石 光，趙劍波，王振中，魏 娜

TRM
TRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)的應用

石 光，趙劍波，王振中，魏 娜

Application of TRM Vertical Roller Mill Hydraulic System

立式輥磨液壓系統(tǒng)是輥磨設備的核心部件之一，其安裝質(zhì)量的好壞將決定液壓系統(tǒng)使用壽命的長短，最終決定著磨機運轉率。本文根據(jù)TRM型立式輥磨液壓系統(tǒng)工作原理，詳細介紹了該液壓系統(tǒng)安裝、管路沖洗和日常維護等方面的實際應用情況，供大家參考。

立式輥磨；液壓系統(tǒng)；運轉率

Applic

1 概述

TRM型立式輥磨的粉磨部件由磨盤和磨輥組成。磨盤上有環(huán)形研磨軌道，在傳動系統(tǒng)驅(qū)動下以恒定轉速旋轉，磨輥被動旋轉。磨輥通過磨輥軸固定在搖臂上，搖臂另一端與液氣彈性系統(tǒng)連接構成一個杠桿系統(tǒng)，將一定大小的粉磨力施加到喂入磨盤上的物料上。磨輥依自重和液氣彈性系統(tǒng)施加的粉磨力作用于料床實現(xiàn)物料的粉磨。磨輥液壓系統(tǒng)設計很巧妙，不僅可以調(diào)節(jié)粉磨力的大小，而且可根據(jù)料床厚度的變化自動實現(xiàn)磨機啟、停過程中磨輥的抬、落，具有一定的自適應能力；一方面可保持所需的粉磨力，另一方面可吸收磨機運行振動的大部分能量，從而保證粉磨過程的連續(xù)穩(wěn)定。

2 磨輥液氣彈性系統(tǒng)組成和工作原理

2.1 磨輥液氣彈性系統(tǒng)組成

磨輥粉磨系統(tǒng)由磨輥、磨輥軸、搖臂和液壓系統(tǒng)等組成。液氣彈性系統(tǒng)由液壓站（HTRM）、油缸、氣囊式蓄能器、管路和閥門、油位、油壓、油溫等監(jiān)測和控制元件組成。2個磨輥共用1個液壓站。管路采用串聯(lián)方式。相應的電磁閥、安全閥、手動閥、過濾器、傳感器和手動控制按鈕等集成在液壓站內(nèi)。磨輥液壓管路的進、回油口分別與液壓站的出、回油口連接。借助于液壓站內(nèi)的閥門系統(tǒng)可實現(xiàn)主磨輥的抬、落和位置保持，完成系統(tǒng)操作壓力、背壓的設定和調(diào)節(jié)。磨輥低位設有軟保護和硬件保護。軟保護由限位開關和程序通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)，硬件保護由安裝于磨機本體的具有一定彈性的緩沖機械限位裝置實現(xiàn)。位置保護是指為防止因磨輥位置過低而導致磨輥和磨盤間金屬接觸造成損壞或磨損而設置的限位措施，如圖1所示。

圖1 磨輥粉磨系統(tǒng)示意圖

2.2 磨輥液氣彈性系統(tǒng)工作原理

2.2.1 磨機的啟動

磨機啟動前磨輥被液壓系統(tǒng)鎖定于高位，即便是磨盤上積存了一定厚度的物料，也可以保證磨機的空載啟動，降低啟動力矩。磨機啟動一定時間后，喂料系統(tǒng)順序啟動，待磨盤上積存一定厚度的物料時，手動控制液壓系統(tǒng)落下磨輥并加壓使其進入粉磨工作狀態(tài)。

2.2.2 液氣彈性系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

在粉磨過程中，磨輥被液氣彈性系統(tǒng)借助搖臂杠桿壓到待粉磨的料床上，隨磨盤的轉動，磨輥被動旋轉。磨盤上料床厚度變厚，磨輥被物料抬起，搖臂產(chǎn)生輕微的偏擺，油缸的活塞向外伸出一定距離，有桿腔有一定量的油流出，此時所有閥門均未改變狀態(tài)，流出的油經(jīng)管路流入氣囊式蓄能器內(nèi)，氣囊上部的氮氣被進一步壓縮，壓力升高。與此相對，油缸無桿腔油壓相對減小，原有的平衡失去，必須有油流入。氣囊式蓄能器內(nèi)原有的平衡被打破，氣囊上部的氮氣膨脹，將下部的油壓入油缸的無桿腔，壓力降低。當磨盤上料床厚度變薄時則情況正好相反。如此，油缸的有桿腔和無桿腔油壓均有變化，但始終保持在一定范圍內(nèi)。磨輥液壓系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

