500t自制卧式压力机在磨辊返修中的应用.pdf

中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.41 No.82023 年 8 月-33-应用研究500 t 自制卧式压力机在磨辊返修中的应用王玉红，朱耿武，李 宾，刘 刚（徐州中材装备重型机械有限公司，江苏 徐州 221131）摘要：磨辊是水泥生产设备立磨的核心部件之一，磨辊运行的好坏直接影响立磨的整机性能。轴承损坏、磨辊油温居高不下、磨辊漏油等问题影响磨辊的运转，磨辊在运行中常出现卡死现象。返修的磨辊在使用过程中受到物料的挤压，会造成轮毂变形、轴承卡死，无法拆卸。为了快速、便捷、高效地拆卸磨辊，徐州中材装备重型机械有限公司设计了 1 台 500t 自制卧式压力机。本文以 TRM 型立磨为例，分析维修磨辊时拆卸轴承的方法，以降低磨辊维修成本。关键词：磨辊；轴承；500t 自制卧式压力机；维修中图分类号：TD353；TG315.5 文献标识码：A 文章编号：1008-9500(2023)08-0033-04DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.010Application of 500 t Self-made Horizontal Press in the Repair of Grinding RollersWANG Yuhong,ZHU Gengwu,LI Bin,LIU Gang(Sinoma Technology(Xuzhou)Heavy Machine Co.,Ltd.,Xuzhou 221131,China)Abstract:The grinding roller is one of the core components of the vertical mill in cement production equipment,and the operation of the grinding roller directly affects the overall performance of the vertical mill.Problems such as bearing damage,high oil temperature of the grinding roller,and oil leakage from the grinding roller often affect the operation of the grinding roller,resulting in jamming during operation.The repaired grinding roller is compressed by materials during use,which can cause deformation of the wheel hub,seizure of the bearings,and inability to disassemble.In order to quickly,conveniently,and efficiently disassemble the grinding rollers,Sinoma Technology(Xuzhou)Heavy Machine Co.,Ltd.has designed a 500 t self-made horizontal press.Taking the TRM vertical mill as an example,this paper analyzes the method of disassembling bearings when repairing grinding rollers,in order to reduce the cost of grinding roller maintenance.Keywords:grinding roller;bearings;500 t self-made horizontal press;repair磨辊是立磨的核心部件之一，磨辊运行的好坏直接影响立磨的整机性能1-2。磨辊在运行中常出现轴承损坏、油温居高不下、漏油等问题3-5，影响自身运转，出现卡死现象，若磨辊轴承存在问题，则需要打开磨辊更换轴承。