回轉窯液壓擋輪油缸的改進實踐

我廠氧化鋁燒結法生產系統(tǒng)有6臺Φ4.5m×110m燒結回轉窯，其回轉部分(含窯內物料)重達1400t，斜度2.5%，采用液壓擋輪。在回轉窯的運轉過程中，由于油缸運行速度低，環(huán)境溫度高，活塞桿上有偏心負荷，以及油缸設計不合理等原因，使油缸存在內泄大，密封失效，出現(xiàn)爬行現(xiàn)象等問題。據(jù)統(tǒng)計，原液壓油缸在處于正常運行狀態(tài)下的使用壽命短的只有幾天，長的也不超過100d，故障頻繁發(fā)生，需要經常檢修更換密封件，嚴重影響了回轉窯的正常運轉和液壓擋輪性能的發(fā)揮。  

1　原液壓擋輪油缸存在的問題 

　　 
1.1　密封件結構設計及材料選擇不當 
　　
我廠原選用材料為聚氨脂的Yx型密封圈，其要求使用溫度一般不超過70℃，而我廠的油缸所處環(huán)境的輻射溫度有時高達75℃，油缸的設計油溫為35～50℃，但實際運行時油溫經常在50～70℃，聚氨脂密封件在高溫下軟化和老化速度加劇，不耐磨，易蠕變，造成密封處的實際預壓力小于設計預壓力，并且由于密封件失效，引起液壓系統(tǒng)的內部泄漏量加大，導致液壓系統(tǒng)性能降低，甚至無法正常運行。 

1.2　活塞上未設置支承環(huán) 
　　
因為Yx型密封圈有一定的彈性，所以要求油缸的筒體內孔與活塞的配合間隙很小(通常為0.03mm左右)。當活塞桿上存在偏心負載并有彎矩作用時，活塞中心線必然與筒體內孔有相對偏轉，一側間隙變小，則另外一側間隙變大。間隙變小的一側，會引起活塞與筒體之間磨損嚴重，有可能出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象；間隙變大的一側會使密封圈擠入縫隙中，使密封圈出現(xiàn)切邊損壞情況，使得密封件壽命縮短，增加檢修更換次數(shù)。 

1.3　擋輪油缸上無排氣裝置 
　　
原油缸的進油口設置在底部的中心位置，而上部又未設置排氣裝置，因此，油缸中的空氣無法排出，油缸出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象，而且一旦油缸中保持著壓力，當油管接頭松動或拆卸管接頭時，大量的壓縮空氣夾雜著油液會噴射而出，不僅會引起密封件的損壞，還有可能造成人身傷害事故。 

2　油缸的改進措施 

　　 
2.1　采用新型材料和結構 
　　
用目前國內密封效果較好的階梯型的斯特封裝置代替原Yx型密封圈，它是由高彈性的氟橡膠制成O型壓環(huán)和改性聚四氟乙烯(PTFE，俗稱“塑料王”)制成階梯型的滑環(huán)，按一定結構形式裝配起來的往復密封裝置。氟橡膠壓縮變形小、彈性好，應力松弛慢，使用溫度為-20～230℃，在高溫下不會引起密封失效；改性聚四氟乙烯材料有很好的抗腐蝕性和不粘性，并有突出的耐高低溫性能，使用溫度為-100～250℃。組合密封中的滑環(huán)可保持O型壓環(huán)的預應力，使其始終與油缸內孔產生接觸壓力來保證密封。 

2.2　在活塞和活塞桿上增設支承環(huán) 
　　
在將原油缸內表面重新滾壓加工、增加密封面硬度和抗磨損性能的基礎上，在活塞和活塞桿上各增設1組支承環(huán)。支承環(huán)材料為尼龍，其抗壓強度可達80MPa，連續(xù)使用溫度為105℃；支承環(huán)又稱耐磨環(huán)，它能保持活塞與油缸內孔、活塞桿與導向套之間金屬表面的分離，可承受活塞桿上的偏心負載所引起的彎矩，減少磨損，提高擋輪油缸的使用壽命。同時，采用了2個斯特封裝置和2組導向環(huán)，大大增加油缸的密封效果。 

2.3　增設排氣裝置 
　　
在油缸上部設置排氣裝置，以便及時消除油缸內的氣體，避免液壓油缸的爬行現(xiàn)象，提高密封件的使用壽命和液壓油缸的安全性能。 

3　改進效果 

　　改進后，在原高溫條件下，基本消除了油缸的內泄現(xiàn)象，提高了密封性能；運行穩(wěn)定，無爬行現(xiàn)象發(fā)生；大大減少了油缸內各零部件的機械磨損，延長了使用壽命，降低了檢修和備件費用，目前每臺油缸的使用周期都在1年以上。因此可以說，對液壓擋輪油缸的改進是成功的，取得了明顯的經濟和社會效益。