回轉(zhuǎn)窯液壓擋輪油缸的改進(jìn)實(shí)踐

我廠氧化鋁燒結(jié)法生產(chǎn)系統(tǒng)有6臺(tái)Φ4.5m×110m燒結(jié)回轉(zhuǎn)窯,其回轉(zhuǎn)部分(含窯內(nèi)物料)重達(dá)1400t,斜度2.5%,采用液壓擋輪。在回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,由于油缸運(yùn)行速度低,環(huán)境溫度高,活塞桿上有偏心負(fù)荷,以及油缸設(shè)計(jì)不合理等原因,使油缸存在內(nèi)泄大,密封失效,出現(xiàn)爬行現(xiàn)象等問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),原液壓油缸在處于正常運(yùn)行狀態(tài)下的使用壽命短的只有幾天,長的也不超過100d,故障頻繁發(fā)生,需要經(jīng)常檢修更換密封件,嚴(yán)重影響了回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和液壓擋輪性能的發(fā)揮。  

1 原液壓擋輪油缸存在的問題 

   
1.1 密封件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇不當(dāng) 
  
我廠原選用材料為聚氨脂的Yx型密封圈,其要求使用溫度一般不超過70℃,而我廠的油缸所處環(huán)境的輻射溫度有時(shí)高達(dá)75℃,油缸的設(shè)計(jì)油溫為35~50℃,但實(shí)際運(yùn)行時(shí)油溫經(jīng)常在50~70℃,聚氨脂密封件在高溫下軟化和老化速度加劇,不耐磨,易蠕變,造成密封處的實(shí)際預(yù)壓力小于設(shè)計(jì)預(yù)壓力,并且由于密封件失效,引起液壓系統(tǒng)的內(nèi)部泄漏量加大,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)性能降低,甚至無法正常運(yùn)行。 

1.2 活塞上未設(shè)置支承環(huán) 
  
因?yàn)閅x型密封圈有一定的彈性,所以要求油缸的筒體內(nèi)孔與活塞的配合間隙很小(通常為0.03mm左右)。當(dāng)活塞桿上存在偏心負(fù)載并有彎矩作用時(shí),活塞中心線必然與筒體內(nèi)孔有相對(duì)偏轉(zhuǎn),一側(cè)間隙變小,則另外一側(cè)間隙變大。間隙變小的一側(cè),會(huì)引起活塞與筒體之間磨損嚴(yán)重,有可能出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象;間隙變大的一側(cè)會(huì)使密封圈擠入縫隙中,使密封圈出現(xiàn)切邊損壞情況,使得密封件壽命縮短,增加檢修更換次數(shù)。 

1.3 擋輪油缸上無排氣裝置 
  
原油缸的進(jìn)油口設(shè)置在底部的中心位置,而上部又未設(shè)置排氣裝置,因此,油缸中的空氣無法排出,油缸出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象,而且一旦油缸中保持著壓力,當(dāng)油管接頭松動(dòng)或拆卸管接頭時(shí),大量的壓縮空氣夾雜著油液會(huì)噴射而出,不僅會(huì)引起密封件的損壞,還有可能造成人身傷害事故。 

2 油缸的改進(jìn)措施 

   
2.1 采用新型材料和結(jié)構(gòu) 
  
用目前國內(nèi)密封效果較好的階梯型的斯特封裝置代替原Yx型密封圈,它是由高彈性的氟橡膠制成O型壓環(huán)和改性聚四氟乙烯(PTFE,俗稱“塑料王”)制成階梯型的滑環(huán),按一定結(jié)構(gòu)形式裝配起來的往復(fù)密封裝置。氟橡膠壓縮變形小、彈性好,應(yīng)力松弛慢,使用溫度為-20~230℃,在高溫下不會(huì)引起密封失效;改性聚四氟乙烯材料有很好的抗腐蝕性和不粘性,并有突出的耐高低溫性能,使用溫度為-100~250℃。組合密封中的滑環(huán)可保持O型壓環(huán)的預(yù)應(yīng)力,使其始終與油缸內(nèi)孔產(chǎn)生接觸壓力來保證密封。 

2.2 在活塞和活塞桿上增設(shè)支承環(huán) 
  
在將原油缸內(nèi)表面重新滾壓加工、增加密封面硬度和抗磨損性能的基礎(chǔ)上,在活塞和活塞桿上各增設(shè)1組支承環(huán)。支承環(huán)材料為尼龍,其抗壓強(qiáng)度可達(dá)80MPa,連續(xù)使用溫度為105℃;支承環(huán)又稱耐磨環(huán),它能保持活塞與油缸內(nèi)孔、活塞桿與導(dǎo)向套之間金屬表面的分離,可承受活塞桿上的偏心負(fù)載所引起的彎矩,減少磨損,提高擋輪油缸的使用壽命。同時(shí),采用了2個(gè)斯特封裝置和2組導(dǎo)向環(huán),大大增加油缸的密封效果。 

2.3 增設(shè)排氣裝置 
  
在油缸上部設(shè)置排氣裝置,以便及時(shí)消除油缸內(nèi)的氣體,避免液壓油缸的爬行現(xiàn)象,提高密封件的使用壽命和液壓油缸的安全性能。 

3 改進(jìn)效果 

  改進(jìn)后,在原高溫條件下,基本消除了油缸的內(nèi)泄現(xiàn)象,提高了密封性能;運(yùn)行穩(wěn)定,無爬行現(xiàn)象發(fā)生;大大減少了油缸內(nèi)各零部件的機(jī)械磨損,延長了使用壽命,降低了檢修和備件費(fèi)用,目前每臺(tái)油缸的使用周期都在1年以上。因此可以說,對(duì)液壓擋輪油缸的改進(jìn)是成功的,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 

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