立磨作为一种新式、高效、节能的粉磨设备，已是现在水泥工业中的干流设备，该设备主要有工艺流程简略、占地面积小、操作修理快捷、运转能耗低一级特色。液压缸是立磨磨辊研磨压力的传导部件，不只要遭到液压体系供给的静压力，还常常遭到因立磨料层不稳定带来的瞬间冲击。油缸杆头则是油缸规划环节中受力较为单薄的部分，其结构的合理性和加工质量的好坏直接联系到油缸运用的安全性，然后影响立磨的正常运用。HRM43.4Y立磨作为水泥预粉磨设备时，规划压力在生料立磨的1.5倍以上，所以对液压缸的功能和质量要求更高。宁夏某水泥公司选用HRM43.4Y立磨作预粉磨与ф3.8m×13m球磨机组成半终粉磨体系，粉磨P·O42.5水泥，体系产值≥180t/h，体系电耗≤27kWh/t。立磨运转三个月后液压缸杆头屡次发生了开裂，经过一系列的优化改进后得到有用处理。

　　液压缸杆头是衔接液压缸活塞杆和传动臂的要害部件，并将液压体系的拉力传递给磨辊，并终究发生研磨压力，液压缸受力状况如图1所示。

　　技能参数：缸径500mm；杆径：260mm；行程：220mm；最大拉力：16MPa；实验拉力：20MPa。

　　活塞杆、杆头和衔接组件资料均为42CrMo，正常作业拉力为12MPa，杆腔有用面积：

　　由此可见，杆头最小截面处的拉应力远远小于杆头资料的许用拉应力，杆头发生开裂不单纯是拉应力效果所造成的。液压缸及摇臂结构实践作业状况如图1所示，磨辊碾压物料上下崎岖致使液压缸活塞杆随之不断弹性，此刻，杆头以摇臂轴为圆心沿弧线左右摇摆，即杆头杆端亦接受剪切力效果。且剪切力的巨细随液压缸摇摆起伏及频率不断改变。由此剪切力发生的交变应力效果是导致拉杆开裂的主要因素。在交变应力的效果下，杆头所受应力尽管小于资料的静强度极限，但经过应力的屡次重复后，将会发生可见裂纹或开裂，即疲惫损坏。

　　开裂杆头微观描摹如图2所示，断口上一般出现两个区域，一个是润滑区域，另一个是粗粒状区域。其开裂源区外表平整，裂纹扩展区能够清楚地看到贝纹线。贝纹线是由机械在交变载荷效果下在断口外表留下的塑性变形痕迹，贝纹线的出现从微观上证明晰该活杆头归于疲惫开裂。图2中A指示是疲惫源区，B为疲惫扩展区，C为失稳扩展区和瞬断区，D为剪切唇区。在C区和D区别别出现了放射状条纹和剪切唇，这是因为在较大尺度的耐性资料构件（如压力容器的器壁或许轴类传动构件）中，当疲惫开裂办法转变到一次性开裂的瞬断阶段时，应力从平面应变状况过渡到平面应力状况，其瞬断区断口描摹出现放射状条纹，最终别离部分显现出剪切唇描摹特征。

　　运用线切割在开裂杆头截面取样，制成化学成分剖析试样，运用直读光谱仪对开裂杆头进行化学成分剖析，其成果见表1。能够看出，其各项成分均满意JB6396-2006《大型合金结构钢锻件技能条件》的要求。

　　以上查验成果表明杆头化学成分合格，契合JB6396-2006规范的规则。

　　油缸杆头原料为42CrMo合金结构钢，42CrMo钢材归于超高强度钢，具有高强度和耐性，淬透性也较好，无显着的回火脆性，调质处理后有较高的疲惫极限和抗屡次冲击才能，低温冲击耐性杰出。杆头截面尺度210mm，调质处理(850℃淬火2h，615℃回火3.5h)，对照JB/T6396-2006规范进行测验，成果如表2所示，硬度测验见图3。

　　以上查验成果表明杆头抗拉强度、屈从强度、硬度及断后伸长率均合格，但冲击功低于JB/T6396-2006规范，阐明杆头开裂与设备不稳定运转时瞬间冲击联系较大。

　　运用线切割在断口裂源处沿活油缸杆头心部径向取样(如图4所示)进行磨抛，选用金相显微镜AXIOimager.A1m，依照GB/T13298-15金相安排进行检测，检测成果如图5所示。依据油缸杆头调质处理条件，杆头的显微安排应该为回火索氏体。但从图5能够看出，油缸杆头安排为针状铁素体，铁素体呈魏氏体安排分部，未发现马氏体和回火索氏体，然后阐明其调质处理不契合要求。

　　从上述剖析可知，活塞杆的化学成分及外表硬度契合要求，而其显微安排不契合要求。油缸杆头选用调质处理后，其心部安排应为细微、均匀的回火索氏体，具有较好的归纳力学功能，然后能满意杆头的运用要求。网状、半网状铁索体安排的硬度值较低，疲惫极限也较低，加上微裂纹的存在，使该部位存在必定程度的应力会集，下降了杆头的疲惫强度，成为潜在的裂纹源。在外加载荷的效果下，裂纹源构成并逐渐扩展直至开裂。经过调整热处理工艺，选用水淬油冷的办法进行调质处理，淬火液选用水，回火选用高温回火既能取得较强屈从的一起又能确保其耐性。别的，依据液压缸实践的工况及重要程度，依照GBT12363-2005要求，锻件等级选用I类规范。

　　选用有限元对油缸杆头进行应力剖析，颈部开裂处应力为90～103MPa，经过优化规划，增大颈R角，应力为71～81MPa，显着减小，如图6所示。

　　因本项目归于改造工程，空间受限，未设置进料缓冲仓，加之配料体系均为利旧设备，配料秤杂乱繁复，设备老旧，计量禁绝，常常跳停，进料不稳定导致立磨运转振荡较大。经过对进料体系进行改造，确保物料计量的准确性；立磨进料端添加稳流仓，确保了进入立磨物料的稳定性。并在再生产过程中合理操控磨辊压力，有用地下降磨机振幅，使磨辊和液压缸在相对静压状况下作业，大幅下降了因物料不稳定导致液压缸作业时的瞬间冲击值。

　　立磨运转工况杂乱，液压缸在传递拉力时，杆头遭到重复的交变应力；资料调质处理不合格，金相安排中存在很多网状铁素体，使得资料功能很差，在应力会集的根部易构成裂纹是杆头开裂的主要原因。经过改进热处理工艺、优化杆头结构、改进设备运转工况等办法，根本上处理了此问题，确保了设备的高效运转。