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谈MPS立式磨的保安系统

作者:责任编辑 / 发布日期:2017-05-19 / 来源:科技博览

  我厂“七五”期间的技改项目中,采用了两台MPS立式生料磨。运行状况一直良好,这与正确地设置了保安系统是分不开的,下面将我厂立磨的主要保安系统介绍如下:


1.立磨主减速机


1.1 润滑保护
  MPS立式磨减速机为水平输入,垂直输出,两级传动。减速机与磨盘直联,磨盘、磨辊及其拉紧压力全部作用在减速机的输出园盘上,所以减速机是磨机的主要承载件之一。输出园盘上部的载荷及振动载荷均由其下部环形布置的平面推力轴承承担,推力轴承中有四个设专门输油管及贮油腔,形成静压油膜;两个还装有温度传感器。其余为动压润滑轴承(见图1)。平面推力轴承浸在油池中,由不断提供新油和排出多余的油使油面超出工作表面20mm并保持恒定。新油通过环状喷咀,以使每个轴承都得到冷却油。

减速机平面推力轴承润滑


  磨机启动前因磨盘的转速为零,轴承与输出园盘间没有相对运动,所以无法形成油膜,此时需要静压润滑向四个静压轴承(中心对称布置) 输入高压油(油压为6.0~6.5MPa)强力形成静压油膜,并将磨盘抬起0.2mm 高(实测),使得轴承与输出园盘间被静压油膜隔开,在这种情况下启动磨机对减速机的损害最小,磨机的启动力矩也最小,从而主电机的启动电流也最小。当磨机达到额定转速正常运转时,动润滑油膜形成,这时可停止静压润滑供油。
  同样道理,停磨时也要启动静压润滑,避免轴承与输出园盘间直接接触,造成摩擦损伤。
  我厂的两台立磨采用了N-90自动控制系统,磨机以及整个系统的开停均由中控室集中联锁控制并操作。通过减速机润滑油的压力值来随时反映减速机的润滑情况,设定动压润滑的油压 小于等于0.09MPa 报警,油压小于等于0.07MPa 停机。静压润滑开、停磨机时,油压小于等于1.85MPa 并稳定2min 时方可开、停磨机,当油压低于1.5MPa时报警。
1.2 油温控制
  对减速机油温的要求,主要是从保证减速机的润滑效果来考虑的。当油温低于20℃时,因其粘稠度高,流动性差,齿面上难以保持正常的润滑状态,不能启动磨机。所以当油温低于20℃时,需投用减速机的加热系统,使油温升至35℃。由于油温在20℃以下时减速机不能启动,油液是静止不动的,温度传感器处油温达35℃时, 加热器附近的油温远远超过35℃,为不使加热器附近的油温局部过热,油温升至80℃时,加热器自动跳闸,待油温慢慢地向四周扩散,油温低于34℃时,加热器再次投入加热,如此循环下去,直至减速机油池温度均匀达到35℃时,加热过程结束,温控元件控制加热器自动断电。
  平面推力轴承中的两个温度传感器,通过温度仪表可随时观察轴承温度,为不使轴承高温受损,设定轴承温度  70℃  时报警,轴承温度  75℃  时停磨。
  试车期间,为了考察轴承保护装置的可靠性,当把测温指针拨在 70℃ 位置时,操作现场和中控室同时出现报警信号;又将指针拨在75℃  位置上,马上停磨,可见这套保护系统是可靠的。
1.3润滑油冷却
  磨机减速机与磨机连续运转时,齿轮、轴承摩擦生热,磨盘、磨体传导、辐射生热,润滑油的温度将很快升高。当润滑油温大于80℃ 时,油粘度下降,油膜变薄,润滑能力下降。润滑
油温控制在40~60之间性能为最佳。因此MPS立式磨减速机配有专门的润滑站,减速机润滑站具有降低油温的功能。高温油经过多管式(卧式) 冷却器冷却后再回到减速机内。在润滑站中通过一个温控开关自动控制油温。当油温低于40 时,温控开关将通往冷却器的油路堵死,润滑油无需冷却(油路为C  -A  -D)。油温在45~55之间时,温控开关将通往冷却器的油路打开一部分,使得部分润滑油进行冷却(C - B  -D和(C - A - D 两路同时走)。当油温超过55 时,温控开关将冷却器的入口油路全部打开,使全部润滑油通过冷却器进行冷却(C -B - D)。(见图2)