在以上過程中，盡管液壓系統(tǒng)的油泵未曾啟動，所有的閥門均無動作，但是系統(tǒng)能夠使磨輥適應料床厚度的變化而自動抬落，同時保證施加所需的粉磨力，這就是液氣彈性系統(tǒng)。由于氣體與液體相比有良好的可壓縮性，彈性系統(tǒng)蓄能器內(nèi)預壓縮的氮氣被壓縮和相對地被釋放來吸收或補充油缸活塞兩側油量的變化，就像彈簧的壓縮和釋放一樣，能有效地起到隔振作用，保持粉磨力的持續(xù)和相對的穩(wěn)定，保證輥磨連續(xù)、穩(wěn)定運行。兩個磨輥的油缸及各自的蓄能器串聯(lián)到液壓管線上，所以每個磨輥在同一時間能分別適應隨機變化的不同料床厚度，并保證所施加的粉磨力基本不變。不但降低了振動、吸收了振動能量，而且將磨盤上兩個磨輥粉磨力的偏載限制在一定范圍內(nèi)，確保了磨機主減速機止推軸承受力的基本對稱和設備的安全運行。

2.2.3 液氣彈性系統(tǒng)基本動作、油液走向

（1）抬輥

1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.2單向閥-27.2壓力變送器-22.3壓力表-33.6節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔

油缸上腔-33.2節(jié)流閥-33.5節(jié)流閥-22.4壓力表-27.1壓力變送器-16.1換向閥-18.1截止閥-14.1節(jié)流閥-油箱

（2）落輥

1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.1單向閥-27.1壓力變送器-22.2壓力表-33.5節(jié)流閥-33.2節(jié)流閥-油缸上腔

油缸下腔-33.1節(jié)流閥-33.6節(jié)流閥-22.3壓力表-27.2壓力變送器-16.2換向閥-18.2截止閥-14.1節(jié)流閥-油箱

（3）快速抬輥

1.1 油泵-37.1單向閥-5.1濾油器-4.11單向閥-13.1換向閥-15.2單向閥-27.2壓力變送器-22.3壓力表-33.6節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔

圖2 磨輥液壓系統(tǒng)工作原理

油缸上腔-33.2節(jié)流閥-28.1插裝閥-33.7節(jié)流閥-33.1節(jié)流閥-油缸下腔

2.2.4 液氣彈性系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)

液壓系統(tǒng)除具備以上彈性功能外，還可方便地通過DCS操作或修改參數(shù)實現(xiàn)以下功能的調(diào)節(jié)，如表1所示。通過改變電磁閥閥芯的位置可改變油路實現(xiàn)液壓系統(tǒng)不同的功能。因不易看清液壓柜內(nèi)閥門的功能及油路，表1可以結合圖2幫助用戶了解該液壓系統(tǒng)的構成和原理，有助于用戶對系統(tǒng)的維護。

說明：按表1設置的接通狀態(tài)可以完成相應的操作。磨機啟動、停車時，液壓系統(tǒng)按照程序執(zhí)行抬、落輥；修改參數(shù)時，只需中控操作給定參數(shù)，然后由程序自動控制泵、閥完成調(diào)節(jié)；磨機維護檢修時，將控制由Remote（遠程即中控）切換為Local（現(xiàn)場），即可使用液壓柜按鈕開關完成所需的動作。