返修的磨辊在使用过程中受到物料的挤压，造成轮毂变形、轴承卡死等现象，若采用向轮毂油孔注入高压油压紧及润滑外圈的方式，则无法拆下。为了快速、便捷、高效地拆卸磨辊，徐州中材装备重型机械有限公司设计了 1 台 500 t 自制卧式压力机。本文以 TRM 型立磨为例，分析维修磨辊时拆卸轴承的方法，以降低磨辊维修成本。1 立磨磨辊构成TRM 型立磨磨辊主要由轴、透盖、轮毂、内外间隔套、辊套、闷盖、圆柱滚子轴承和双列圆锥滚子轴承等组成，如图 1 所示。这两种轴承的内圈、外圈可以自由分离，圆柱滚子轴承仅承受磨辊径向载荷，圆锥滚子轴承可以承受磨辊径向载荷和轴向载荷，这两组轴承内外圈由内外间隔套定位并相互支撑，通过磨辊的闷盖和透盖压紧。收稿日期：2023-06-12作者简介：王玉红（1974），女，山东临清人，助理工程师。研究方向：建材机械产品生产工艺、工艺工装与设计等。中国资源综合利用第 8 期-34-应用研究1.轴；2.透盖；3.圆柱滚子轴承；4.轮毂；5.外间隔套；6.内间隔套；7.双列圆锥滚子轴承；8.辊套；9.闷盖图 1 TRM 型立磨磨辊构成2 磨辊轴承常规的拆卸方法常规的轴承拆卸方法采用自制的工装及液压千斤顶。该方法耗时较多，劳动强度较大，有些磨辊轴承因烧伤严重，采用大型千斤顶无法顶出，只能采用碳弧气刨把轴承内圈、外圈纵向刨开，然后用千斤顶顶出，碳弧气刨对轮毂及轴的母材会有所损伤，增加返修难度。返修的磨辊一般要求交货期较短，使用上述方法已不能满足返修磨辊的需求。为解决这一返修中的生产难题，本公司设计 1 台 500 t 自制卧式压力机用于返修磨辊轴承等零件的拆卸。3 常规返修磨辊结构及外形分析据统计，本公司返修制作的立磨磨辊直径 A范围为1 3002 800 mm，长度L范围为1 4003 100 mm，不同规格的磨辊中心高度 H 范围为 650 1 400 mm（见图 2），设计的卧式压力机可满足上述磨辊外形尺寸范围内的拆卸要求。4 500t 自制卧式压力机设计根据本公司返修磨辊的结构及外形尺寸，设计500 t 自制卧式压力机，该压力机采用框架卧式结构，由机架、调节挡板、500 t 主油缸、4 个支腿油缸及液压站等组成（见图 3）。主油缸可以实现推力 500 t、拉力 250 t，4 个 15 t 的支腿油缸分布在框架的四周，可很方便地用于主框架（主油缸）的中心高度调节，长度方向可添加调节挡板调节。图 2 常规返修磨辊结构及外形1.机架；2.500t 主油缸；3.调节挡板；4.支腿油缸图 3 500t 自制卧式压力机4.1 主框架结构设计主框架要承受主油缸工作中的推力、拉力，为保证主框架有良好的刚性及稳定性，设计时采用框架式结构。为使返修磨辊安全、方便地放入框架中，根据磨辊的外形尺寸确定主框架的内挡尺寸为 3 600 mm3 000 mm（长 宽）。如图 4 所示，建立三维模型，对机架进行受力分析，优化主框架结构设计，有效减轻主框架质量，节约制造成本，确保主框架安全、简单、经济、实用。长度方向可添加不同规格的调节挡板来满足长度需求，根据本公司磨辊尺寸，设计了调节长度为 1 000 mm、1 500 mm 两种规第 8 期-35-应用研究王玉红等：500 t 自制卧式压力机在磨辊返修中的应用格的调节挡板，工作中可根据需求快速更换。图 4 主框架受力分析4.2 主油缸连接设计返修磨辊均存在不同程度的烧伤，根据以往返修经验，使用 500 t 压力的油缸可完成拆卸，主油缸选取的规格参数为：缸径 500 mm，活塞杆杆径 320 mm，有效行程 700 mm，工作压力 25 MPa，试验压力 31.5 MPa，油缸质量 3 600 kg，速度 200 mm/min。油缸缸底、活塞、导向套、活塞杆、缸筒、缸盖均采用45#钢锻件材料，油缸密封为进口材料。主油缸缸底留有螺纹（内螺纹外径 660 mm，螺距 6 mm），机架和主油缸采用双螺母（M660 mm6 mm）固定，该组螺母能承受不小于 300 t 的拉力，为防止活塞杆在使用过程中磨损，在其头部增加垫板，该垫板采用 45#钢调质淬火处理（见图 5）。1.M660 螺母；2.主油缸；3.垫板图 5 主油缸连接方式4.3 支腿油缸设计不同磨辊中心高度不同，4 个支腿油缸可以快速实现主框架（主油缸）中心高度的调节。