液壓系統(tǒng)周期性的壓力波動。該波動如果過于頻繁,會造成磨輥壓力不穩(wěn)定,可能引起物料的比表面積下降和細度波動以及磨輥的振動加劇現(xiàn)象,嚴重時會造成油缸里的液壓油交換量不夠、蓄能器組的減振能力不夠(也可以叫容納能力不夠),就可能出現(xiàn)磨機振動幅度超標而停磨的現(xiàn)象,進而影響生產(chǎn)持續(xù)和穩(wěn)定進行。
解決辦法:
(1)經(jīng)常檢查液壓油的黏度和清潔度,使其控制在國家標準范圍內(nèi)(NAS1638-9或者更高)。液壓油超標后需及時使用高真空濾油機過濾雜質和除水來保養(yǎng)液壓油;制定液壓油的定期保養(yǎng)規(guī)章制度;設在亞熱帶氣候地區(qū)的工廠,由于氣溫高、空氣濕度大,經(jīng)常因為濕度大引起的油液黏度降低,出現(xiàn)誤判泵閥不保壓的情況。
(2)檢查油缸外漏、內(nèi)漏的情況。
(3)檢查液壓閥和油泵研磨情況。提前做好備件儲備,以備有問題及時更換。
(4)定期制定清理油箱底子和磁化棒鐵粉清理等保養(yǎng)措施,有條件的企業(yè)可以半年左右沖洗液壓管道一次。
1.2 從動波動
非油站本身的問題引起的振動,可稱為從動波動。一般是因為物料的研磨性變差(例如水渣含鐵增高、摻入鋼渣和磷渣等)、干濕度變差引起料層不穩(wěn)定、生料入磨粒度加大造成磨輥的自主的上下躥動。表現(xiàn)為油缸活塞桿伸縮頻率加大,需要交換的油量大幅度增加,而蓄能器組不足以提供對應的液壓油。加載油站表現(xiàn)為:液壓表指針來回擺動,管道振動嚴重。嚴重交換不足時會出現(xiàn)蓄能器菌型閥的閥芯關閉,并被管道里的負壓(也可叫著高差值壓差)吸死現(xiàn)象,直到油泵重新啟動補壓后菌閥的閥芯才打開。此時油缸在繼續(xù)振動,屏蔽后的蓄能器不再減振,那么振動可能會進一步加大,甚至引起磨機振動幅度超標停磨。也有選粉機振動幅度偏大,引起磨機水平和垂直振幅偏大,造成磨輥振動,但這種情況引起的壓力波動很輕微,也比較少見,可以忽略。另外如果上腔的管道過細,在油缸高頻率伸縮的過程中,管道的油來不及補充液壓油,也可能會造成液壓站內(nèi)的表的指針來回擺動。但磨機此時的運行振動較小,較為平穩(wěn),這類現(xiàn)象也有發(fā)生。
解決辦法:
(1)控制生料的含鐵量、適當噴水加強料層厚度、控制入磨生料的粒度。另外此情況發(fā)生,也說明蓄能器組的減振富余度不夠??梢栽诂F(xiàn)有管道基礎上,適當增加蓄能器的數(shù)量來改造,從而提高液壓系統(tǒng)的減振能力,使液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性提高,增強磨機對料的選擇容納能力或者叫富余度,提高磨機的穩(wěn)定性。確保生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定進行。如蓄能器的數(shù)量和容積過大,可能會稍微加大抬輥到高位的速度,時間稍微變長一點。
(2)檢查上腔管道通徑是否存在偏小的情況??梢宰们楦膿Q更大通徑的管道來替代。
2 喘振現(xiàn)象
喘振表現(xiàn)出來的現(xiàn)象是管道的管夾固定不住管道,振動劇烈,振動聲音大,且躥動較為明顯。另外在磨機機架下面,還能聽見叮當叮當?shù)捻懧暬蚬艿纴砘剀f動并伴有咔嚓、咔擦的響動。上述液壓系統(tǒng)的主動波動和從動波動,均可能引起液壓系統(tǒng)的喘振。分析有幾種可能因素如?:
