伯利休斯立磨油缸拉桿斷裂原因及修復(fù)方法探索

房栗德

（南京南鋼嘉華新型建材有限公司，江蘇 南京 210032）

伯利休斯立磨屬于一種理想的大型粉磨設(shè)備，該設(shè)備具有生產(chǎn)效率高、操作簡單、物料烘干能力強、維修方便、節(jié)能環(huán)保、磨損小、利用率高等優(yōu)勢，可快速有效地將顆粒狀、塊狀以及粉狀的物料打磨成各企業(yè)需要的粉狀物料，對企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展起到了重要的促進作用。

1 工藝設(shè)備選型以及流程

工藝設(shè)備選型：一期生產(chǎn)線伯利休斯：RM51/26/635 立磨，減速機韌克：KPBV150，選粉機：RMS435，油缸：RG 380/160-550 M6428，活塞蓄能器：AK90-220-25/O/S/3。工藝流程：將高爐水渣通過定量給料機、膠帶輸送機和回轉(zhuǎn)下料器投入伯利休斯立磨機中，對以上原料進行烘干和粉磨處理。將物料進行有效的烘干和粉磨處理后，粉碎后的物料離開磨盤，被高速向上的氣流帶至與立磨一體的選粉機，通過選粉機對粉磨過后的物料進行選粉處理，粉磨合格的細粉通過選粉機后經(jīng)氣箱脈沖袋收塵器進行有效收集。收集完成后，通過空氣輸送斜槽和膠帶斗式提升機將合格細粉喂入均化庫。粗粉內(nèi)循環(huán)回來，粗顆粒被拋起，隨著風(fēng)速的降低，使其失去依托，沉降到磨盤上，靠離心力進入壓磨輥道進行新一輪循環(huán)。伯利休斯立磨機中較粗的顆粒物料，經(jīng)過噴嘴環(huán)落下并卸出磨外，被板鏈斗式提升機輸送到立磨喂料裝置，并被喂入磨內(nèi)再次粉磨。當(dāng)粉磨成細粉后，再有成品混合廢氣通過主排風(fēng)機將其收進氣箱脈沖袋收塵器中。進行過凈化的廢氣通過廢棄處理風(fēng)機后大部分通過循環(huán)風(fēng)管進入熱風(fēng)管再次熱能利用循環(huán)，少部分通過煙囪投入大氣中。外循環(huán)系統(tǒng)和入磨膠帶輸送機上均需要安裝除鐵器。

2 伯利休斯立磨油缸拉桿斷裂原因

伯利休斯立磨油缸拉桿在斷裂之前，其油缸內(nèi)的油壓通常為12.0MPa，出磨物料的水分≤1%，0.045mm 的干篩篩余則≤1.0%，另外，立磨機的產(chǎn)量維持在105t/h，這與平常使用時無任何差別。經(jīng)過大量實驗，分別可得出伯利休斯立磨油缸出現(xiàn)拉桿斷裂的原因主要有以下幾點。

2.1 設(shè)備原因

立磨油缸的拉桿位置處于鍛造的過度位置，該位置處的金屬晶體與其他各處相比最不致密，同時該部分的應(yīng)力最為集中。再加上之前多采用停磨避電高峰的時間來對立磨油缸的拉桿位置進行多次的堆焊處理。多次反復(fù)的堆焊處理，容易對該位置處造成局部應(yīng)力集中，并且形成相應(yīng)缺陷，最終導(dǎo)致拉桿斷裂。

2.2 遭遇風(fēng)蝕

伯利休斯立磨油缸在進行運作時，磨內(nèi)的熱風(fēng)會攜帶數(shù)量巨大的顆粒物料對拉桿進行長期的腐蝕和沖刷，長此以往，容易造成立磨油缸處的拉缸變得又細又薄，導(dǎo)致立磨油缸中鋼的強度大幅度下降，最終導(dǎo)致拉桿斷裂。

2.3 油缸內(nèi)氮氣壓力過低

對于油缸內(nèi)來說，其活塞蓄能器中的氮氣正常壓力值處于5MPa左右，當(dāng)?shù)獨獾膲毫Ρ戆l(fā)生泄漏，拉桿在發(fā)生斷裂之前，活塞蓄能器中的壓力值會下降到2 ～4MPa，造成相對較大的波動現(xiàn)象。當(dāng)壓力值過低時，活塞蓄能器的緩沖作用也會相對減少。當(dāng)立磨磨機運作過程中遇到大塊高硬度異物或者高爐水渣物理性質(zhì)發(fā)生變動時，料層厚度的波動也會相對較大，而立磨機的震動值也會相應(yīng)增加，從而激起容易造成立磨油缸的拉桿向下劇烈拉動，最終形成拉傷或斷裂。