润滑油冷却系统


  我厂MPS2450 立磨减速机一度出现过油温高,温度降不下来的情况,经分析确认为冷却器的循环水量不足,因此生产中水压值时常波动。水压低时,冷却水循环量不足,润滑油的温度降不到设计值,后将冷却器端部入水的中心孔径扩大,增加冷却水的循环量,从而将油温控制在合理的范围内。确保了减速机的安全运转。


2 磨辊


2.1润滑
  在磨盘上有三个磨辊互成120 角安装于磨机内,辊子上部联接于三角压力框架上,下端置于磨盘的凹形回转轨迹中心,并与垂直方向成15 角倾斜安装,辊子轴通过上、下两个轴承与辊体相联,并固定于辊架中。因此工作时,只有辊子围绕辊子轴自转。辊子轴承通过上、下轴承间的导油环,空腔下端的油靠辊子的自转将油送往上端润滑轴承。在靠近磨盘中心的辊子端面上径向均布有三个磁性螺堵,由螺堵孔对辊子内腔进行加油、排油。停磨时检查磁性螺堵上是否吸有铁屑来判断轴承的磨损及润滑油的清洁度。值得注意的是,每次重新拧紧磁性螺堵时必须加防松垫圈并按照要求拧紧。如不装防松垫圈或者拧紧力不够都将使螺堵在辊子的振动和高速运转中很快脱落。一旦螺堵脱落,辊腔内的润滑油将在几圈内全部甩光。粉尘吸入,轴承干磨,轴承将很快被损坏。磨辊轴承是磨机的重要组成元件之一,轴承的损坏将造成重大的经济损失。
2.2辊子内腔卸压
  为了保证磨辊内腔的正常压力和温度在辊子的外端面中心部位安装一限压阀,用来放出辊子内腔中的气体,降低温度。限压阀设定的放气压力为0.007MPa。磨辊处于温度较高的磨机内,加之磨辊轴承的长期运转,引起辊体内腔温度升高,腔内压力也升高,当腔内压力超过限压阀设定的压力值时,限压阀卸压,将辊子内腔的热气体放出,从而保证磨辊内腔的正常压力和温度。
2.3 磨辊轴承密封
  从磨辊的结构图( 图3) 中可以看出,在磨辊轴肩处加一耐磨衬套,在耐磨衬套与辊轭之间用0形密封圈来密封,而耐磨衬套与轴承盖之间,用两个带弹簧圈的旋转油封来密
封。磨辊轴承的密封是保证立磨安全运转的重要环节之一。密封不好将导致轴承过早的磨损。在上述的密封结构中为了防止粉尘侵入,靠高压风机将纯净空气鼓入密封风管,经导管进入磨辊支架与辊轴间的环形区再经迷宫式间隙泄出。泄出的空气汇入呈负压操作的磨腔循环气流中,从而粉尘不能进入轴承系统。

磨辊结构图


  为使轴承可靠密封,密封空气系统由三个膜盒式压力表随时显示每个辊子的密封空气压力值。风压应大于4500Pa。设定风压小于4500Pa 报警,小于3500 停磨。因此操作中不得将报警及停磨的保安信号任意解除,以确保磨机的长期运转。


3.分离器轴承的密封


  分离器位于磨机的上部,该分离器是风扫,离心动态分离器。出磨物料的细度取决于分离器转速的高低。分离器的立轴上装有两个自动调心轴承和一个止推轴承,三个轴承均通过油杯定期压注润滑脂润滑。立轴及旋转体的重量、转动惯量均由上部的两个轴承承担,该轴承所处的环境温度较高,油膜的破坏较快,因此要及时加油,否则将引起轴承的损坏。下部轴承设有空气密封防尘结构,利用导管将磨机外的净化空气吸入磨腔充入环形密封结构区,使粉尘无法进入。建议在磨机外空气导管的入口处加滤网,以得到净化气体对轴承进行密封,减少轴承的磨损。


