四连杆改为滚轮的实践与效果

红星　魏振生

（阿荣旗蒙西水泥有限公司）

1　基本故障情况介绍

某公司2009年11月投产了一条日产5000t/d熟料生产线，由天津水泥工业设计研究院设计与主机配套，TCFC5500篦冷机采用引进丹麦公司技术制造四连杆支撑结构，见图1，篦冷机有效面积128m²。

图1 四连杆工作原理

该公司TCFC5500篦冷机篦床宽度为12列，每列宽度400mm，每列长度方向上共设有8组支撑点，一套四连杆装置设有10个GE35ES关节轴承。TCFC5500篦冷机篦床下部支撑轴承合计12×8×10=960个轴承，润滑点也是960个；润滑管路复杂，各支管油量不均，缺油既难判断又难处理。

运行第1年，这台篦冷机运行状况还好；到了第2年，四连杆机构故障逐渐显现：①液压缸座子开焊，断缸头；②四连杆轴承磨损，篦床标高下降；③行走梁跑偏，列密封漏料；④液压缸超载，被迫减产运行，薄料层运行，风吹穿料层导致二次风温度降低；⑤每次大修开始都要专门安排6人，直到大修结束，维修工时≥1400h/次，四连杆维修空间狭窄，费用昂贵，效果不明显，就这样折腾了5年。

2　四连杆支撑机构故障原因分析

(1)四连杆支撑机构的工作原理是正确的，它广泛应用于海港码头装/卸船机等洁净空气环境中。

(2)水泥厂篦冷机篦床下边各风室内，由1～2台风机鼓入窑头附近的环境空气，窑头罩及窑头密封不可能不漏粉尘，粉尘被风机入口负压吸进，进入篦下各风室内，而各风室内都是“正压”环境。

(3)篦下正压气流中，含有粉尘或粉尘浓度越来越大，尽管配有“高压润滑系统”靠油压顶住粉尘进入，但是近千个“轴承群”中有1个损坏、润滑系统近千条管路有1条不过油、GE35ES是两侧都不带密封圈的结构，这些小概率事件一旦发生加上结构缺陷，粉尘进入轴承是不可避免的。

(4)四连杆机构处于正压粉尘(尤其是磨蚀性极强的熟料粉尘)环境中，就像成千上万只“啄木鸟”一样去攻击四连杆的近千个轴承，高压气流中的粉尘一旦进入四连杆轴承内，就会导致轴承磨料磨损。

(5)一组四连杆机构设有10个轴承，其中任何1个轴承磨损，四连杆都会失去原有的设计位置，立刻破坏四连杆工作原理，导致篦床标高下降，篦床跑偏、增加液压缸附加载荷等一系列故障。

(6)该公司地处寒冷地区，冬季时间长且夜间温度经常在-40℃以下。集中润滑系统近千条油管且Z细处仅有4mm左右，润滑剂流动性变差对隶属于滑动轴承的自位式关节轴承寿命带来不利影响。

3　滚轮支撑机构的安装及效果

基于以上原因，2014年初，公司领导下定决心拆除四连杆支撑机构，我们多次进入篦下测量，CAD制图、图上装配，提前准备备品备件。利用11月季节性停产时间，拆除“四连杆支撑机构”，见图2；安装“滚轮支撑机构”，见图3。

图2 四连杆支撑机构

图3 滚轮支撑机构

(1)TCFC5500篦冷机，自2014年11月拆除四连杆支撑机构，施工仅用15天就更换成滚轮支撑机构，运行至今近9年，实现了“无维修”设计。

(2)TCFC5500篦冷机，篦床支撑机构改造前后各参数对比见表1。

表1 TCFC5500篦床支撑机构改造前后各参数对比

(3)由表1可知，改造后液压缸不再超载，实现了厚料层操作，二次风温提高90℃，窑系统煅烧能力显著增强，熟料提产800t/d。

(4)四连杆改为滚轮，总体投资不足100万元，每年节约维修费用50万元，加上熟料提产、窑系统无故障运行等带来的经济效益，投资回收期不足一年。

4　结语

从该公司的应用效果可以看出，滚轮支撑机构的优点如下：

(1)润滑点数量降低10倍，TCFC5500篦冷机整机设有96组滚轮，设有96个润滑点，润滑管路极其简单。

(2)滚轮、轮轨均用锻造低合金结构钢，表面硬化处?，确保硬度HRC≥52，设计寿命≥13年；引入了“无维修”设计理念。

(3)滚轮安装后，维修空间宽敞，很容易接近与更换滚轮组件。

(4)控制行走梁“横向跑偏”与“垂直支撑”的功能均赋予滚轮，两个功能一体化后，支撑结构更加简单。

(5)滚轮底座上设有“高低可调装置”，方便安装与维修。

(6)采用日本TOPCON AT-B2自动水准仪操平找正，误差控制仅0.7mm/10m，提高了安装精度。

（来源：水泥工程）