伯利休斯立磨油缸拉杆断裂的原因及修复

　　1 引言河南省建设投资总公司控股投资建设的新乡平原同力水泥有限责任公司，首条5000t/d水泥熟料生产线由天津水泥工业设计研究院设计，配套的原料立磨采用德国伯利休斯（Polysius）公司设计生产的RM57/28/555立磨。配料方案采用石灰石、砂岩、铁矿石、高铝土四组分配料。2005年4月安装完毕进行生产调试，调试期间先后出现了磨机振动值过大、台时产量低等问题。经过一个月的参数调整和技改完善，6月中旬实现达标达产，各项指标达到或优于设计要求。在后来的生产中磨机运行平稳。2007年10月31日电机侧工作端油缸拉杆顶部和拉环过渡处发生断裂。断裂的拉杆见图1，立磨加压部分断面图见图2。本文就拉杆断裂的原因及修复方法做一介绍。

　　2 工艺设备选型及流程
　　2.1工艺设备选型见表1。

表1 工艺设备选型

　　2.2工艺流程石灰石、砂岩、铁矿石、高铝土通过定量给料机、胶带输送机、回转下料器喂入伯利休斯立磨进行烘干和粉磨。粉磨后的物料经选粉机分离，粗颗粒重新入磨粉磨，合格的细粉随气流进入细粉分离器进行收集，再由空气输送斜槽、胶带斗式提升机进入生料均化库。磨机吐出的大颗粒物料经斗式提升机返回磨内。出细粉分离器的废气经循环风机进入窑尾袋收尘器，净化后的废气通过废气处理风机、烟囱进入大气。入磨胶带输送机、出磨溜子上安装有除铁器。

　　3 拉杆断裂的原因拉杆断裂之前液压缸内油压（即辊压）14.0MPa，出磨生料细度0.08mm筛筛余≤16%，出磨物料水分≤0.5%，0.02mm干筛筛余≤1.0%，磨机产量438t/h，与平常没有差别。经过分析，认为拉杆断裂的原因有以下几点：

　　3.1设备原因此处属锻造过渡带，为金属晶体最不致密处，过渡部分的应力最集中。另外以前经常利用停磨避电高峰的时间对此处多次进行堆焊。反复堆焊造成此处局部应力集中并形成缺陷，是断裂的主要原因。

　　3.2风蚀磨内热风携带着大量的颗粒物料长期冲刷、磨蚀拉杆，使断裂处的拉杆变细变薄，钢的强度下降。

　　3.3液压缸内氮气压力过低液压缸内氮气囊中氮气正常的压力值是9.0～14.5MPa，由于氮气压力表泄漏，使拉杆断裂之前的氮气压力降低到3.0～12.0MPa（波动很大），压力过低，氮气囊的缓冲作用减小。磨机运行过程中如遇到石灰石或砂岩粒度较大时，料层厚度波动较大，磨机振动值由正常值0.45～0.85mm/s增大到1.6mm/s左右，容易造成油缸拉杆剧烈地向下拉动形成拉伤。

　　3.4导向槽磨损过大

图1 断裂的拉杆（顶部）

　　导向槽磨损过大，逐渐失去定位作用，导致油缸拉杆在磨机运行过程中晃动量明显变大。油缸拉杆不仅承受向下的拉力，又要承受横向的剪切力，日积月累形成内伤。

　　4 修复方案我们在生产部和供应部的大力支持下，精心组织、日夜抢修，只用60h就完成了抢修任务。具体的修复方案如下：

　　4.1将待接断面按图3打坡口。

图2 立磨加压部分断面示意图图

3 待焊接件打坡口示意图

　　4.2根据待焊接件的材质（80kg级高强度钢），选用AWSA5.5E11018－M80kg级高强度钢焊接焊条。

　　4.3焊接前，焊条应在300℃下干燥2h。

　　4.4损坏的断面应在车床上打磨、点焊，然后进行修复焊接。

　　4.5焊接前，拉杆温度应加热至400℃～440℃，在焊接过程中也应保持此温度。焊接过程必须连续不间断。

　　4.6在焊缝处，多出两道焊层以提高焊接表面质量（提高强度）。

　　4.7为消除焊接件中的内应力，防止变形和开裂，焊接完成后，拉杆需加热至500℃保温，然后缓慢冷却。冷却曲线见图4。

　　4.8然后，在车床上将多出的两道焊层去掉。

　　4.9需使用机械打磨拉杆，使之光滑。

　　4.10最后使用着色试验检查。

　　5 使用效果为确保焊接后拉杆的使用安全，我们加强了石灰石、砂岩等原料的破碎和预均化工作，减少了进磨物料粒度对油缸拉杆的不良影响；同时将磨机产量限定在385t/h，油缸压力设定12.5MPa以下。截止到2007年12月11日24时，磨机已运行678h（粉磨生料261871t）。后来磨机产量增加到435t/h，油缸压力设定在12.5MPa，磨机运行平稳，生料质量合格，使用效果良好，没有再出现断裂。

　　6 结论我公司此次伯利休斯立磨油缸拉杆断裂的原因主要是设备原因，断裂处局部应力过于集中。另外风蚀造成该处拉杆变细变薄、液压缸氮气压力表泄漏使氮气囊失去缓冲作用、导向槽磨损过大失去定位作用也是断裂的原因。应急修复后经过一个多月的使用，没有再出现断裂，说明此修复方案是成功的。

来源：水泥技术