一、设施现状及存在问题
由于煤化工厂新1号、2号焦炉工程建设需要,备煤车间新增两台P FCK-1825型锤式破碎机。该破碎机设计粉碎能力为500-550t/h,功率800kW,主要用于新1号、2号焦炉和旧1号、2号、3号、4号焦炉炼焦用煤的粉碎。
PFCK-1825型锤式粉碎的工作原理:破碎机采用6000V高压驱动,通过调速型液力偶合器传递转矩带动转子上的锤头旋转,落下的物料(煤块)进入破碎机后,受到高速旋转的锤头进行首次破碎,获得动能的物料高速冲向反击板腔内齿形衬板,经过齿形衬板的反弹,再次被锤头破碎,如此反复,物料在反击腔内多次破碎,与此同时还受到彼此间的撞击而破碎,破碎后的产品粒度控制通过与锤头、齿形衬板间的间隙的调整来实现,被破碎的物料从出料口排出,从而完成破碎配合煤的工作任务。
PFCK-1825型锤式粉碎设计有一套供油系统,主要功能为:1)为液力偶合器提供工作用的液压油,传递扭矩。2)为破碎机转子两端的轴承提供润滑油,润滑轴承。该系统统一使用:32#汽轮机油。
破碎机转子两端轴承座原设计的密封方式为干油密封,它依靠转子运转中密封环与端盖之间相对运动,将加入的干油搅拌成油膜状态,从而起到密封作用。这种密封方式对于振动较小的工作环境效果较好。但是,由于破碎机的工作环境是重载、低速且冲击载荷较为频繁,故一般破碎机转子的振动多维持在180-250m的位移量。由此,造成破碎机转子的轴承座在运转过程中干油密封方式的失效,因此,破碎机转子轴承座两端随处可见泄漏的润滑油。
二、原因分析
造成破碎机轴承座端面漏油的原因:
(1)液压系统的压力太高 破碎机供油系统的正常工作压力为0. 15-0. 20MPa之间,如超出*高限,密封轴承座两端面的非标准密封圈承受的压力将超负荷,造成轴承座端面漏油。
(2)液压系统的流量过大 供油系统标准的流量为:30L/m i n,这是破碎机粉碎能力未提高前所设定的。但破碎机粉碎能力提高后,此流量是否适应新的条件,未进行验算。但从实际运行状况看,流量与现运行条件不相适应。
(3)轴承座的结构设计不合理 只有单边回油孔,且端盖设计上没有挡油板,润滑油回油不畅,润滑油滞留在轴承单边内,造成油量过多而泄漏。
(4)密封圈的质量差 起不到耐高温的作用。
(5)安装密封圈的转轴部位出现毛刺 当破碎机转子正常运行时,转轴上的毛刺划坏密封圈,造成密封圈过早失效。
以上原因均会造成破碎机轴承座漏油,结合现场漏油的实际状况,破碎机端面漏油的主要原因为:轴承座设计不完善,液压系统中设计的流量、压力与生产能力提高后的破碎机不均衡,存在压力大、流量多的缺陷。
三、改进措施及实施过程
1.调节系统的压力和流量
根据上述分析,必须重新校核破碎机供油系统的压力和流量,校核的方式有两种:1)重新核定系统的上作载荷,确定轴承的上作条件,使用寿命,在用泵的功率、转速等液压元件相关参数是否匹配。2)根据现场实际,采用标定的方式,对流量和压力进行核定。
以上两种方式的校核过程进行比较:**种方式繁琐,对破碎机载荷、系统参数的取得不准确,相当于重新设计招整个液压系统;第二种方式较为简单,也容易操作。因此,采用第二种校核方式对现用系统进行校核。
(1)确定系统压力因供油系统的标准压力范围在0. 15-0. 20MPa之间,而破碎机轴承座的润滑并不需要这么大的压力,通过现场的实际标定,满足轴承座内轴承润滑的压力只需0. 12-0. 18MPa,由此初步核定:润滑轴承座内轴承的液压系统压力为0. 15MPa,并在系统中增设溢流阀。
