P-4600NMA型離心機(jī)研條問題的解決

                                            安永剛,陳德森,張素賢

                                    (錦化化工(集團(tuán))有限責(zé)任公司,遼寧葫蘆島125001)

[關(guān)鍵詞]離心機(jī);研條問題;解決方法

[摘　要]分析了P-4600NMA型離心機(jī)產(chǎn)生研條的原因,并制定出合理的檢修方案,圓滿地解決了離心機(jī)產(chǎn) 生研條的問題。

[中圖分類號(hào)]TQ325.3;TQ051　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A　[文章編號(hào)]1009-7937(2003)02-0058-03

前言

目前,錦化化工(集團(tuán))有限責(zé)任公司(簡稱錦 化)樹脂廠聚氯乙烯車間有3臺(tái)離心機(jī),用于從含固 量約25%的PVC漿料中分離出含水量為20%~ 25%的PVC濕餅,以便進(jìn)行進(jìn)一步的干燥。其中 1#離心機(jī)為日本巴工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的P- 4600NMA型,于1997年5月在聚氯乙烯車間安裝 并開始運(yùn)行的。經(jīng)過3年多的使用,運(yùn)行情況一直 良好,但是到了2001年,該臺(tái)離心機(jī)開始產(chǎn)生大量 的研條(PVC塑溶片),并且數(shù)量越來越多,到5月 份時(shí)每天產(chǎn)生的研條量達(dá)到200 kg左右。如果這 個(gè)問題不能及時(shí)有效地解決,每年將會(huì)損失近100 t PVC樹脂,造成極大的浪費(fèi)。為了徹底解決這個(gè)問 題,我們將它作為一個(gè)立項(xiàng)攻關(guān)項(xiàng)目,在進(jìn)行了全面 的分析之后,提出了行之有效的解決方案,并利用 2001年5月末停車檢修的機(jī)會(huì),圓滿地解決了這個(gè) 問題。

1　P-4600NMA型離心機(jī)的主要性能參數(shù)

1.1　工藝條件

漿料濃度: 25% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)),濕餅含水量: 23%~25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),排餅速度:3.5~5 t/h。

1.2　技術(shù)參數(shù)

轉(zhuǎn)鼓直徑:508 mm,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速:2 730 r/min,分 離因數(shù):2 100 G,電機(jī)功率:90 kW,電機(jī)轉(zhuǎn)速:1 480 r/min,臨界轉(zhuǎn)速:1 200 r/min。

1.3　材料

轉(zhuǎn)鼓:JMS537A(同CF-8M),螺旋輸送器轉(zhuǎn) 鼓:JMS537B (同CF - 3M),螺旋輸送器葉片: SUS316L,油封及“O”型環(huán):NBR。

1.4　離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主軸承溫度

齒輪箱側(cè)溫度≤68℃,皮帶輪側(cè)溫度≤68℃。

1.5　離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振幅

離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振幅見表1。



1.6　離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音

離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音值≤85 dB(距離1 m)。

2　研條產(chǎn)生原因的分析判斷

2.1　P-4600NMA型離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理

P-4600NMA型離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送 器、差速器、機(jī)殼、機(jī)座、潤滑系統(tǒng)、主電機(jī)等組成。 結(jié)構(gòu)如圖1所示。其工作原理是:PVC懸浮液經(jīng)進(jìn)料管、螺旋出料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓,在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心 力作用下,密度較大的固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上, 與轉(zhuǎn)鼓作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺旋輸送器葉片不斷地將沉積 在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固相顆粒刮下并推出排渣口,分離 后的清液經(jīng)堰板開口流出轉(zhuǎn)鼓。螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由差速器來實(shí)現(xiàn)的。差速器的外殼 與轉(zhuǎn)鼓相接,輸出軸與螺旋輸送器相接,輸入軸固定 在力矩保護(hù)器上。電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng) 了差速器的外殼旋轉(zhuǎn),由于輸入軸被控制,從而驅(qū)動(dòng) 行星輪帶動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn),并按一定的速比將扭矩傳 遞給螺旋輸送器,實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離 過程。



2.2　研條產(chǎn)生的部位及原因

根據(jù)離心機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,我們對(duì)研 條可能產(chǎn)生的部位及原因進(jìn)行了分析,認(rèn)為研條料 的產(chǎn)生有以下幾種可能:

(1)在進(jìn)料管與螺旋輸送器內(nèi)轉(zhuǎn)鼓之間,由于進(jìn) 料管是靜止的,而螺旋轉(zhuǎn)鼓在高速旋轉(zhuǎn),且在進(jìn)料管 和內(nèi)轉(zhuǎn)鼓間存在著間隙,如果間隙中有PVC物料堆 積,就會(huì)由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成摩擦而產(chǎn)生研條。