2.4 導(dǎo)向銷磨損過大

當(dāng)導(dǎo)向銷及導(dǎo)向槽襯板的磨損過大時，其定位作用會逐漸消失，這會導(dǎo)致伯利休斯立磨油缸拉缸在進行磨機運作時產(chǎn)生巨大的晃動現(xiàn)象。在此情形下，立磨油缸中的拉缸不僅需要承受向下的拉力作用，還需要承受橫向的剪切作用，久而久之，其拉缸就會形成損傷，最終出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

3 修復(fù)方法

立磨油缸拉缸出現(xiàn)斷裂，會對該設(shè)備的運行效果造成極為不利的重大影響。因此，當(dāng)立磨油缸中拉缸發(fā)生斷裂情況時，就需要采取相應(yīng)的修復(fù)措施進行修復(fù)，以此保障該設(shè)備的正常運行，達到有效提高立磨磨機的運轉(zhuǎn)率。本節(jié)則主要探討關(guān)于伯利休斯立磨油缸中拉桿在發(fā)生斷裂時的修復(fù)方法，具體過程如下所示：（1）如下圖1 所示進行打坡口；（2）根據(jù)等待焊接的拉桿材質(zhì)，選擇AWSA5.5E11018-M80kg 級的高強度鋼焊接焊條進行相關(guān)焊接；（3）在進行焊條焊接之前，需要將焊條放置在300oC 的溫度下進行2h的干燥處理；（4）對于損壞的立磨油缸拉桿斷面，需要在車床上進行相應(yīng)的打磨和電焊處理后，再進行修復(fù)焊接處理；（5）另外，在焊接之前，需要將立磨油缸拉桿的溫度加熱到400 ～440oC，并保證在焊接的過程中，立磨油缸的拉桿溫度依舊保持在該溫度。除此之外，在焊接過程中，焊接操作需要一氣呵成，不能在中途發(fā)生間斷現(xiàn)象；（6）為了提高立磨油缸拉桿處的強度，在進行焊接時，需要在焊縫處保留兩道焊層，以此有效提高拉桿焊接表面的焊接質(zhì)量；（7）當(dāng)焊接工作完成后，需要將立磨油缸的拉桿加熱至500oC 左右，隨后逐漸冷卻，以此來有效消除在焊接過程中焊接件中的內(nèi)應(yīng)力，避免拉缸出現(xiàn)開裂或者變形現(xiàn)象，冷卻過程如下圖2 所示；（8）當(dāng)立磨油缸拉桿溫度逐漸冷卻后，上車床精車去掉多出來的兩道焊層；（9）采用機械對立磨油缸的拉桿進行打磨處理，使拉桿變得光滑；（10）待打磨完成后，對立磨油缸拉桿進行著色和實驗檢查處理。

圖1 待接斷面打坡口

圖2 冷卻曲線

4 使用效果

在對修復(fù)過后的伯利休斯立磨油缸拉桿檢查使用過程中，為了有效確保該設(shè)備的使用安全，需要加強高爐水渣原材料的預(yù)選工作以剔除異物，以此減少進磨物料的粒度對立磨油缸拉桿的相關(guān)影響；除此之外，在進行試驗時，還需要將磨機的產(chǎn)量有效限定在90t/h 左右，將立磨油缸的壓力設(shè)置在11MPa 以下。經(jīng)過長達48h 的運行結(jié)果顯示，磨機運行平穩(wěn)，成品微粉質(zhì)量合格，無不良反應(yīng)出現(xiàn)，遂增加其設(shè)備產(chǎn)量到105t/h，其立磨油缸的壓力不做任何改變。經(jīng)過一段時間的運行結(jié)果顯示，磨機運行依舊平穩(wěn)，且成品微粉質(zhì)量合格，其使用效果十分良好，立磨油缸的拉桿也無斷裂現(xiàn)象，最終得出焊接效果良好，此時，將立磨油缸的壓力設(shè)置至12MPa，至此，立磨磨機正常運行。

5 結(jié)語

綜上所述，伯利休斯立磨油缸中拉桿的主要斷裂原因包括設(shè)備因素、遭遇風(fēng)蝕因素、拉桿局部應(yīng)力過于集中、導(dǎo)向銷及導(dǎo)向槽襯板磨損過大以及活塞蓄能器的氮氣壓力過低。在經(jīng)過相應(yīng)修復(fù)過后，伯利休斯立磨油缸中的拉桿再未出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，同時經(jīng)過相應(yīng)實驗結(jié)果顯示，修復(fù)后的立磨機運行平穩(wěn)、粉磨的成品微粉質(zhì)量達標(biāo)，其使用效果十分良好。由此可見，本文中的修復(fù)方案對伯利休斯立磨油缸拉桿斷裂具有良好的修復(fù)效果，值得被推廣使用。