3 磨輥液壓系統(tǒng)的實際應用

3.1 磨輥液壓系統(tǒng)安裝

先安裝液壓站和液壓缸及蓄能器，將兩端固定，中間配液壓管道。液壓站的安裝相對簡單，只要將液壓站擺放到位，保證其水平垂直，使用地腳螺栓固定即可。

3.1.1 液壓缸安裝

液壓缸安裝需非常注意，有扭矩要求的螺栓尤其是轉軸的固定螺栓，一定要使用扭矩扳手操作，使其達到扭矩要求。

3.1.2 蓄能器安裝

蓄能器安裝時一定要注意保證其垂直度，可用水平儀進行檢測。因此安裝時應先將蓄能器的固定座點焊好，調(diào)整好位置后再滿焊，如果在找正前就先滿焊了固定座，之后再作調(diào)整就比較困難了。對于氣囊式蓄能器，需同時保證其固定的橡膠圈與蓄能器貼合緊密、受力均勻。氣囊式蓄能器在工作時會承受較高的工作壓力，其材質(zhì)性能和抗壓能力均需經(jīng)過檢測，安裝過程中要注意避免任何可能改變其材質(zhì)性能的操作。安裝期間，會有很多的焊機電線裸露在現(xiàn)場，極容易和蓄能器碰撞而產(chǎn)生火花，從而可能導致蓄能器因材質(zhì)性能變化而報廢，需注意。

3.1.3 液壓缸和蓄能器連接

連接蓄能器和液壓缸的過程中，注意不要同時打開所有連接口的保護蓋，應連接一個后再打開另一個，以防止粉塵進入，因為液壓缸和蓄能器是不需要進行沖洗作業(yè)的。

3.1.4 液壓管路安裝

液壓管路使用的鋼管一般由液壓站配套廠家提供，鋼管已經(jīng)酸洗，兩端用堵頭密封，使用時方可打開堵頭。根據(jù)液壓管路連接圖，從蓄能器開始，向液壓站連接。具體的管道布置及走向要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況確定，現(xiàn)場測量每一段管子的長度，再進行裁截。裁截只能使用冷加工的方法，推薦使用手鋸裁截，切忌使用會產(chǎn)生大量熱量的加工方法，以免管子材質(zhì)性能發(fā)生變化，產(chǎn)生潛在危險。鋸截管子時要使用安裝公司提供的專用夾具，以保證所鋸截面與管子夾角垂直。需要彎管時，一定要使用彎管器，一方面能保證彎曲角度精確，另一方面可以減小管子直徑方向的變形。管箍安裝時，要注意使用專用的管件，將專用管件水平焊接在開闊的位置進行預緊。預緊后能看到管箍在管子上移動留下了約1.5mm的痕跡，這樣管箍才能承受住系統(tǒng)的壓力，保證良好的密封效果。管路固定采用管卡的方式，先將槽鋼固定在基礎上，然后將管卡座固定在槽鋼上，固定槽鋼的間距定為1.5~2m，太近會浪費管卡，太遠會導致管路在運行時產(chǎn)生震動。在布置方式上，管路之間可以上下布置（如布置在基礎側墻上的管路），也可以水平布置（如布置在基礎上的管路），但一定要注意合理布置管路接頭。安裝時可先將管子一根根排列，先裝中間的，后裝外面的。但在維護的時候可能只需拆中間的而不拆外面的，所以，安裝時需考慮到以后的檢修問題，使接頭能容易地打開。在管道安裝過程中，如果管內(nèi)進入塵土或其他雜物，盡可能使用壓縮空氣或干凈的棉布清理。禁止使用各種化學清洗劑清洗管道，以免清洗油與化學清洗劑發(fā)生反應，造成串油不徹底，引起工作用油失效或其他問題。

表1 電器接通情況*

液壓管路第一次連接成回路，表明預裝工作已完成，接下來的是管路清洗，清洗完成后，要把管路重新接成工作回路，進行加壓試驗，檢查管路是否泄漏。一般先將壓力加到1MPa，檢查全部管路，然后加到5MPa，再次檢查全部管路，最后將壓力增加到最大工作壓力，保持一段時間后再次檢查是否有泄漏。如果有泄漏，要泄壓進行緊固。如果緊固后仍有輕微滲油，可使用錘子敲打管件兩側，再加以緊固。直至檢查全部管路都沒有滲漏，液壓管路安裝工作才算完成（見圖3）。

