Krauss-Maffei兩級(jí)推料式離心機(jī)液壓油泵的改造

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(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

德國(guó)Krauss-Maffei公司(現(xiàn)為安德里茨ANDRTZ)的兩級(jí)推料SZ1000/2離心機(jī)自2004年進(jìn)入國(guó)內(nèi)純堿企業(yè)以來(lái)，經(jīng)過(guò)多次改造，已經(jīng)完全符合純堿生產(chǎn)中的濕重堿二次脫水要求，目前在國(guó)內(nèi)各純堿行業(yè)以及其他行業(yè)大量使用。Krauss-Maffei公司的兩級(jí)推料離心機(jī)最為核心的技術(shù)在于它的液壓系統(tǒng)，雙葉片泵負(fù)責(zé)液壓油動(dòng)力的提供，活塞和換向閥在活塞缸內(nèi)部完成前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，活塞缸還起到皮帶輪的功能，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，效率較高。德國(guó)原配置的葉片泵在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，存在花鍵套磨損、葉片碎裂等情況，由于整個(gè)液壓系統(tǒng)是相通的，特別在葉片碎裂后，帶來(lái)的破壞非常嚴(yán)重，導(dǎo)致活塞和活塞缸的徹底損壞。結(jié)合這種情況，我公司經(jīng)過(guò)多次改造，實(shí)現(xiàn)了三螺桿泵替代葉片。本文主要結(jié)合改造過(guò)程中的一些情況進(jìn)行介紹，希望能夠?qū)M(jìn)口離心機(jī)的國(guó)產(chǎn)化修理起到幫助。

1 Krauss-Maffei推料式離心機(jī)油泵的組成及所存在的問(wèn)題

Krauss-Maffei公司兩級(jí)推料SZ1000/2離心機(jī)的液壓系統(tǒng)是機(jī)器工作的核心裝置，主要由液壓油泵(雙葉片泵)、輸油管、活塞、換向閥、活塞缸、主驅(qū)動(dòng)軸、液壓控制元件及各密封件組成，其中油泵為核心部件，油泵通過(guò)液壓油的輸送至活塞，推動(dòng)主軸的前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推料功能。

原配套油泵為Boschrexroth(力士樂(lè))雙葉片泵，型號(hào)分別為分別為：油泵一PVV54-1X/193-069RJ15UUMC、油泵二PV7-1X/100-150RE07MC0-08以及串泵組件V7-1X100+PVQ/V4/5-1XJ組成。通過(guò)支架固定在油箱之上，配套四級(jí)45 kW電機(jī)。

運(yùn)行中存在的問(wèn)題：為了保證足夠的輸出壓力，由雙葉片泵組成了油泵組合，兩個(gè)泵的泵軸用花鍵套聯(lián)接。離心機(jī)的油泵在運(yùn)行初期非常穩(wěn)定，但是由于各部件的結(jié)構(gòu)型式導(dǎo)致運(yùn)行一段時(shí)間后(3～5年以后)，花鍵套與軸上的鍵磨損，導(dǎo)致?lián)p壞。同時(shí)葉片與泵腔之間的磨損加大后，存在葉片破碎和供油不足的現(xiàn)象，當(dāng)破碎的葉片進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，導(dǎo)致的問(wèn)題非常嚴(yán)重，活塞缸和活塞基本徹底損壞，機(jī)器需進(jìn)行大修理后才能開(kāi)啟運(yùn)行。

2 改造方案的實(shí)施

2.1 問(wèn)題的原因分析

純堿生產(chǎn)中，Krauss-Maffei兩級(jí)推料SZ 1000/2離心機(jī)運(yùn)行時(shí)按照操作法的要求，8～12 h內(nèi)必須進(jìn)行一次洗車，洗車過(guò)程中如果僅用自帶的清洗裝置進(jìn)行沖洗，洗車時(shí)間過(guò)久、物料浪費(fèi)大、濾液增大導(dǎo)致后系統(tǒng)膨脹。國(guó)內(nèi)一些使用單位一般都是24 h停車一次，手動(dòng)清理物料，然后再進(jìn)行沖洗，這種做法符合化工生產(chǎn)的實(shí)際需要。這種操作方法必然導(dǎo)致離心機(jī)的開(kāi)停頻繁，油泵也同步開(kāi)停。雙葉片泵的泵軸通過(guò)花鍵套聯(lián)接，這種頻繁的開(kāi)停導(dǎo)致花鍵聯(lián)接部位磨損加劇，導(dǎo)致了損壞，這種故障在各使用廠家均存在。

圖1 雙葉片泵液壓系統(tǒng)示意圖

另外，葉片泵在工作過(guò)程中主要依靠葉片在油泵腔內(nèi)的伸縮運(yùn)動(dòng)形成壓力差，來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓油的輸出。這種工作原理在葉片長(zhǎng)時(shí)間的使用后，葉片容易疲勞破碎，碎片直接通過(guò)油管進(jìn)入活塞和活塞內(nèi)，由于葉片碎片的硬度非常大，最后導(dǎo)致整個(gè)活塞和活塞缸徹底損壞，這種現(xiàn)象在該型式的離心機(jī)使用中已多次出現(xiàn)，每次修理的工期和費(fèi)用均非常大，而且碎片長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)均存在于液壓系統(tǒng)中。

