1、引言
輥壓機是八十年代中期在國際上發(fā)展起來的新型粉碎設(shè)備。以它為主組成的擠壓粉磨新工藝在增產(chǎn)節(jié)能方面有著顯著的效果，受到國際水泥界的普遍重視，成為發(fā)展粉磨工藝的一項新技術(shù)。目前，輥壓機已經(jīng)是水泥粉磨系統(tǒng)的主要設(shè)備，由于輥壓粉碎機結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，載荷很大，系統(tǒng)、部件較多，工作環(huán)境惡劣，零部件老化等，使用過程中難免出現(xiàn)故障。常見的故障有輥面磨損，軸承溫度過高，液壓缸漏油嚴重，減速機高速軸漏油等。
2、HFCG150-100輥壓機結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)
2.1輥壓機結(jié)構(gòu)
某廠2500t/d新型干法生產(chǎn)線水泥粉磨站輥壓機使用的是合肥院研制的新一代輥壓機，該設(shè)備是由軸系、主機架，進料裝置、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、輥罩、檢測系統(tǒng)組成。見輥壓機總圖。兩磨輥分別為固定輥與活動輥，活動輥安裝于機架內(nèi)腔的導(dǎo)軌上，固定輥固裝于機架立柱上。進料裝置、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)均安裝在主機架上。主減速機(行星減速機)用縮套聯(lián)軸器懸掛在主軸上，由扭矩平衡裝置平衡其輸出扭矩，主電機的驅(qū)動力矩通過十字軸式萬向節(jié)傳動軸傳給行星減速機。
2.2輥壓機主要技術(shù)參數(shù)
2.2.1輥壓機型號及主要參數(shù)
(1)輥壓機型號：HFCG150-100
(2)輥徑：1500mm
(3)輥寬：1000mm
(4)輥壓線速度：1.54m/s
(5)最大單位輥寬粉碎力：70KN/cm
(6)正常工作輥隙：25～45mm
(7)最大喂料粒徑：80mm
(8)最大喂料溫度：120℃
(9)處理后的物料中細粉含量(<80um)，22～30%
2.2.2主電機參數(shù)
(1)型號：YR500-4
(2)功率：2×710KW
(3)轉(zhuǎn)速：1440rpm
(4)工作電壓：10kV
2.2.3傳動系統(tǒng)參數(shù)
(1)主減速機
型號：XGZ53
公稱傳動比：75.5
安裝型式：懸掛式
額定功率：710KW
(2)萬向節(jié)傳動軸
型號：5-2B
額定扭矩：35KN.m
最大傾角：12°
3、高速軸漏油的幾種情況及處理方法
HFCG150-100輥壓機減速機高速軸密封由一個骨架油封TC160X190X16和一個無骨架J型油封160X190X16組成。TC型骨架油封主要起密封液壓油的作用，J型油封主要起防塵的作用，兩者組合在一起使用J型密封圈可以屏蔽外界的粉塵等污染物，給TC型骨架油封創(chuàng)造了一個良好的環(huán)境，延長了油封的使用壽命。盡管如此，經(jīng)過長時間的使用油封會逐漸老化，唇口失去彈性、開裂，從而導(dǎo)致密封失效，引起有漏。如果漏油量比較大，需要及時停機維修處理，以免導(dǎo)致潤滑油浪費及污染環(huán)境，嚴重將可能導(dǎo)致其它零部件的故障。
某廠一線水泥粉磨站輥壓機減速機高速軸在年初大修時更換了密封,可是運行不到1個月就出現(xiàn)了嚴重的漏油，更換新的密封發(fā)現(xiàn)J型密封圈已經(jīng)硬化、開裂，密封的材料不適合在高溫下長期工作。油封使用時間長了以后橡膠老化失去彈性，油封唇口與軸的徑向接觸壓力下降，具有一定壓力的潤滑油通過性會加大，從而引起液壓油的泄露。
圖1 高溫硬化失效的J型密封圈(部分)
3.1由油封損壞引起的漏油
此類故障的處理一般是直接更換新的油封。在安裝油封的時候，首先要檢查油封是否存在制造缺陷，或者在儲存、運輸過程中導(dǎo)致的損壞。重點檢查唇口及骨架變形、劃傷，油封中的自緊彈簧是否完好。其次，要掌握安裝油封的基本方法，不可野蠻作業(yè)，以免損壞唇口或骨架。油封安裝前要將唇口和孔槽清洗干凈，并在唇口抹適量的潤滑油使接觸面形成一定的油膜。
