水泥回轉窯和冷卻機的機械檢測和維修
現代的水泥生產操作可以由各種各樣的過程控制裝置與系統進行監測,這種系統也可控制自動維護系統,以確保更好的工廠效益。操作部門同維修部門之間的分歧會降低運轉率,例如耐火襯里的種種問題應歸誰處理常常引起爭論。為此兩個部門必須很好合作。大多數情況下,從機械的全面分析入手是有好處的,這種分析需要大量的專門知識和專用設備,一般要對運轉中的水泥回轉窯和冷卻機作機械分析,包括數據的記錄、問題的描述以及排除上述故障所需的建議等。一些典型的問題是中心線失調、托輪軸有裂紋、托輪軸承發熱、托輪與輪帶接觸面磨損、窯齒輪裝置的磨損、擋輪故障以及筒體變形、橢圓度變化、窯和單筒冷卻機筒體以及多筒冷卻機懸掛支架的開裂等等。
為滿足對窯中心線找正日益嚴格的要求,FLS公司開發了一種可以在運轉中檢查窯豎向和水平軸線的方法。該方法的優點在于窯的各個計算值是對應于真實的運轉狀態的,其任何偏差都可立刻校正或者在下次檢修窯時加以糾正。這種測量系統設計成簡單、輕便和容易使用,并附有防止誤操作的保險裝置。它的測量步驟比其它方法經濟,特別是測量可以不停產而在運轉中進行,但采用這種方法時,要遵守安全規程。測量平均精度:水平在±1.5毫米之間,豎向在±2.5毫米之間。
1.測量
回轉窯軸線的數據要求作以下各種測量來確定:
1)在基準面和回轉窯各個輪帶之間(圖1)作高差的光學測量。這是基于將輪帶上多點投入三維X-Y-H坐標系中而求得的。假如得知了某個輪帶的半徑,就有可能推算出該輪帶中心的坐標,在同一坐標系上通過確定所有輪帶的中心,即可確定公共回轉軸線和任一輪帶偏離它的(dH)和(dY)。
2)用機電掃描儀在正常的運轉中測定托輪和輪帶的直徑。該測量儀也可以檢驗托輪和輪帶接觸表面所需的圓柱形。
3)測量過程中,測量溫度和輪帶的浮動以及支承的狀態。用接觸溫度計來測量托輪軸承、托輪以及輪帶的溫度。用輻射高溫計測量回轉窯筒體的溫度。測出輪帶浮動量以確定輪帶與窯筒體之間的間隙,從而判斷其橢圓度。除此之外,還要檢驗各個托輪的下列狀況:傾角(斜度)、托輪中心距與托輪表面。

以上所述的數據可以在一部手提式可編程序的計算機(附帶打字機)中進行處理。計算機打印輸出顯示出窯與正確軸線的偏差(圖2),偏差要轉換成毫米(量級)以便確定托輪在水平面上的位移量,然后就可重新找正。在不停窯的情況下可使用特高壓千斤頂(2000巴壓力)對窯作調整
3 檢查托輪軸內裂紋
有裂紋的托輪軸可能對軸承襯套和軸承座造成嚴重的危害。此外,其它支座由此而超載,引起進一步的危害。為了避免這種事故,可在托輪軸破壞前予以更新。為了檢查出裂紋,每隔一定的時間,必須對托輪軸作一次超聲波探傷(圖4),超聲波測量可以繼續觀察裂紋的擴展情況,以便確定更換該軸的時間。托輪軸中的裂紋是因材料的疲勞而并非尺寸過小引起的,經短期嚴重超載后或在較輕荷載下長期運行后均可能發生疲勞裂紋??傊?,裂紋開始發展以后的較長時間內,一般是不會發生斷裂的。主要問題是材料對它所經受過的載荷具有“記憶”能力,但人們還不可能測量出材料中疲勞的程度。調整不當或基礎沉降是引起托輪異常過載的原因,這樣窯中心線就不再是準確的直線了。由于襯料磨損、窯皮脫落或停車后用輔助傳動轉窯過慢,導致一側筒體溫度增高而過熱,這樣造成的窯筒體彎曲同樣會嚴重影響托輪軸。

當托輪軸承遇到異常的徑向或軸向荷載以及高溫、軸頸和軸瓦的幾何形狀有差異、或者使用的潤滑油粘度不合適時,托輪軸承就可能在運轉中發熱,主要原因一般是軸向荷載過度造成的。為了保持荷載在可以承受的極限之內,研究出一種測量托輪軸承上的軸向力的方法。
假如軸向荷載超過了容許限度,可在窯的運轉中使用前面提到過的高壓千斤頂去調整,使軸承作水平移動。這種調整同時也可確保擋輪裝置上荷載正常和托輪在輪帶上作純滾動,由于托輪與輪帶表面之間100%的接觸,磨損就可降低到最小限度,如接觸達不到100%,就可能是托輪斜度不當所引起的。使用新開發的斜度指示器可以測量和計算出準確的斜度。
5 托輪與輪帶接觸面的磨損
托輪與輪帶間接觸面的磨損可能是由于中心線沒校直、輪帶扭曲變形以及托輪軸向荷載過大。這種缺陷可使托輪和輪帶的接觸面的圓柱度發生變化,而這正是使托輪軸承和擋輪裝置賴以獲得正常荷載的一個條件。因此,為了修復托輪與輪帶間的圓柱形,必須對這些接觸面進行加工。FLS公司開發了一種可以在運轉中車削接觸面的裝置,利用前面提到的圓周測量裝置對托輪和輪帶的圓柱度和直徑進行檢驗。
6 回轉窯傳動裝置的磨損
水泥窯傳動裝置的磨損可能是齒圈徑向、軸向的偏差或潤滑不良所致。徑向或軸向偏差一般是由于窯筒體的熱變形引起了齒圈的齒過載。潤滑問題可能是因潤滑系統的毛病或使用不合適的潤滑油而造成的。一般采用簡單可靠的浸油潤滑系統。FLS公司為水泥窯的傳動裝置研制了一種噴油潤滑系統,這樣就可以保證在運轉中、啟動和慢速轉窯期間有效的澗滑。潤滑油可按照潤滑系統與工作條件,視溫度和荷載情況而定。
7 擋輪裝置
擋輪裝置荷載過度可能引起擋輪接觸面的過度磨損或使軸承發熱,還可能導致擋輪或軸承損傷。前者可能是由于擋輪沒有找正好,通過調整擋輪裝置,并車削擋輪和輪帶的接觸面,可以糾正這種狀況。后者的原因一般是在投入運轉前沒有用輔助傳動轉窯而造成的,但是托輪調整不當也可能是原因之一。
8 回轉窯的橢圓度
窯輪帶附近襯料的使用壽命短可能是由于回轉窯筒體的橢圓度過大所致。窯的橢圓度取決于輪帶的橢圓度和窯筒體與輪帶之間的間隙。輪帶橢圓度被看作是一個常數,窯的橢圓度大可歸因于窯筒體與輪帶之間的間隙過大。用筒體測量儀(Shelltest)測量窯的橢圓度。因為輪帶的浮動量(圖5)與窯的橢圓度是成正比關系的,窯的橢圓度可以通過測量輪帶的浮動量來確定。根據所測得的輪帶浮動量來算出間隙,然后在窯筒體與輪帶墊板之間插入墊片來恢復容許的橢圓度。