4. 限定磨机的振动


  破碎机械是一种振动频率较高的机械设备,这是它的破碎特性所决定的。而立磨又是一种机械结构重心高的设备,过大的振动量将导致焊缝开焊,联接件螺丝松动,液压系统密封件破坏等。所以立磨的振动要严格控制在允许范围内,一旦超出立即停磨查找振动原因。

  立磨在我国是一种新型的建材装备,我厂是国内首批使用立磨的厂家之一,对立磨的调试大家都没有经验。最大难题就是解决磨机的振动。调试期间95% 以上的停磨原因都是振动。如何解决振动使得立磨能够平稳的运转,我厂及沈阳重型机械厂的技术人员经反复研究、分析确认磨机的振动与液压系统中氮气囊(称作蓄能器)吸收与释放压力的变化相一致,所以决定将蓄能器压力下调。最初蓄能器的充氮压力为6.3MPa,下调后的试验表明振动有所缓解,以经过多次的试验、调整,磨机的运转已达到正常。为确保磨机长期、平稳地运转,将几个主要工艺参数控制为:拉紧力:11~13MPa,;料层厚:70~80mm;喂料量:75~80t/h;并且随磨机的运转,分别在三个磨辊之间向磨中心引入淋水管,向磨床喷水,起稳定料层厚度作用。我厂立磨振动的保安值分别为:磨振小于5mm 正常运行;磨振大于等于5mm时报警,磨振大于8mm 时,延时5秒振动不解除将自动停磨。


5. 结语


  立磨具有破碎、烘干、粉磨、选粉集一身的结构特点,并且有占地面积小,电耗低、噪音小等优点,是水泥厂新上破碎粉磨工程项目的首选设备,我厂MPa2450、3150 两个规格的立式磨机于1993年初和1995 年初压式投入生产使用后,各项性能指标达到并超过设计能力。工厂的经济效益及社会效益有了极大程度的提高,职工的劳动状况得到了改善。现在我厂为了提高煤粉的生产能力,正在筹建立式煤磨,从而将尽一步提高工厂的综合效益。




















我厂“七五”期间的技改项目中,采用了两台MPS立式生料磨。运行状况一直良好,这与正确地设置了保安系统是分不开的,下面将我厂立磨的主要保安系统介绍如下:
1.立磨主减速机
1.1 润滑保护
MPS立式磨减速机为水平输入,垂直输出,两级传动。减速机与磨盘直联,磨盘、磨辊及其拉紧压力全部作用在减速机的输出园盘上,所以减速机是磨机的主要承载件之一。输出园盘上部的载荷及振动载荷均由其下部环形布置的平面推力轴承承担,推力轴承中有四个设专门输油管及贮油腔,形成静压油膜;两个还装有温度传感器。其余为动压润滑轴承(见图1)。平面推力轴承浸在油池中,由不断提供新油和排出多余的油使油面超出工作表面20mm并保持恒定。新油通过环状喷咀,以使每个轴承都得到冷却油。



