回转窑液压挡轮缸的结构分析与改进

　　我公司氧化铝烧结法生产系统有6台Φ4·5 m×110m烧结回转窑,其回转部分(含炉内物料)重达1400 t,斜度为2·5%。为控制回转窑筒体的轴向转动, 6台回转窑均采用了液压挡轮。液压挡轮是由液压挡轮油站、液压挡轮缸和挡轮装置组成,液压挡轮油站向液压挡轮缸输送一定压力和流量的压力油,由液压挡轮缸产生的液压力通过挡轮装置作用于滚圈,迫使回转窑筒体沿其轴线在托轮上往复“游动”,以达到使回转窑的滚圈与托轮、主传动大齿圈和小齿轮在全宽度上均匀磨损的目的。然而,液压挡轮能否正常发挥作用,其关键因素取决于液压挡轮缸的使用寿命。

　　1　液压挡轮缸的结构分析与存在的问题

　　我公司的6台回转窑于1987年建成,当时所采用的液压挡轮缸的结构如图1所示。该液压挡轮缸为单作用液压缸,活塞杆8的伸出由液压力驱动,依靠回转窑的下滑力回程。图1中活塞4与缸筒1之间采用Yx形圈3密封,活塞杆8与缸盖5之间也采用Yx形圈密封,Yx形圈的材料为聚氨脂,铜套6作导向套。为了减小活塞杆作用在导向套上的径向力,在挡轮装置2上缸的两侧安装了两根导向杆9,以此来引导挡轮的运动,减小作用在活塞杆上的径向力。实践表明,这种结构形式的液压缸使用效果不佳,所存在的问题是密封失效、内泄大、导向套磨损严重、易拉缸以及缸端盖处有外泄等。

　　为了延长液压挡轮缸的使用寿命,我公司于2001年对部分缸作了改造。针对液压挡轮缸输入流量小、工作速度低以及环境温度高等特点,将图1中Yx形圈3改用内泄量几乎为零,耐高温的K形特康斯特封密封件,并在活塞上设置了支承环。此次改造后的液压挡轮缸内泄量极小,延长了使用寿命。但液压挡轮缸所存在的导向套磨损严重、易拉缸以及缸端盖处有外泄等问题仍未获得根本性地解决,出现上述问题的原因,归纳起来有如下两种情况。

　　1)径向力过大,导向套磨损严重

　　如果图1中的导向杆安装误差小,且工作状况良好,是能够保证活塞杆上的径向力小,避免造成导向套过快和过度磨损的。实际上,由于导向杆装配是靠人的经验来完成的,导向杆又较长,其安装精度不易保证,安装误差也不易测量;同时,挡轮装置经过多年运行,与导向杆相配合的铜套(图中未示出)磨损严重,间隙大。因此,挡轮装置上的导向杆不能起到正确地导向作用,使得挡轮作用在活塞杆上的径向力过大。过大的径向力使活塞杆与铜套的接触面不能形成油膜,从而造成导向套磨损严重。图1所示缸中的有杆腔无油压,Yx形圈的唇边无法张开贴紧在端盖上形成可靠的密封,因而出现外泄现象;同时,环境辐射温度高,外界污染加剧Yx形圈的磨损等因素,都会使外泄现象更加严重。