在選擇油封時應(yīng)綜合考慮其工作條件及經(jīng)濟性以便選擇合適的材料。對于輥壓機高速軸而言，由于其轉(zhuǎn)速達到1440r/min，在油封唇口與軸的表面摩擦產(chǎn)生大量的熱量，接觸面會產(chǎn)生很高的溫度(超過120℃)。實測密封端蓋的表面溫度達到65℃左右，內(nèi)部溫度則更高，所以一般的油封不滿足這樣的工作條件，必須選擇性能優(yōu)良的油封材料。考慮轉(zhuǎn)速及溫度的油封材料選擇如表1所示：
表1 考慮轉(zhuǎn)速及溫度的油封材料選擇
從表中可以看出高速軸密封件一般選用硅橡膠和氟橡膠，由于硅橡膠不耐油，機械強度低，價格昂貴，很少在密封件中使用。氟橡膠綜合性能優(yōu)越，耐溫高可達300℃ ，耐酸堿，耐油性是耐油橡膠中最好的，可在200℃~250℃下長期工作，因此高速軸密封件選用氟橡膠較為合適。
注：表2數(shù)據(jù)參考NOK密封件技術(shù)資料
某廠一線水泥粉磨站輥壓機在2014年8月份進行了高速軸漏油的處理，選擇氟橡膠密封件作為高速軸密封，漏油程度明顯減小，運行了3個月還沒有出現(xiàn)嚴重的漏油現(xiàn)象。然而漏油現(xiàn)象并沒有完成消除，這主要是密封軸套磨損形成溝槽所致。
3.2由高速軸密封軸套磨損引起的泄漏
HFCG150-100輥壓機高速軸密封軸頸嵌套有一軸套，當軸套磨損后可以更換。這樣設(shè)計的好處是維修方便，而且維修成本低。當軸套磨損形成溝槽后，密封件對軸的徑向壓力減小，液壓油泄漏量變大，這時即便更換密封也起不到多大的效果，應(yīng)該更換密封軸套。如果不更換軸套，應(yīng)對其表面進行修復(fù)，一般采用刷鍍的方法現(xiàn)場修復(fù)。
軸套材料建議選擇優(yōu)先45#鋼或ZG310，45#鋼需調(diào)質(zhì)處理硬度達到HB230-HB250，使其表面達到一定的硬度提高其耐磨性。在沒有45#鋼的情況下也可選擇Q235，或者取一段無縫鋼管加工成需要的尺寸。在加工時需要注意防止工件變形，同時需要考慮工件受熱的膨脹量對鋼套與軸配合公差的影響。查機械設(shè)計手冊得碳鋼在20-100℃的線膨脹系數(shù)為：α=(10.6~12.2)X10-6，在(20-200)℃的線膨脹系數(shù)為：α=(11.3~13)X10-6。假設(shè)這里取α=11.3X10-6，溫度差為80℃，則根據(jù)公式：D=D(1+αΔT)得出：D=140(1+11.3X10-6X80)=140.126mm。這只是理論計算，實際受材料成分、受熱情況、微觀結(jié)構(gòu)等因數(shù)影響，膨脹量可能沒有那么多，建議給內(nèi)孔公差為-0.01~-0.03mm，因為軸受熱同時也會膨脹。
圖2 軸套
3.3其它情況導(dǎo)致的漏油
輥壓機高速軸漏油除油封損壞及軸套磨損形成溝槽所致以外，另外軸承磨損導(dǎo)致偏心量大或者輥壓機異常振動也有可能導(dǎo)致漏油。輥壓機周圍工作環(huán)境惡劣，粉塵量很大，如果潤滑油受到污染或者粉塵進入油封結(jié)合面，則會大大縮短油封的使用壽命。
4、關(guān)于輥壓機高速軸密封的改進
從減少設(shè)備的故障率考慮，保證高速軸密封長期工作不漏油，建議將輥壓機高速軸密封改為雙TC型密封，將原來的J型密封件換成TC型密封件。由于原來安裝兩個油封的槽內(nèi)徑尺寸相同，中間只是多了一個凸臺將兩個油封分開，我們只需要將凸臺用車床車掉即可。
封結(jié)構(gòu)改為雙TC型密封結(jié)構(gòu)
5、總結(jié)
在處理輥壓機漏油時首先要分析產(chǎn)生漏油的原因，再結(jié)合具體情況分析選擇處理的方法。如果是單純的油封失效則更換新的油封，如果是軸套磨損則更換軸套或者刷鍍修復(fù)，其次選擇油封時應(yīng)選擇氟橡膠密封件。加工好的軸套與軸配合應(yīng)有合適的過盈量，不可留有間隙，以免潤滑油從縫隙流出起不到密封作用。裝配好后首先進行試機，確定沒有問題后再投入生產(chǎn)。