磨机启动前因磨盘的转速为零,轴承与输出园盘间没有相对运动,所以无法形成油膜,此时需要静压润滑向四个静压轴承(中心对称布置) 输入高压油(油压为6.0~6.5MPa)强力形成静压油膜,并将磨盘抬起0.2mm 高(实测),使得轴承与输出园盘间被静压油膜隔开,在这种情况下启动磨机对减速机的损害最小,磨机的启动力矩也最小,从而主电机的启动电流也最小。当磨机达到额定转速正常运转时,动润滑油膜形成,这时可停止静压润滑供油。
同样道理,停磨时也要启动静压润滑,避免轴承与输出园盘间直接接触,造成摩擦损伤。
我厂的两台立磨采用了N-90自动控制系统,磨机以及整个系统的开停均由中控室集中联锁控制并操作。通过减速机润滑油的压力值来随时反映减速机的润滑情况,设定动压
润滑的油压 小于等于0.09MPa 报警,油压小于等于0.07MPa 停机。静压润滑开、停磨机时,油压小于等于1.85MPa 并稳定2min 时方可开、停磨机,当油压低于1.5MPa时报警。
1.2 油温控制
对减速机油温的要求,主要是从保证减速机的润滑效果来考虑的。当油温低于20℃时,因其粘稠度高,流动性差,齿面上难以保持正常的润滑状态,不能启动磨机。所以当油温低于20℃时,需投用减速机的加热系统,使油温升至35℃。由于油温在20℃以下时减速机不能启动,油液是静止不动的,温度传感器处油温达35℃时, 加热器附近的油温远远超过35℃,为不使加热器附近的油温局部过热,油温升至80℃时,加热器自动跳闸,待油温慢慢地向四周扩散,油温低于34℃时,加热器再次投入加热,如此循环下去,直至减速机油池温度均匀达到35℃时,加热过程结束,温控元件控制加热器自动断电。
平面推力轴承中的两个温度传感器,通过温度仪表可随时观察轴承温度,为不使轴承高温受损,设定轴承温度  70℃  时报警,轴承温度  75℃  时停磨。
试车期间,为了考察轴承保护装置的可靠性,当把测温指针拨在 70℃ 位置时,操作现场和中控室同时出现报警信号;又将指针拨在75℃  位置上,马上停磨,可见这套保护系统是可靠的。
1.3润滑油冷却
磨机减速机与磨机连续运转时,齿轮、轴承摩擦生热,磨盘、磨体传导、辐射生热,润滑油的温度将很快升高。当润滑油温大于80℃ 时,油粘度下降,油膜变薄,润滑能力下降。润滑
油温控制在40~60之间性能为最佳。因此MPS立式磨减速机配有专门的润滑站,减速机润滑站具有降低油温的功能。高温油经过多管式(卧式) 冷却器冷却后再回到减速机内。在润滑站中通过一个温控开关自动控制油温。当油温低于40 时,温控开关将通往冷却器的油路堵死,润滑油无需冷却(油路为C  -A  -D)。油温在45~55之间时,温控开关将通往冷却器的油路打开一部分,使得部分润滑油进行冷却(C - B  -D和(C - A - D 两路同时走)。当油温超过55 时,温控开关将冷却器的入口油路全部打开,使全部润滑油通过冷却器进行冷却(C -B - D)。(见图2)



我厂MPS2450 立磨减速机一度出现过油温高,温度降不下来的情况,经分析确认为冷却器的循环水量不足,因此生产中水压值时常波动。水压低时,冷却水循环量不足,润滑油的温度降不到设计值,后将冷却器端部入水的中心孔径扩大,增加冷却水的循环量,从而将油温控制在合理的范围内。确保了减速机的安全运转。
2 磨辊
2.1润滑
在磨盘上有三个磨辊互成120 角安装于磨机内,辊子上部联接于三角压力框架上,下端置于磨盘的凹形回转轨迹中心,并与垂直方向成15 角倾斜安装,辊子轴通过上、下两个轴承与辊体相联,并固定于辊架中。因此工作时,只有辊子围绕辊子轴自转。辊子轴承通过上、下轴承间的导油环,空腔下端的油靠辊子的自转将油送往上端润滑轴承。在靠近磨盘中心的辊子端面上径向均布有三个磁性螺堵,由螺堵孔对辊子内腔进行加油、排油。停磨时检查磁性螺堵上是否吸有铁屑来判断轴承的磨损及润滑油的清洁度。值得注意的是,每次重新拧紧磁性螺堵时必须加防松垫圈并按照要求拧紧。如不装防松垫圈或者拧紧力不够都将使螺堵在辊子的振动和高速运转中很快脱落。一旦螺堵脱落,辊腔内的润滑油将在几圈内全部甩光。粉尘吸入,轴承干磨,轴承将很快被损坏。磨辊轴承是磨机的重要组成元件之一,轴承的损坏将造成重大的经济损失。