2.2 解決方案

將雙葉片泵改造為三螺桿泵。該技術(shù)為我公司經(jīng)過(guò)多次嘗試后首次在該型號(hào)機(jī)器上成功使用，主要針對(duì)前面提到油泵的問(wèn)題，結(jié)合離心機(jī)工作時(shí)的壓力及推力，最大壓力7 MPa，推料力310 kN，經(jīng)數(shù)據(jù)計(jì)算和實(shí)際測(cè)定，最后選定為進(jìn)口三螺桿泵ALLWEILER CFHM-S28O。

螺桿泵因?yàn)楸脙?nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低，故可使用很高的轉(zhuǎn)速；流量均勻連續(xù)，振動(dòng)小，噪音低；結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，安裝保養(yǎng)容易。

在安裝方式上，利用原油泵在油箱上的擱板，將油泵改為插入式，外部?jī)H有一根油管與主機(jī)相連。

優(yōu)點(diǎn)：相比較雙葉片泵而言，三螺桿泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別在離心機(jī)開(kāi)停車過(guò)程中，不存在像雙葉片泵花鍵軸磨損的情況，可以較長(zhǎng)時(shí)間的使用。其次，將原有的外置式改為插入式，油箱平臺(tái)整潔，即使有少量的滲漏油，還是存在于油箱內(nèi)部，保證了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的整潔。從工作能力來(lái)看，選型后的三螺桿泵從壓力和推力上均滿足了離心機(jī)生產(chǎn)需要。價(jià)格上三螺桿泵也有很大的優(yōu)勢(shì)。

3 主要結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)

3.1 主要結(jié)構(gòu)

圖2 螺桿泵安裝示意圖

離心機(jī)油箱箱體上端口上裝有擱板，油箱體內(nèi)設(shè)有三螺桿泵，在擱板的支架上裝有與三螺桿泵相連的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；三螺桿泵的出口上連接有輸油管，輸油管伸出擱板與液壓控制元件相連，液壓控制元件通過(guò)輸油管與活塞缸上的進(jìn)油口相接。

液壓控制元件設(shè)有閥座，閥座上設(shè)有相互連通的泄壓閥和壓力開(kāi)關(guān)閥，壓力開(kāi)關(guān)閥上設(shè)有壓力表。

3.2 主要技術(shù)參數(shù)

進(jìn)口三螺桿泵型號(hào)：ALLWEILER CFHM-S28O

電機(jī)：西門子 45KW-2級(jí)

最大壓力：7 MPa

推料力：310 kN

推料行程：70 mm

推料頻次：60～80次/min

3.3 操作使用說(shuō)明

圖3 螺桿泵的工作原理圖

當(dāng)電機(jī)開(kāi)啟帶動(dòng)油泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主螺桿面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn)，另兩個(gè)螺桿又沿著襯套內(nèi)表面滾動(dòng)，于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，密封腔內(nèi)的液壓油向前推進(jìn)一個(gè)螺距，隨著螺距的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，液體螺旋形成一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔，從而形成持續(xù)的供油狀態(tài)，通過(guò)高壓油管的輸送，帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作效果。

活塞帶動(dòng)籃筐前后移動(dòng)頻率雖然和油泵溢流閥調(diào)節(jié)有著直接的關(guān)系，但是如果活塞及活塞缸在長(zhǎng)期使用后間隙發(fā)生變化，內(nèi)部產(chǎn)生泄壓現(xiàn)象，也容易導(dǎo)致推料頻次的降低，強(qiáng)行增加推料頻次，容易造成液壓系統(tǒng)的內(nèi)部故障，建議頻次控制在安全次數(shù)65～70次/mins。

3.4 日常維護(hù)、保養(yǎng)說(shuō)明

①按照離心機(jī)操作要求，定期更換液壓油；

②定期檢查電機(jī)與油泵之間聯(lián)軸器的橡膠彈性塊，及時(shí)更換損壞的彈性塊；

③定期檢查液壓系統(tǒng)各聯(lián)接螺栓是否松動(dòng)；

④按照規(guī)定定期進(jìn)行大中小修；

⑤嚴(yán)禁在沒(méi)有液壓油的情況下，開(kāi)啟油泵，避免泵內(nèi)螺桿的磨損及其它元件的損壞；

⑥定期檢查油泵的附屬保護(hù)元件。

4 改造后的效果

改造后Krauss-Maffei公司的兩級(jí)推料SZ1000/2離心機(jī)的螺桿泵效果良好，徹底解決了葉片泵在離心機(jī)運(yùn)行中存在的主軸花鍵套磨損、葉片疲勞破碎、液壓輸送能力低等問(wèn)題。通過(guò)此次改造，為進(jìn)口離心機(jī)在國(guó)內(nèi)的自主修理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)離心機(jī)的研發(fā)、制造及修理技術(shù)也是在不斷的嘗試和總結(jié)基礎(chǔ)上得到進(jìn)步，為我國(guó)純堿企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。