3.2 磨輥液壓系統(tǒng)管路沖洗

3.2.1 沖洗設備要求

實際操作時對油箱容量的要求以管道內(nèi)充滿沖洗油，泵不吸入空氣，沖洗油能夠循環(huán)為準，也可以選擇容積較大的油箱，加油時控制加油量即可。對于油泵能力，要求其在指定的流量下能夠產(chǎn)生5MPa的壓力。但在實際操作中，很難找到在指定流量下能產(chǎn)生這么大壓力的沖洗泵，因此實際的沖洗壓力在2MPa左右也可以接受。

3.2.2 連接管路

沖洗前需要使用軟管將液壓管路系統(tǒng)串成幾個獨立的回路（液壓缸不接入沖洗回路），每次沖洗一個回路。沖洗的連接管路中使用的連接件由輥磨公司提供，一般來講，這些連接件都有富余，如果有缺少，也可在當?shù)刭徶猛?guī)格的零件。

3.2.3 檢查回路

在開始沖洗之前，要特別注意檢查管路串油機配帶的油箱，確保在向油箱中注入沖洗用油前油箱是干凈的，沒有任何其他的液體。因為油箱經(jīng)常放在室外，所以有時會混入雨水或者漏入其他液體，有時會留有上次沖洗剩下的油，這些液體都會導致加入到油箱中的油作廢，沖洗結果不合格。

另一個檢查重點是，回路中閥門是否打開，管路中的排油口閥門是否已關閉。一定要確?；芈飞系拈y門都已打開，否則，一旦開啟沖洗油泵，產(chǎn)生的壓力不僅會損壞過濾器，也會給操作人員帶來危險。

圖3 輥磨液壓管路布置示意圖

3.2.4 選擇沖洗油

沖洗時可以使用操作用油或?qū)Ｓ玫臎_洗油，使用操作用油可以避免沖洗完成后油品種改變，無論選用何種油，必須使用細過濾器向沖洗單元的油箱中注油。使用專用的沖洗油沖洗完后，必須將油箱內(nèi)的沖洗油完全放空。

3.2.5 沖洗操作

檢查完成后，點動油泵，向回路中慢慢注入沖洗油，一旦回路中充滿了油，就可以增加泵的流量。在沖洗一個回路約4h后，第一次取樣測試，如果測試結果與要求差別較大，則再過4h取樣檢測；如果測試結果接近要求，則將取樣時間逐步縮短，直到測試結果達到要求；如果發(fā)現(xiàn)沖洗結果變化很小，則說明需要更換濾芯。沖洗一個回路所需的時間由管路的干凈程度和長度決定，一般幾個小時到十幾個小時不等。輥磨液壓系統(tǒng)管路沖洗結果一般都達到了NAS 7級，沖洗完成后，需要求沖洗公司將沖洗結果進行記錄，并由各參與方簽字后留存，以備查詢。在完成了一個回路的沖洗之后，連接下一個回路，重復上面的沖洗過程，直到完成所有的回路沖洗。

3.2.6 恢復管路工作回路

在沖洗完后，管路需一節(jié)節(jié)地接回工作回路，隨時保護好打開的管口。所有回路連接完成后，將蓄能器的壓力調(diào)整到工作壓力值，通過濾油車向液壓站油箱注入操作用油。點動液壓站油泵，向整個液壓管路中注入操作用油，隨后緩慢升高系統(tǒng)壓力至5MPa，檢查管件及法蘭是否有泄漏現(xiàn)象，如沒有，則繼續(xù)緩慢升高系統(tǒng)壓力至14MPa，再次檢查管件及法蘭是否有泄漏現(xiàn)象，如還是沒有泄漏現(xiàn)象，說明設備的液壓系統(tǒng)已可正常工作，整個沖洗操作完成。在升壓過程中，若發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象需立即停止升壓，泄壓后緊固管件，重復升壓及檢查過程，直至沒有泄漏現(xiàn)象發(fā)生。

