BJS型球籠聯(lián)軸器在機(jī)泵中的應(yīng)用

馬 思

(云南磷化集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650000)

云南磷化集團(tuán)有限公司 30 t/a 飼料級(jí)磷酸裝置。以磷礦和硫酸為原料，采用二水法生產(chǎn)工藝。脫氟工序采用加深度氣體脫氟，反應(yīng)逸出的含氟氣體采用二級(jí)逆流式洗滌，經(jīng)管道、三級(jí)噴淋循環(huán)吸收洗滌后放空——自脫氟塔溢出的含氟廢氣經(jīng)除沫器除去夾帶的磷酸液沫后，進(jìn)入含氟廢氣第一洗滌塔、含氟廢氣第二洗滌塔經(jīng)兩級(jí)洗滌吸收。含氟廢氣第一、第二洗滌塔廢氣經(jīng)除沫器分離掉所含液沫后，被尾氣風(fēng)機(jī)送入含氟廢氣第三洗滌塔進(jìn)第三洗滌后放空。脫氟工序磷酸循環(huán)泵在設(shè)計(jì)時(shí)選用江蘇靖江飛躍化工閥門制造有限公司生產(chǎn)的FHJ350-300-400型臥式離心泵，其泵與電機(jī)的連接選用膜片聯(lián)軸器。在生產(chǎn)過(guò)程中由于膜片、聯(lián)軸器柱銷、聯(lián)軸器頻繁出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)經(jīng)常性停車。

脫氟磷酸循環(huán)泵的頻繁停機(jī)不但影響裝置運(yùn)行率，而且增加檢修成本，降低脫氟酸的產(chǎn)量。為解決生產(chǎn)難題，需對(duì)脫氟磷酸循環(huán)泵的連接方式進(jìn)行改進(jìn)。

1 聯(lián)軸器選擇

膜片聯(lián)軸器主要由半聯(lián)軸節(jié)、中間短節(jié)、撓性件(膜片)及聯(lián)軸器螺栓幾部分組成，膜片的連接方式是聯(lián)接螺栓與半聯(lián)軸節(jié)在兩側(cè)交替互相聯(lián)接，通過(guò)膜片的撓曲變形獲得撓性，進(jìn)而來(lái)減少因安裝時(shí)造成泵端與電機(jī)端同心度不統(tǒng)一的作用[1]，在安裝時(shí)需嚴(yán)格控制兩半聯(lián)軸節(jié)的角度、徑向偏差和軸向壓縮或拉伸、兩半聯(lián)軸節(jié)的動(dòng)平衡精度以及連接螺栓的松緊度在在合理控制范圍內(nèi)，從而來(lái)減少機(jī)泵的震動(dòng)。若裝配間隙、同心度相差較大時(shí)會(huì)致使機(jī)泵和電機(jī)損壞。

球籠聯(lián)軸器可以允許的角度范圍內(nèi)下任意使用，都可以保證準(zhǔn)確的等速性;等速性帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是能抑制由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變動(dòng)而產(chǎn)生的各種振動(dòng)和沖擊，等速萬(wàn)相節(jié)上的交叉點(diǎn)上的鋼球中心總是置于兩軸線的平分面上，等分兩軸線交叉角，從而保證了球籠式萬(wàn)向節(jié)能夠等速傳遞扭矩[2]。球籠聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器的對(duì)比見表1.

表1 兩聯(lián)軸器對(duì)比

綜合兩種連接方式的性能以及結(jié)合脫氟磷酸循環(huán)泵聯(lián)軸器膜片頻繁出問(wèn)題的情況，循環(huán)泵聯(lián)軸器改成BJS型球籠聯(lián)軸器

2 BJS型球籠聯(lián)軸器的優(yōu)勢(shì)

1)等速傳動(dòng)，萬(wàn)向節(jié)輸出、輸入瞬時(shí)角速度恒相等。其優(yōu)點(diǎn)是布置靈活，傳動(dòng)平穩(wěn)，球籠聯(lián)軸器由于加工誤差和間隙的存在，球籠萬(wàn)向節(jié)會(huì)產(chǎn)生微小的變化，但變化不會(huì)超過(guò)1%，而普通的十字軸接頭在軸間角為20°時(shí)，轉(zhuǎn)速變化已經(jīng)高達(dá)約7%[3];

2)附加彎矩小，由于軸間夾角的存在，聯(lián)軸器在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)會(huì)對(duì)主動(dòng)軸、從動(dòng)軸產(chǎn)生附加彎矩，支撐軸的軸承座會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反力。球籠聯(lián)軸器由于具有等角速傳動(dòng)的特點(diǎn)，其附加彎矩的大小僅約為十字軸式萬(wàn)向節(jié)的一半[4];

3)傳動(dòng)效率高，球籠聯(lián)軸器具有很高的傳動(dòng)效率，其功率損失在軸傾角變化范圍內(nèi)近似成線性變化，30°時(shí)約損失2.8%[5]。

4)球籠聯(lián)軸器材質(zhì)為合金材料，其結(jié)構(gòu)方式是通過(guò)槽間的鋼球傳遞扭矩。耐沖擊能力較高[6]。

5)潤(rùn)滑周期較長(zhǎng)，3-6個(gè)月才加一次潤(rùn)滑脂。

6)安裝角度≤5°，軸向補(bǔ)償量在±4-±15之間。許用轉(zhuǎn)速較高，安裝快捷簡(jiǎn)單。

7)靠外套間的端面齒傳遞扭矩，可靠性強(qiáng)，

8)靠鋼球在橢圓滾道的滾動(dòng)接觸，摩擦發(fā)熱叫小，效率高，維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間、使用壽命長(zhǎng)[7]。

3 聯(lián)軸器改造后的效果

聯(lián)軸器改造前后見圖1，2。

圖1 改造前(原輥道傳動(dòng)聯(lián)軸器) 圖2 改造后(BJS型球籠聯(lián)軸器)

脫氟磷酸循環(huán)泵于2020年6月3日更換為球籠聯(lián)軸器后設(shè)備運(yùn)行至今未出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題。

3.1 效益分析

1)根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用膜片聯(lián)軸銷每年平均需更換4套膜片及聯(lián)軸器，膜片成本為20168元/套，聯(lián)軸器成本8000元/套脫氟磷酸循環(huán)泵每年節(jié)約的成本為：

4套×(20168元/套+8000元/套)×4套 =450688元/年

2)根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020年6月采用萬(wàn)象聯(lián)軸器后，至今未進(jìn)行更換過(guò)。萬(wàn)象聯(lián)軸器成本為26000元/套。二者進(jìn)行對(duì)比每年至少可降低生產(chǎn)檢修的成本為：

450688元/年-26000元/套×4套=346688元/年

降低了工人安裝調(diào)試、維護(hù)更換的勞動(dòng)強(qiáng)度;

提高了生產(chǎn)線的使用效率和產(chǎn)品質(zhì)量;

裝置的設(shè)備運(yùn)行率較2020年提高了32.55%。