(2)外轉(zhuǎn)鼓殼體的外面有兩個(gè)圓環(huán)型導(dǎo)槽,與位 于離心機(jī)殼體內(nèi)的擋板嚙合,用來限制轉(zhuǎn)鼓排出的 液相和固相流向它們各自的出料口。在導(dǎo)槽與擋板 間存在著一定的間隙,如果PVC物料進(jìn)入這個(gè)間 隙,就會(huì)由于導(dǎo)槽與擋板間高速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成摩 擦而產(chǎn)生研條。

(3)在螺旋輸送器葉片頂端與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁間存在 1.6 mm的間隙,經(jīng)過長期運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上有可能 附著著一層沉積的PVC物料固化層,當(dāng)這層固化層 與螺旋葉片頂端間隙過小時(shí),就會(huì)使進(jìn)入這個(gè)間隙 的PVC物料由于受到葉片與固化層的摩擦而產(chǎn)生研條。

(4)螺旋輸送器葉片的頂端形狀和尺寸都有一 定的標(biāo)準(zhǔn),如圖2(a)所示。當(dāng)螺旋葉片以這種結(jié)構(gòu) 尺寸正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),和PVC物料的接觸面較小,不會(huì) 因摩擦產(chǎn)生大量的熱量而產(chǎn)生研條。但經(jīng)過長期運(yùn) 轉(zhuǎn),螺旋葉片會(huì)由于磨損而失去原有的標(biāo)準(zhǔn)形狀和 尺寸,如圖2(b)所示。由于螺旋葉片的形狀改變 了,葉片與PVC物料的接觸面增大,摩擦產(chǎn)生的熱 量也增大了,溫度升高引起PVC部分熔合,形成研 條料。

 

2.3　研條產(chǎn)生的原因和部位的判斷

既然產(chǎn)生研條原因有上述幾種可能,那么究竟 這臺(tái)離心機(jī)產(chǎn)生的研條是由于哪種原因造成的呢? 我們決定按先易后難的順序,采用排除法來確定。 首先,我們將離心機(jī)的進(jìn)料管抽出,檢查進(jìn)料管 外壁是否有摩擦的痕跡,結(jié)果進(jìn)料管的外壁比較光 滑,看不出有摩擦磨損的痕跡,據(jù)此我們判斷研條不 是在進(jìn)料管與內(nèi)轉(zhuǎn)鼓之間產(chǎn)生的。然后,我們又將 離心機(jī)的上殼體拆下,檢查轉(zhuǎn)鼓外壁上的圓環(huán)型導(dǎo) 槽及殼體上的擋板,結(jié)果也沒有發(fā)現(xiàn)它們有與物料 摩擦的痕跡,這種可能也被排除了。

由于另外兩種可能必須將離心機(jī)解體后才能確 認(rèn),而離心機(jī)的解體不是輕易就可以進(jìn)行的。根據(jù) 我們已掌握的情況,我們決定在制訂修理方案時(shí),將 這兩種可能情況都考慮進(jìn)去。

3　修理方案的制定

根據(jù)以往的檢修經(jīng)驗(yàn),我們經(jīng)過討論制定了如 下修理方案:

(1)將離心機(jī)解體。解體前應(yīng)對(duì)主機(jī)的振動(dòng)情 況及主要安裝尺寸進(jìn)行測量并記錄,便于安裝和試 車,并將大修前后的震動(dòng)情況加以對(duì)比。解體時(shí)要 對(duì)所有連接螺栓及連接件一一進(jìn)行標(biāo)記,安裝時(shí)要 一一對(duì)應(yīng),絕對(duì)不能混裝,以保證原來的裝配質(zhì)量及動(dòng) 平衡。重新安裝螺栓時(shí)要使用扭力矩扳手,以保證同 一部件所有螺栓預(yù)緊力完全相同,確保安裝質(zhì)量。

(2)解體后將各零部件進(jìn)行徹底清洗檢查,觀察 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁是否有物料沉積固化層,如果有,將其徹底 清理干凈。

(3)根據(jù)螺旋葉片是否磨損及磨損程度采取不 同的處理方法。如果葉片基本沒有磨損,那當(dāng)然就 不必采取什么處理方法。如果葉片磨損了,但葉片 頂端與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁之間的間隙≤3 mm時(shí),只需將磨 損的葉片頂端按標(biāo)準(zhǔn)尺寸修整即可。如果葉片磨損 較嚴(yán)重,葉片頂端與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁之間的間隙>3 mm 時(shí),就要對(duì)葉片頂端進(jìn)行堆焊處理,恢復(fù)至原高度 后,再按標(biāo)準(zhǔn)尺寸修整頂端齒形。也可以將整個(gè)螺 旋葉片去掉2/3或整體去掉,再按原材質(zhì) (SUS316L)整體加工葉片進(jìn)行焊接,然后按標(biāo)準(zhǔn)尺 寸修整葉片頂端。