沖洗過程完成后，要及時清理機架周圍地面上的清洗油，以免油滲入到混凝土基礎里面，對輥磨基礎造成損害。

3.3 磨輥液壓系統(tǒng)運行參數(shù)設定

在實際運行中，首先應根據(jù)粉磨物料的性質(zhì)確定蓄能器的充氮壓力，一般取0.3~0.5倍系統(tǒng)工作壓力。在液壓系統(tǒng)完全卸壓時，將氣囊式蓄能器充入氮氣到各自確定的壓力，輥磨運行前設定主壓和背壓值。磨機啟動后液壓系統(tǒng)自動將操作壓力和背壓升高到設定值，運行中當實際值超出設定值后，系統(tǒng)自動按相應功能改變油泵和電磁閥的狀態(tài)進行壓力修正，使壓力重新恢復到設定值。

粉磨礦渣時，礦渣易磨性差，需施以較大的粉磨力，粉磨過程中容易產(chǎn)生振動，因此將主壓設定為11~12MPa，背壓設定為2.5~3MPa。

粉磨熟料時，熟料易磨性相對較差，含水分低，相對不易建立穩(wěn)定料床。磨機運行時，需采取磨內(nèi)噴水措施，選取相對較低的粉磨壓力。因此將主壓設定為10~11MPa，背壓設定為2.5~3MPa。

粉磨生料時，生料易磨性較好，可選取較低的粉磨壓力。因此將主壓設定為6.5~7.5MPa，沒有背壓參數(shù)。

原料情況不是一成不變的，如到廠的礦渣水分、熟料的強度和粒徑，每個廠的情況等都不一樣。因此，生產(chǎn)操作人員需根據(jù)實際情況和供貨商所提供的參數(shù)，總結出適合各自生產(chǎn)情況的參數(shù)，而非一成不變地按調(diào)試工程師的設定值生產(chǎn)。

4 液壓系統(tǒng)維護注意事項

輥磨液壓系統(tǒng)對于磨機的開、停及運行起著至關重要的作用，為保證磨機正常、安全和經(jīng)濟運行，應對液壓系統(tǒng)進行定期檢查、維護。除常規(guī)檢查和維護外，還應特別注意以下幾點：

（1）定期檢查蓄能器氮氣壓力，尤其北方地區(qū)，應在進入夏、冬兩季時實測每個蓄能器氮氣壓力，壓力不足設定值時需進行充氮。

（2）磨機運行過程中若無其他原因振動加劇，應檢查氮氣壓力。

（3）蓄能器必須充入氮氣，嚴禁用空氣或其他氣體替代。

（4）充氮氣前要求液壓系統(tǒng)卸壓，即所有的油回流到液壓柜油箱內(nèi)。

（5）如有液壓油泄露，需經(jīng)常檢查油箱液位，不足時添補。

（6）必須添加與原液壓油相同牌號的油品。

（7）油品的質(zhì)量、清潔度和工作粘度對液壓系統(tǒng)操作的安全性、經(jīng)濟性和設備壽命起決定作用。

（8）排氣和充氮氣必須按液壓系統(tǒng)操作說明和步驟執(zhí)行，并使用隨機所配的專用工具和儀表。

（9）在磨機運行和系統(tǒng)維護過程中，嚴禁任何人接觸電磁閥、手動閘閥和進行電磁閥線路的檢測、維修。

（10）液壓系統(tǒng)維護過程中，禁止任何人或人身體某部位滯留在磨盤和磨輥之間，以防意外。若是不得已如此，需將磨輥用支架支撐。

5 結語

在立式輥磨液壓系統(tǒng)中，絕大多數(shù)輥磨磨輥加壓系統(tǒng)采用液氣彈性系統(tǒng)。輥磨液壓系統(tǒng)是輥磨設備的核心部件之一，其安裝質(zhì)量的好壞將決定液壓系統(tǒng)使用壽命的長短，最終決定著磨機運轉率。立式輥磨工作環(huán)境屬于高粉塵環(huán)境，液壓元件對工作環(huán)境和油液的清潔度要求較高，因此液壓系統(tǒng)在日常維護保養(yǎng)中不可忽視，以保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命。

[1]北京中冶邁克液壓有限公司.立式輥磨液壓工作站使用說明書[Z]，2010.

[2]申占民，吳杰，王振中，鄭倩.立式輥磨液壓系統(tǒng)污染的防治[J].水泥技術，2010，（1）.

[3]張松平.水泥生產(chǎn)線液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試[J].四川水泥，2008，（3）.?

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2016-07-01；編輯：孫娟