攪拌軸彎曲原因探析及解決措施

張約美

(常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇常州 213001）

攪拌軸彎曲原因探析及解決措施

張約美

(常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇常州 213001）

從攪拌裝置中攪拌軸彎曲故障入手，探析了造成攪拌軸彎曲的原因，在設(shè)計方面增加底軸承裝置，在工藝方面采用假軸定位的方法進(jìn)行制造安裝，有效地解決了攪拌裝置攪拌軸彎曲問題。

攪拌軸；彎曲；原因；措施

0 引言

攪拌裝置(圖1）常用于化工、食品和藥品的生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)基本上由電機、機架、攪拌軸和反應(yīng)釜體幾部分組成。攪拌軸是攪拌設(shè)備的重要組成部分，與其他固件存在著廣泛的關(guān)聯(lián)。某機械廠主要從事攪拌裝置的生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，大型攪拌裝置的攪拌系統(tǒng)難免會出現(xiàn)一些故障。例如，在實際操作過程中，總會出現(xiàn)攪拌軸彎曲的情況，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因此，有必要去探析攪拌軸彎曲的原因，并有針對性地采取措施加以解決。從對機械設(shè)備的檢查結(jié)果來看，首先，攪拌軸擺動量有所增加，由此使得反應(yīng)釜出現(xiàn)了晃動的情況；其次，攪拌軸彎曲致使反應(yīng)釜承座支口與座體出現(xiàn)了破裂的情況。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，攪拌軸彎曲是造成上述癥狀的根本原因。

圖1 攪拌裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1 攪拌裝置中攪拌軸彎曲的原因

在整個攪拌系統(tǒng)中，相互連接的部件眾多，能對攪拌器攪拌軸造成影響的因素也是多樣化的。經(jīng)過仔細(xì)觀察和嚴(yán)密排查，認(rèn)為主要是因為上部短軸與下部長軸之間的公差都超過了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，設(shè)計制造過程中攪拌軸下部的擺動量增加，造成了攪拌軸彎曲，運行過程中軸處于彎曲狀態(tài)，應(yīng)力會全部轉(zhuǎn)移到軸承上，一旦其超過軸承的承受范圍，就會導(dǎo)致軸承座損壞。其次是攪拌軸操作失誤造成，操作工頻繁地以超過其限度的重量去傾倒物料，對于攪拌系統(tǒng)來講，將給攪拌軸帶來很大的沖擊力，會對攪拌軸造成極大的負(fù)面影響。

2 攪拌裝置中攪拌軸彎曲故障的解決措施

2.1 采用底軸承裝置

經(jīng)過研究和有關(guān)計算，在攪拌葉片下部大約500 mm處設(shè)計底軸承裝置，可以有效減小軸的擺動量，從而解決攪拌軸彎曲的問題。

如圖2所示，用螺栓將軸套與攪拌軸擰緊，套入軸承，然后裝上軸承座，最后用螺栓固定圓盤與軸承座，3個支腳均勻地焊接在釜壁上，對整個軸承座起支撐作用。其中軸承的材料是聚四氟乙烯，具有耐各種酸堿、耐高溫和耐磨的良好特性，而其他零件都采用耐腐蝕的304不銹鋼。軸承與軸套之間有一定的間隙，有利于物料的水溶液對零件進(jìn)行自潤滑，在裝配軸承時，必須保證軸承與軸套的同軸度，從而使它們的間隙均勻。

圖2 底軸承結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 假軸定位改造過程

為了進(jìn)一步防止攪拌軸的彎曲，在實際加工制造過程中，以假軸定位的方法改造攪拌軸構(gòu)造，簡單來講，就是將一根外徑與軸相近的厚壁管加工成假軸，以與軸同樣尺寸形成同心，并且以胎具為連接方式，實現(xiàn)與連接件、填料箱、法蘭和軸架副座的連接。具體來講，其設(shè)計制造過程如下:(1）假軸制造，確定其尺寸要求，保證其公差處于合理范圍之中。(2）兩個胎具的制造，其中一個是止口與機械連接件以及填料箱之間的間隙配合，另外一個是止口與軸架副座之間的間隙配合。具體可以參見下面的胎具示意圖(圖3、圖4）。(3）在胎具制造過程完成之后，需要將抱卡安裝到假軸上，此時雖然沒有嚴(yán)格的公差要求，但是同樣需要保證連接的合理性和科學(xué)性。(4）安裝與組焊的過程，基于同心同軸基本原則，確定假軸與釜是符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的，在焊接的時候，避免出現(xiàn)盤動狀態(tài)。

圖3 胎具一示意圖

圖4 胎具二示意圖

3 結(jié)語

經(jīng)過上述兩種方法改造以后的攪拌軸， 經(jīng)試車運行發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)釜振動較小，攪拌軸運行比較平穩(wěn)，經(jīng)測量，上下部軸的徑向跳動量都控制在公差的合理范圍之內(nèi)，從而對攪拌裝置中的密封以及軸承沖擊力較小，較好地保護(hù)了設(shè)備的其他零件；同時加強對工人的素質(zhì)和技能培訓(xùn)，在生產(chǎn)車間建立專業(yè)檢查隊伍，使其成為機械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的專業(yè)人士，在日常巡查中，尤其注意攪拌軸的擺動量和支撐部分的振動情況，如果發(fā)現(xiàn)擺動量大，要及時更換軸承，重新調(diào)整軸套與軸承之間的間隙，這樣有利于底軸承的正常運行，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

[1]沈良康.關(guān)于攪拌設(shè)備設(shè)計的幾個問題[J].化工設(shè)備與管道，1983(6）

[2]李建豐，徐鴻，繆鴻燕，等.有限元法求解懸臂攪拌軸動力響應(yīng)第二部分:各種參數(shù)對動力響應(yīng)的影響[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2004(1）

[3]曾真，王為國.帶外伸梁的攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的簡單計算方法[J].醫(yī)藥工程設(shè)計，2009(1）

[4]曾真，王為國.攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速近似計算方法的比較[J].化工設(shè)計通訊，2009(4）

[5]邢福生.結(jié)構(gòu)有限元技術(shù)及其發(fā)展[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2005(S1）

2014-09-26

張約美(1977—），女，江蘇南通人，工學(xué)碩士，講師，研究方向:機械制圖、機械設(shè)計及CAD。