2.2辊子内腔卸压
为了保证磨辊内腔的正常压力和温度在辊子的外端面中心部位安装一限压阀,用来放出辊子内腔中的气体,降低温度。限压阀设定的放气压力为0.007MPa。磨辊处于温度较高的磨机内,加之磨辊轴承的长期运转,引起辊体内腔温度升高,腔内压力也升高,当腔内压力超过限压阀设定的压力值时,限压阀卸压,将辊子内腔的热气体放出,从而保证磨辊内腔的正常压力和温度。
2.3 磨辊轴承密封
从磨辊的结构图( 图3) 中可以看出,在磨辊轴肩处加一耐磨衬套,在耐磨衬套与辊轭之间用0形密封圈来密封,而耐磨衬套与轴承盖之间,用两个带弹簧圈的旋转油封来密
封。磨辊轴承的密封是保证立磨安全运转的重要环节之一。密封不好将导致轴承过早的磨损。在上述的密封结构中为了防止粉尘侵入,靠高压风机将纯净空气鼓入密封风管,经导管进入磨辊支架与辊轴间的环形区再经迷宫式间隙泄出。泄出的空气汇入呈负压操作的磨腔循环气流中,从而粉尘不能进入轴承系统。





为使轴承可靠密封,密封空气系统由三个膜盒式压力表随时显示每个辊子的密封空气压力值。风压应大于4500Pa。设定风压小于4500Pa 报警,小于3500 停磨。因此操作中不得将报警及停磨的保安信号任意解除,以确保磨机的长期运转。
3.分离器轴承的密封
分离器位于磨机的上部,该分离器是风扫,离心动态分离器。出磨物料的细度取决于分离器转速的高低。分离器的立轴上装有两个自动调心轴承和一个止推轴承,三个轴承均通过油杯定期压注润滑脂润滑。立轴及旋转体的重量、转动惯量均由上部的两个轴承承担,该轴承所处的环境温度较高,油膜的破坏较快,因此要及时加油,否则将引起轴承的损坏。下部轴承设有空气密封防尘结构,利用导管将磨机外的净化空气吸入磨腔充入环形密封结构区,使粉尘无法进入。建议在磨机外空气导管的入口处加滤网,以得到净化气体对轴承进行密封,减少轴承的磨损。
4. 限定磨机的振动
破碎机械是一种振动频率较高的机械设备,这是它的破碎特性所决定的。而立磨又是一种机械结构重心高的设备,过大的振动量将导致焊缝开焊,联接件螺丝松动,液压系统密封件破坏等。所以立磨的振动要严格控制在允许范围内,一旦超出立即停磨查找振动原因。
立磨在我国是一种新型的建材装备,我厂是国内首批使用立磨的厂家之一,对立磨的调试大家都没有经验。最大难题就是解决磨机的振动。调试期间95% 以上的停磨原因都是振动。如何解决振动使得立磨能够平稳的运转,我厂及沈阳重型机械厂的技术人员经反复研究、分析确认磨机的振动与液压系统中氮气囊(称作蓄能器)吸收与释放压力的变化相一致,所以决定将蓄能器压力下调。最初蓄能器的充氮压力为6.3MPa,下调后的试验表明振动有所缓解,以经过多次的试验、调整,磨机的运转已达到正常。为确保磨机长期、平稳地运转,将几个主要工艺参数控制为:拉紧力:11~13MPa,;料层厚:70~80mm;喂料量:75~80t/h;并且随磨机的运转,分别在三个磨辊之间向磨中心引入淋水管,向磨床喷水,起稳定料层厚度作用。我厂立磨振动的保安值分别为:磨振小于5mm 正常运行;磨振大于等于5mm时报警,磨振大于8mm 时,延时5秒振动不解除将自动停磨。
5. 结语
立磨具有破碎、烘干、粉磨、选粉集一身的结构特点,并且有占地面积小,电耗低、噪音小等优点,是水泥厂新上破碎粉磨工程项目的首选设备,我厂MPa2450、3150 两个规格的立式磨机于1993年初和1995 年初压式投入生产使用后,各项性能指标达到并超过设计能力。工厂的经济效益及社会效益有了极大程度的提高,职工的劳动状况得到了改善。现在我厂为了提高煤粉的生产能力,正在筹建立式煤磨,从而将尽一步提高工厂的综合效益。




















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