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沧州介绍挡轮油缸的应用背景、存在问题以及改进设计

挡轮油缸是液压挡轮装置中的关键部件,在回转窑、冷却机等重型工程设备中起着重要作用。其正常运行对于安全生产具有重要意义。然而,现有挡轮油缸在使用过程中存在一些问题,如内泄大、密封失效、爬行及使用寿命低等,这些问题严重影响了挡轮装置的性能和回转窑的运转率。本文将介绍挡轮油缸的应用背景、存在问题以及改进设计。

挡轮油缸的主要应用领域是回转窑。回转窑是一种广泛应用于有色冶金、水泥、化工等行业的大型长圆筒设备。在回转窑的运转过程中,为了限制窑筒体下滑,需要设置挡轮装置。液压挡轮作为挡轮装置的一种主要形式,具有省时省力、自动化程度高等特点。而挡轮油缸则是液压挡轮装置中的关键部件,其运行速度低、活塞杆承受径向力的作用、环境辐射温度高、污染严重、工作条件恶劣。

现有挡轮油缸存在的问题包括内泄大、密封失效、爬行及使用寿命低等。这些问题主要是由以下几个方面原因造成的:

  1. 密封件结构设计及材料选择不当:原液压油缸选用的材料为聚氨脂的Yx型密封圈,其要求使用温度一般不超过70℃,而我厂的油缸所处环境的辐射温度有时高达75℃,油缸的设计油温为35~50℃,但实际运行时油温经常在50~70℃,聚氨脂密封件在高温下软化和老化速度加剧,不耐磨,易蠕变,造成密封处的实际预压力小于设计预压力,并且由于密封件失效,引起液压系统的内部泄漏量加大,导致液压系统性能降低,甚至无法正常运行。

  2. 活塞上未设置支承环:因为Yx型密封圈有一定的弹性,所以要求油缸的筒体内孔与活塞的配合间隙很小(通常为0.03mm左右)。当活塞杆上存在偏心负载并有弯矩作用时,活塞中心线必然与筒体内孔有相对偏转,一侧间隙变小,则另外一侧间隙变大。间隙变小的一侧,会引起活塞与筒体之间磨损严重,有可能出现拉缸现象;间隙变大的一侧会使密封圈挤入缝隙中,使密封圈出现切边损坏情况,使得密封件寿命缩短,增加检修更换次数。

  3. 挡轮油缸上无排气装置:原油缸的进油口设置在底部的中心位置,而上部又未设置排气装置,这使得在液压系统运行过程中,液压油中的空气无法顺利排出,导致液压系统压力不稳定,影响挡轮油缸的正常运行。

针对现有挡轮油缸存在的问题,提出了改进措施:

  1. 采用辅助支承:在挡轮油缸中采用辅助支承,将活塞杆上的受力点置于活塞与缸盖上的导向套之间,以减小活塞及支承环上所受的径向力。

  2. 采用斯特封组合密封件:ATOS液压油缸几乎无内泄,提高密封性能。

  3. 在活塞及导向套上设置支承环:增加排气装置,可减小活塞与缸筒内孔、活塞杆与导向套之间的机械摩擦,减小磨损,并使挡轮油缸运行稳定、无爬行且安全可靠。

改进后的挡轮油缸运行稳定,其使用寿命提高了十倍以上。采用Pro/MECHANICA有限元分析软件,建立了该挡轮油缸的有限元模型;通过静态结构分析,得到挡轮油缸在径向载荷作用下的变形和应力分布状况;通过对缸体结构的强度分析,证明了改进后的挡轮油缸能够承受径向载荷作用。改进后的挡轮油缸在经济效益、安全性能等方面具有极其重要的意义。

总之,挡轮油缸的改进设计对于提高挡轮装置的性能和回转窑的运转率具有重要意义。通过对现有挡轮油缸存在的问题进行分析,提出相应的改进措施,如采用辅助支承、采用斯特封组合密封件、在活塞及导向套上设置支承环等,可以提高挡轮油缸的密封性能、减小磨损、提高使用寿命,从而为挡轮装置和回转窑的正常运行提供有力保障。

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