篦冷机驱动装置润滑供油系统的问题和改进

某公司新型干法水泥熟料生产线Φ5.2m×78m回转窑采用第四代步进式篦冷机，篦冷机2018年投入使用，篦床有效面积165m2，行程为3~6次/min，入料温度1 260℃，出料温度为65℃＋环境温度。篦冷机干油润滑系统主要为篦床驱动装置轴承供油，因篦冷机润滑系统在设计、安装等方面存在一些缺陷，导致篦床驱动装置磨损，篦床存在下沉风险，驱动压力升高，影响篦冷机的稳定运行。为了解决以上问题，我们利用2021年大修期间，改进篦冷机润滑供油形式、管道结构、控制方式等方面，改后使用一年多来，效果明显，未再出现驱动装置轴承损坏；在同等篦速下，篦床压力整体降了4MPa，篦冷机的平稳运转，为烧成系统稳定运行提供了保障。1、篦冷机润滑系统结构及工作状况篦冷机篦床驱动装置采用四连杆机构，每个四连杆上有10个轴承，单个轴承对应一个润滑点，该篦床上有117个四连杆机构，润滑点位是1 170个。该篦床存在润滑点位多、润滑管线长等特点，因此保证每个轴承都有充分的润滑，是设备能够长期无故障运转的关键。原润滑系统采用高压泵强制润滑，管路部分由高压泵前的液压换向阀（二位四通）引出（返回）的两条平行布置的出油（回油）主管、连接主油管和风室内分配器的支油管及分配器到润滑点的辅助给油管等组成（见图1）。工作方式为每隔一定时间间隔（控制箱中的时间继电器预先调整确定），油泵自动启动，通过换向阀沿着一条主油管1向系统中压送润滑脂；另一条主油管2和贮油器连通。在供油过程中，若主油管1首先供油，油泵压出的油脂流经液压换向阀并沿管路1的方向流过管道，此时管道内的压力不断升高，当达到分配器的动作压力时，分配器开始动作，将定量的润滑脂送到各润滑点。图1原润滑系统结构形式当所有的分配器依次动作以后，系统中约有一半的润滑点获得了一次润滑脂；此后管道内的压力继续升高，当管道压力达到液压换向阀预先调整好的动作压力（约8~10MPa）时，安装于液压换向阀上的限位开关被触动，使油泵的电机停止运转，系统完成了一半的润滑循环；当时间继电器再次使油泵启动，润滑脂将沿泵方向流经液压换向阀通过主油管2向系统供油，此时主油管1通过液压换向阀与贮油器接通。随着管道压力的不断升高，分配器动作，使系统中另一半的润滑点获得定量的润滑脂，主油管2内压力继续升高，液压换向阀被主油管2回油口处油脂的压力触动限位开关油泵停止，篦冷机的所有润滑点都得到了一定量的润滑脂，系统完成了一次供油。2、润滑系统使用过程中存在的问题（1）供油压力不均衡。因供油管线过长，导致供油管线靠近油泵近处供油充分，远处供油较少。（2）近处与远处的压力无法检测。因在供油过程中管道内有压力损失情况，而压力传感器只装在泵出口液压换向阀上（两个传感器安装在换向阀A口、B口上）监测整个管路出油口压力；远处（末端压力）和近处压力在给油过程中能相差4~5MPa（按照润滑脂流变性质，取润滑脂为宾汉流体测算沿程压力损失和局部压力损失时），造成近端润滑脂给的较好，远端给的不充分；在给长润滑管路同时供油时，会造成远处单线双向分配器打不开或打开不充分（单独打开分配器需要3~5MPa压力），造成系统远端供油效果较差，润滑不充分，从而导致远处支撑部件四连杆驱动装置销轴磨损，篦床下沉，篦床压力增大，额外负载增加，篦床推力增高，设备损坏概率增加，降低设备运行稳定性。（3）长输管道在供油过程中，考虑管道沿程压力损失和局部压力损失，近端压力和远端压力相差较大；而原供油系统压力监测装置只监测泵出口压力，达到相应压力后泵停再执行下一个润滑。