根据被拆卸磨辊各中心高度的统计，主框架（主油缸）中心高度在 750 1 500 mm 之间自由调节，即可满足拆卸各工件中心高度的要求。根据该压力机的自重，设计支腿油缸规格参数：缸径 140 mm，活塞杆杆径 100 mm，行程 800 mm，工作压力 25 MPa，并带双向液压锁，用于实现支腿油缸调整好主框架（主油缸）后的静态锁止，确保主框架中心稳定。4.4 液压系统设计液压系统由电动机、油箱、油泵、溢流阀、换向阀、压力表等组成，卧式压力机的压制工艺简单，液压缸（主油缸及支腿油缸）的工作循环仅为：下行加压返回原位停止。主油缸及支腿油缸共用一油站，油站设计经济实惠、操作方便，液压系统压力可调，流量稳定，动作可靠，使用寿命长。5 500t 自制卧式压力机拆卸磨辊的操作步骤拆磨辊轴承前，首先应检查压力机外观，确保液压系统无漏油现象，确保压力机的各个部件正常。根据磨辊的中心高度调整，通过升降调节支腿油缸，使主框架（主油缸）的中心高度跟要拆卸磨辊的中心高度一致；根据要拆卸磨辊的长度，选取不同规格的调节挡板，以便在油缸的有效行程内完成磨辊的拆卸。将磨辊吊入压力机内，按下启动按钮，压力机便开始工作，在拆卸过程中，要注意液压站压力表及被压磨辊的状态，根据需求及时调整压力，以保证磨辊拆卸的顺利进行。上述操作可将轴、内间隔套及圆柱轴承内圈一块顶出，如图 6 所示。1.500t 压力机；2.轴；3.内间隔套；4.圆柱轴承内圈图 6 轴、内间隔套及圆柱轴承内圈顶出返修的磨辊大都为损坏轴承，尤其是双列圆锥滚子轴承，为防止在拆卸过程中圆锥轴承内圈或脱落的轴承碎片卡在磨辊轮毂沟槽内，要将磨辊调整 180重新放置到压力机内，根据轴承外圈的直径选取不同规格的垫板（一般比轴承外圈直径小 5 mm）放置在轮毂内，使用压力机即可把圆柱轴承外圈、双列圆锥滚子轴承及外间隔套顶出。以上步骤可完成磨辊轴承的拆卸，如图 7 所示。中国资源综合利用第 8 期-36-应用研究1.500t 压力机；2.垫板；3.圆柱轴承外圈；4.外间隔套；5.圆锥滚子轴承图 7 圆柱轴承外圈、双列圆锥滚子轴承及外间隔套顶出6 500t 自制卧式压力机的优点基于软件建立三维模型，对机架进行受力分析，优化机架结构，确保受力安全，同时有效减轻框架质量，节约制造成本，确保框架安全、简单、经济、实用。为满足不同磨辊拆卸需求，框架（主油缸）中心高度通过 4 个支腿油缸可以快速调节，长度方向可添加调节挡板调节，通过上述调节，该压力机可完成不同规格磨辊的快速拆卸。液压系统简单实用，操作方便，压力可调，流量稳定，动作安全可靠，使用寿命长。该压力机采用卧式结构，作业空间开放，磨辊等零件使用行车吊放，吊装安全可靠。采用卧式放置可有效控制作业高度，降低拆卸过程中高空作业的难度，保障操作工人的安全。该压力机使用广泛，不仅能满足不同规格磨辊轴承拆卸需求，还可用在回转窑挡轮装置、托轮装置及小齿轮装置等零件的拆卸。该压力机主体和液压站采用快换接头连接，可快速分离，整机移动方便。7 结语磨辊轴承安装和拆卸过程复杂，要求严格。合理的拆卸方法和拆卸顺序能保障磨辊轴承的质量，从而提高立磨整体性能。过去返修磨辊拆卸时，使用简易工装及两个 50 t 的液压千斤顶顶出，每拆卸一个磨辊，需要 3 人 3 d，遇到烧毁的轴承时，使用碳弧气刨消耗更多的人力、物力。返修磨辊大部分均交期紧迫，一般寻求具有大型压力机的外协厂家拆除，每拆卸一套磨辊至少需要 1 万元，成本较高，工期无法保障。使用 500 t 自制卧式压力机，每拆卸一个磨辊，仅需要 3 人 1 h，降低工人的劳动强度，提升磨辊返修拆卸效率，有效保障磨辊返修质量。该压力机的使用每年可节约外协成本约 40 万元，其自制成本约为 25 万元，短时间即可收回投资。该压力机简单实用，容易普及，可在本行业内广泛推广，也可在其他行业推广。参考文献1 尹利峰.立磨磨辊轴承的安装与拆卸 J.四川水泥，2011（2）：25-27.2 徐 京，吴亚男，彭婷婷.TRM 立磨磨辊轴承的拆卸经验 J.水泥，2013（12）：44-46.3 刘 强，赵英君.热模锻压力机新型装模高度调整装置研究J.锻压装备与制造技术，2022（6）：20-23.4 邱 聪.双点式高速曲柄压力机振动控制研究D.大连：大连理工大学，2022：8-9.5 徐 双，赵至友，赵国勇，等.重型电动数控螺旋压力机结构设计与有限元分析 J.锻压技术，2022（6）：193-198.