(4)更換全部易損件,所有備件均按原標(biāo)準(zhǔn)。易 損件包括軸承、油封、墊片、“O”型環(huán)及部分連接螺 栓等。更換軸承時(shí)螺旋軸承及皮帶輪軸承要加足 shell alvania Ep2潤滑脂。安裝前潤滑脂通道應(yīng)徹底 清除干凈。

(5)對(duì)螺旋輸送器、外轉(zhuǎn)鼓分別做動(dòng)平衡。

(6)離心機(jī)修復(fù)完畢后進(jìn)行試車驗(yàn)收。

4　修理過程

由于車間檢修力量不能自行完成整個(gè)大修過 程,我們利用2001年5月末停電檢修的機(jī)會(huì),委托 錦西化工機(jī)械(集團(tuán))有限責(zé)任公司(簡稱錦化機(jī))對(duì) 1#離心機(jī)進(jìn)行了大修。

(1)停車前由錦化機(jī)技術(shù)人員對(duì)離心機(jī)在50 kW功率運(yùn)行時(shí)的振幅進(jìn)行了測量,結(jié)果見表2。



(2)拆卸:將轉(zhuǎn)鼓及輸送器連同差速器整體吊運(yùn) 至錦化機(jī)。

(3)按方案要求將離心機(jī)解體,并對(duì)各零部件進(jìn) 行了徹底清洗檢查,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁有一層PVC物料 沉積固化層,厚度約為0.5 mm,將其徹底清理干 凈。

(4)螺旋輸送器拆下來后,我們發(fā)現(xiàn)螺旋前三道 葉片已嚴(yán)重磨損,不但失去了原有齒形,而且葉片頂 端與外轉(zhuǎn)鼓之間的間隙已超過3 mm,最大處達(dá)到6 mm左右。經(jīng)過我們與錦化機(jī)技術(shù)人員共同協(xié)商，在綜合考慮了錦化機(jī)的技術(shù)條件及檢修的難易程度 后,我們決定采用A002焊條堆焊方式來修復(fù)葉片, 然后再將葉片頂端用手工方法按標(biāo)準(zhǔn)尺寸修整。但 必須要注意焊接時(shí)避免產(chǎn)生過燒現(xiàn)象,堆焊結(jié)束后 應(yīng)對(duì)整個(gè)螺旋葉片進(jìn)行著色探傷。

(5)螺旋葉片按要求修復(fù)完畢,探傷合格后對(duì)螺 旋輸送器及轉(zhuǎn)鼓分別做了動(dòng)平衡,精度達(dá)到2.5級(jí) 左右。

(6)更換全部5套軸承及所有油封、“O”型環(huán)及 墊片。裝配主軸承時(shí),軸承內(nèi)圈的加熱溫度為95 ℃,所有連接螺栓及連接件按標(biāo)注一一對(duì)應(yīng)安裝。

(7)組裝后運(yùn)回車間安裝并試車,功率保持50 kW,運(yùn)行72 h,情況如下:

(A)研條情況

經(jīng)過實(shí)際觀察和取樣分析,基本未發(fā)現(xiàn)研條料 產(chǎn)生。

(B)震動(dòng)情況

大修后50 kW功率運(yùn)行時(shí)振幅見表3。



從振幅情況看,大修后離心機(jī)的振幅比大修前 略有增大,但都在正常范圍之內(nèi)。

(C)主軸承溫度

大修后50 kW功率在室溫30℃運(yùn)行時(shí)主軸承 的溫度為:齒輪箱側(cè)56℃、皮帶輪側(cè)60℃,均滿足 技術(shù)要求。

(D)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音

離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音值規(guī)定≤85 dB,由于 我們沒有測定儀器,無法確定大修后離心機(jī)的噪音 值,但現(xiàn)場聽起來運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音比較正常,不會(huì)超過 85 dB。

5　結(jié)語

通過大修后1#離心機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可以看出,這 次大修后離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)比較正常,取得了較好的效果, 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),而且經(jīng)過1年來 的運(yùn)行,運(yùn)轉(zhuǎn)狀況一直較好,特別是有效地解決了研 條問題,每年可以減少損失近50萬元。因此,此次 針對(duì)P-4600NMA型離心機(jī)研條問題的大修基本 達(dá)到了預(yù)期的目的,并且為以后解決類似問題積累 了經(jīng)驗(yàn)。