Krauss-Maffei两级推料式离心机液压油泵的改造

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(连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042)

德国Krauss-Maffei公司(现为安德里茨ANDRTZ)的两级推料SZ1000/2离心机自2004年进入国内纯碱企业以来，经过多次改造，已经完全符合纯碱生产中的湿重碱二次脱水要求，目前在国内各纯碱行业以及其他行业大量使用。Krauss-Maffei公司的两级推料离心机最为核心的技术在于它的液压系统，双叶片泵负责液压油动力的提供，活塞和换向阀在活塞缸内部完成前后往复运动的转换，活塞缸还起到皮带轮的功能，结构紧凑，布局合理，效率较高。德国原配置的叶片泵在长时间的使用过程中，存在花键套磨损、叶片碎裂等情况，由于整个液压系统是相通的，特别在叶片碎裂后，带来的破坏非常严重，导致活塞和活塞缸的彻底损坏。结合这种情况，我公司经过多次改造，实现了三螺杆泵替代叶片。本文主要结合改造过程中的一些情况进行介绍，希望能够对进口离心机的国产化修理起到帮助。

1 Krauss-Maffei推料式离心机油泵的组成及所存在的问题

Krauss-Maffei公司两级推料SZ1000/2离心机的液压系统是机器工作的核心装置，主要由液压油泵(双叶片泵)、输油管、活塞、换向阀、活塞缸、主驱动轴、液压控制元件及各密封件组成，其中油泵为核心部件，油泵通过液压油的输送至活塞，推动主轴的前后移动，实现推料功能。

原配套油泵为Boschrexroth(力士乐)双叶片泵，型号分别为分别为：油泵一PVV54-1X/193-069RJ15UUMC、油泵二PV7-1X/100-150RE07MC0-08以及串泵组件V7-1X100+PVQ/V4/5-1XJ组成。通过支架固定在油箱之上，配套四级45 kW电机。

运行中存在的问题：为了保证足够的输出压力，由双叶片泵组成了油泵组合，两个泵的泵轴用花键套联接。离心机的油泵在运行初期非常稳定，但是由于各部件的结构型式导致运行一段时间后(3～5年以后)，花键套与轴上的键磨损，导致损坏。同时叶片与泵腔之间的磨损加大后，存在叶片破碎和供油不足的现象，当破碎的叶片进入液压系统后，导致的问题非常严重，活塞缸和活塞基本彻底损坏，机器需进行大修理后才能开启运行。

2 改造方案的实施

2.1 问题的原因分析

纯碱生产中，Krauss-Maffei两级推料SZ 1000/2离心机运行时按照操作法的要求，8～12 h内必须进行一次洗车，洗车过程中如果仅用自带的清洗装置进行冲洗，洗车时间过久、物料浪费大、滤液增大导致后系统膨胀。国内一些使用单位一般都是24 h停车一次，手动清理物料，然后再进行冲洗，这种做法符合化工生产的实际需要。这种操作方法必然导致离心机的开停频繁，油泵也同步开停。双叶片泵的泵轴通过花键套联接，这种频繁的开停导致花键联接部位磨损加剧，导致了损坏，这种故障在各使用厂家均存在。

图1 双叶片泵液压系统示意图

另外，叶片泵在工作过程中主要依靠叶片在油泵腔内的伸缩运动形成压力差，来实现液压油的输出。这种工作原理在叶片长时间的使用后，叶片容易疲劳破碎，碎片直接通过油管进入活塞和活塞内，由于叶片碎片的硬度非常大，最后导致整个活塞和活塞缸彻底损坏，这种现象在该型式的离心机使用中已多次出现，每次修理的工期和费用均非常大，而且碎片长时间内均存在于液压系统中。

2.2 解决方案

将双叶片泵改造为三螺杆泵。该技术为我公司经过多次尝试后首次在该型号机器上成功使用，主要针对前面提到油泵的问题，结合离心机工作时的压力及推力，最大压力7 MPa，推料力310 kN，经数据计算和实际测定，最后选定为进口三螺杆泵ALLWEILER CFHM-S28O。

螺杆泵因为泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速；流量均匀连续，振动小，噪音低；结构坚实，安装保养容易。

在安装方式上，利用原油泵在油箱上的搁板，将油泵改为插入式，外部仅有一根油管与主机相连。

优点：相比较双叶片泵而言，三螺杆泵结构简单，特别在离心机开停车过程中，不存在像双叶片泵花键轴磨损的情况，可以较长时间的使用。其次，将原有的外置式改为插入式，油箱平台整洁，即使有少量的渗漏油，还是存在于油箱内部，保证了现场环境的整洁。从工作能力来看，选型后的三螺杆泵从压力和推力上均满足了离心机生产需要。价格上三螺杆泵也有很大的优势。

3 主要结构与工作参数

3.1 主要结构

图2 螺杆泵安装示意图

离心机油箱箱体上端口上装有搁板，油箱体内设有三螺杆泵，在搁板的支架上装有与三螺杆泵相连的驱动电机；三螺杆泵的出口上连接有输油管，输油管伸出搁板与液压控制元件相连，液压控制元件通过输油管与活塞缸上的进油口相接。

液压控制元件设有阀座，阀座上设有相互连通的泄压阀和压力开关阀，压力开关阀上设有压力表。

3.2 主要技术参数

进口三螺杆泵型号：ALLWEILER CFHM-S28O

电机：西门子 45KW-2级

最大压力：7 MPa

推料力：310 kN

推料行程：70 mm

推料频次：60～80次/min

3.3 操作使用说明

图3 螺杆泵的工作原理图

当电机开启带动油泵转动时，主螺杆面绕本身的轴线旋转，另两个螺杆又沿着衬套内表面滚动，于是形成泵的密封腔室。螺杆每转动一周，密封腔内的液压油向前推进一个螺距，随着螺距的连续运转，液体螺旋形成一个密封腔压向另一个密封腔，从而形成持续的供油状态，通过高压油管的输送，带动活塞运动，实现工作效果。

活塞带动篮筐前后移动频率虽然和油泵溢流阀调节有着直接的关系，但是如果活塞及活塞缸在长期使用后间隙发生变化，内部产生泄压现象，也容易导致推料频次的降低，强行增加推料频次，容易造成液压系统的内部故障，建议频次控制在安全次数65～70次/mins。

3.4 日常维护、保养说明

①按照离心机操作要求，定期更换液压油；

②定期检查电机与油泵之间联轴器的橡胶弹性块，及时更换损坏的弹性块；

③定期检查液压系统各联接螺栓是否松动；

④按照规定定期进行大中小修；

⑤严禁在没有液压油的情况下，开启油泵，避免泵内螺杆的磨损及其它元件的损坏；

⑥定期检查油泵的附属保护元件。

4 改造后的效果

改造后Krauss-Maffei公司的两级推料SZ1000/2离心机的螺杆泵效果良好，彻底解决了叶片泵在离心机运行中存在的主轴花键套磨损、叶片疲劳破碎、液压输送能力低等问题。通过此次改造，为进口离心机在国内的自主修理积累了宝贵的经验，国内离心机的研发、制造及修理技术也是在不断的尝试和总结基础上得到进步，为我国纯碱企业生产的稳定运行和发展奠定了良好的基础。