(2)确定系统流量 破碎机供油系统的标准流量为:30L/m i n,而破碎机轴承座的润滑并不需要这么大的流量,通过现场的实际标定,满足轴承座内轴承润滑的流量只需18-25L/min,由此初步核定:润滑轴承座内轴承的液压系统流量为20L/m i n,并在系统中增设调节阀。
(3)校核平衡 针对供油系统,压力为0. 15MPa时,系统的流量不一定为20L/m i n,由此必须在实际过程中再进一步进行校定,允许系统压力和流量可在短区域内进行微调,以此保证轴承座内的轴承达到润滑、清洁的目的。
经过以上步骤的校核,破碎机转子轴承座内轴承润滑的条件为:压力在0.95-1. 03MP a之间,流量为18.5-21.5 L/min之间*为适合。
2.轴承座的改进
1)在轴承座上部、下部中间部位部增设与轴承油沟匹配的润滑油通道,确保润滑油全部进入轴承内部,起到润滑、清洁、传热等作用。
2)在下部轴承座新增左右两个回流油孔,满足润滑油道的及时畅通。
3)在左右端盖上增设的挡油板,挡油板与旋转轴之间保持相应的间隙(间隙控制在0. 50-1. 0mm),起到既密封又挡油的双重功用。
4)在左右端盖与旋转轴间采用迷宫式密封。
5)在左右端盖外侧新增特制的密封圈和调节压盖。密封圈和调节压盖根据液压系统的压力、流量进行调整。
3.实施过程
安装革新前,需按照图样对上部轴承座、下部轴承座、左右端盖、挡油环等备件进行革新,同时新增调节压盖、密封圈等备件,待全部准备齐全并校验合格后进行现场革新。
先将原装置包括轴承进行拆除,其次将右边的调节压盖、密封圈以及端盖安装放好,再次将加热的轴承安装在转子轴上,并用锁紧备帽紧固后进行空冷,轴承空冷到常温后,将下部轴承座吊装到位,并将转子轴轻放在下部轴承座上,然后安装上部轴承座,用连接螺栓将上部、下部轴承座紧固连成一个整体。安装到此时,需检查以下几处:轴承中部的油沟于上下轴承座增设的油沟在同中心位置;下部轴承座的回油孔畅通无阻;左右的挡油环与转子轴的间隙是否合适;右边的密封圈和调节压盖的顶紧力是否均匀;轴承外圈的顶紧力是否合适等。以上要求逐一确认后,*后安装左边的端盖、密封圈以及调节压盖等。
无泄漏稀油润滑的半剖式轴承座装置是采用多层密封方式。因此针对整体式轴承座同样可以采用此结构方式,密封效果较机械密封、骨架密封更好。
四、效果及效益
2008年6月,通过对一系破碎机2#破碎机的供油系统和轴承座进行优化革新后,效果及效益明显,突出表现在以下几方面。
1.效果
1)完全满足破碎机的运行,不论在低转速或高转速条件下,轴承座内的轴承未出现因润滑条件不良而引起的轴承发热、损坏等故障。
2)有效地解决了轴承座端面漏油的老大难问题,从技术方面解决了密封方面的难题。
3)改善破碎机轴承座的周边环境,以前的脏、乱环境一去不复返。
4)优化破碎机供油系统的配置,系统压力、流量与现场实际更加适合,更为合理。
2.效益计算
1)减少液压油消耗,改进前年消耗液压油1 500kg,改进后只需消耗150kg,节约1 350kg,价值约8 000元。
2)减少密封元件的消耗,年节约20套,每套密封件价值500元,每次更换密封所需人上费400元,共计为20 X (500+400)=18 000元。
合计年节约8 000+1 8000 = 26 000元
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