1.1 減振系統(tǒng)內(nèi)的菌型閥可能損壞
由于蓄能器損壞后數(shù)量減少,影響液壓系統(tǒng)油交換的容量,造成油站的減振能力的下降。當下降到影響液壓系統(tǒng)的抗振平衡能力的程度后,就會開始影響液壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定性。
解決方法:
注意聽菌型閥的聲音或者手觸摸氮氣瓶菌閥安裝部?,叮當響和發(fā)熱高的,可以判斷有壞的可能性,須停機后逐一排查。
1.2 皮囊可能損壞
原因跟上面一樣,皮囊數(shù)量減少造成減振能力下降。下降的幅度影響了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性,進而影響磨機的穩(wěn)定性。
1.3 氮氣壓力設定不合理
例如礦渣磨通常設定下腔(也叫無桿腔)背壓壓力為3MPa,以增加磨輥的穩(wěn)定性。氮氣壓力過高,會造成菌型閥被皮囊氣壓壓死或者因為磨輥振幅過大,造成負壓吸合現(xiàn)象,進而影響液壓系統(tǒng)和磨機的穩(wěn)定性。反過來如果氮氣壓力過低,表面看液壓系統(tǒng)減振能力還可以,但是因為皮囊的振幅加大,經(jīng)常出現(xiàn)皮囊在充氣嘴根部位疲勞開裂,進而影響液壓系統(tǒng)和磨機的穩(wěn)定性。上腔氮氣壓力設定情況與下腔(也叫無桿腔)原理類似。
解決辦法:
盡量把氮氣壓力調(diào)整到合適的范圍之內(nèi),定期檢查皮囊氮氣壓力和菌型閥??梢月犅曇簟⒏鶕?jù)發(fā)熱情況判斷。有問題及時更換備件。
3 液壓系統(tǒng)油站上可能引起壓力波動的元件
磨機液壓系統(tǒng)在工作的時候,根據(jù)原理的不同,系統(tǒng)元件也不一樣。影響壓力波動的元件也不一樣。
(1)工作的時候,上下腔都有蓄能器組參與減振的液壓系統(tǒng)。壓力的平衡靠泵組補壓或者閥的開啟來平衡油缸壓力,如果閥開啟動作不靈敏或者不到位,壓力釋放不掉,也會帶來液壓系統(tǒng)壓力波動。例如德國萊歇磨,大部分采用這種工作原理。
解決辦法:
排查閥不保壓的原因:可能為閥芯研磨變細,間隙變大或者閥芯被拉傷等。及時更換備件保證閥正常開啟和關閉。
(2)也有上腔有蓄能器組減振系統(tǒng),下腔無蓄能器,全靠油站上的液控單向閥與下腔回油管路組成“開放”回路。當加載工作時,下腔液壓油處于無壓自由狀態(tài),有壓力可隨時釋放回油箱。例如日本宇部立磨,通常采用這種方式來減振。
解決辦法:
排查下腔液控單向閥的先導壓力油是否有壓(可以根據(jù)泵壓判斷),其次查液控單向閥是否開啟靈敏、查其閥芯研磨情況,根據(jù)實際維修或更換備件來排除故障。
(3)有的液壓系統(tǒng)(常見于宇部生料磨)在閥組上加了上下腔(也叫A、B口)的雙單向節(jié)流單向閥來組成液壓鎖。經(jīng)常出現(xiàn)抬輥和落輥時候磨機振動劇烈,且抬輥、落輥速度極慢。一旦磨輥抬起來或者落下去后,壓力上來后磨機振動現(xiàn)象消失。
解決辦法:
排查單向節(jié)流閥的兩邊的閥桿的開度,如果開度過大,會造成一腔壓力升的快,壓力損失也快,無法打開另一腔的液控單向閥;液壓油回油箱速度慢,阻礙落輥或者抬輥的速度。調(diào)節(jié)閥桿擰進去長度在合理處,開度合理,確保建立壓力速度正常。達到抬輥和落輥時候,壓力穩(wěn)定來確保磨機穩(wěn)定。
(來源:中國散協(xié)水泥工程技術專委會)