在实际使用过程中远端管道压力尚未达到分配器打开或部分打开的压力，导致远端供油不充分。3、解决措施3.1润滑系统改进方案为解决以上问题，我们通过查阅相关资料后认为，可将原来的整条供油管路同时给所有风室设备供油的方式，变换成供油管路分层次、间隔依次给每个风室内设备润滑给油。这样，整个管路系统由原来的一个（二位四通）液压换向装置给整个系统供油，变成九个（三位四通）电磁换向装置交替给系统供油（见图2）。在供油过程中，管路按照油泵上控制装置设定的顺序，依次单独打开一个风室外的换向阀供油；其他风室外连接的换向阀不动作，管路上润滑油供不过去。这样通过把整个供油管路分割成九个单独的供油系统，可实现每个风室单独供油，一个风室完成供油后，再进行下个风室供油，保持每个风室内四连杆驱动装置润滑充分，防止出现整个管路同时供油时近端供油多、远端供油少的情况。将润滑供油装置配备上一供一回两条油管路。当控制柜内润滑泵开启后，压力升至设定压力上限后自动停止运行；当压力低于设定压力下限时，控制器自动启动润滑泵往供油管中压送润滑脂。另一条回油管路和贮油器连通。图2改进后的润滑系统结构形式在供油过程中，油泵压出的油脂流经主管道内，管道内压力逐步升高，系统按照控制柜程序运行：（1）第一风室换向（三位四通）电磁阀Y1得电动作打开供油，其他风室换向阀不得电，不动作；一风室换向电磁阀Y1与分配器（递进式单向双线供油器）一侧连通供油管道，分配器另一侧连通回油管道，系统向第一风室内供油，其他风室供油处于关闭状态。此时主管道内的压力不断升高，当达到第一风室内分配器的动作压力后，分配器连通供油管道的一侧开始动作，往第一风室设备内（四连杆）一半润滑点供油。供油压力达到设定值后，由换向阀上的压力变送器反馈至油泵上的控制柜，控制柜发出指令，第一风室换向阀电磁阀Y1失电关闭停止运行。此时完成第一风室一半设备润滑点的润滑。（2）控制箱按照程序设定打开第一风室内换向电磁阀Y2，其他风室换向阀依然不得电、不动作，此时第一风室内换向电磁阀Y2与分配器另一侧连通供油管道，分配器刚打过油的一侧连通回油管道，随着主管道内压力不断升高，达到第一风室分配器动作压力后，往第一风室设备内（四连杆）另一半润滑点供油。供油压力达到设定值后，第一风室换向电磁阀Y2关闭停止运行，至此完成第一风室内所有设备润滑点供油。（3）依据控制箱内程序设定按照第一风室供油的逻辑，逐个向其他风室内设备润滑点供油，直至完成所有风室内设备润滑点的润滑。（4）至此系统完成一次设备供油。结束以上程序后，在控制箱内设定好等待时间，待时间到后，继续按照以上状态持续供油。这样润滑泵的油脂通过每一路电磁换向阀交替向分配器两个通道供应润滑脂，系统按照电磁换向控制箱设定的顺序依次循环工作，向润滑点提供定量润滑脂。3.2润滑系统改进后的应用（1）改进后篦冷机每一风室口上配备一套换向阀控制箱，换向阀上有压力监测点，反馈至油泵控制系统；每个风室外有换向阀控制箱来控制给油；电磁换向阀上的压力传感器主要监测每个风室供油压力，达到设定压力以后才换向，确保每个分配器供油充分。该装置因是逐步依次供油，压力升高到指定压力后才换向，这样也能监测远端位置管道压力，压力达到设定压力才能进行换向。（2）改进后供油系统可控制油路实现单个风室的补油，在实际供油时可以控制润滑油点由原来的1 170个润滑点变为一个风室13列130个润滑点，把一次润滑1 170个润滑点变为9次润滑，每次润滑130点，其他润滑点不给油，保持每次润滑充分；避免了一个滑油泵同时供整个油路造成的近处油路压力高多油，而远处油路压力低油少甚至无油情况。（3