臥螺沉降式離心機(jī)振動原因分析
技術(shù)支持
臥螺沉降式離心機(jī)應(yīng)用廣泛。如果離心機(jī)使用過程中振動過大，會引起轉(zhuǎn)鼓提前疲勞破壞，鏈接螺栓松動斷裂，甚至差速器從轉(zhuǎn)鼓上分離，造成事故。還會引起強(qiáng)烈的地板振動，影響建筑物的使用壽命。在實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)的離心機(jī)設(shè)備的事故都與振動有關(guān)。因此，研究離心機(jī)的振動是一項(xiàng)很有實(shí)際意義的工作。
一、離心機(jī)轉(zhuǎn)子的組成
臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)鼓、差速器、帶輪和螺旋推料器組成。差速器外殼和帶輪被固定在轉(zhuǎn)鼓上，組成一個(gè)轉(zhuǎn)子；螺旋推料器在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)腔通過花鍵軸和另一個(gè)帶輪及差速器內(nèi)部組件形成另一個(gè)轉(zhuǎn)子。兩個(gè)轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)差繞同一軸心線同向旋轉(zhuǎn)，差轉(zhuǎn)速一般為2-28r/min。這樣即構(gòu)成了一個(gè)由帶輪、差速器、轉(zhuǎn)鼓組成的轉(zhuǎn)子A部分以及由螺旋推料器等組成的轉(zhuǎn)子B部分的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
二、振動原因分析
離心機(jī)的振動原因有很多，根據(jù)離心機(jī)振動特點(diǎn)和每次振動的相關(guān)因素，對離心機(jī)振動的影響因素做以下分析和總結(jié)。
對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動的原因進(jìn)行分析：
1.有的品牌離心機(jī)初始安裝的空車運(yùn)行振動值非常小，而有的離心機(jī)空車運(yùn)行的振動值就比較大。振動與設(shè)備的制造質(zhì)量有關(guān)，關(guān)鍵是離心機(jī)轉(zhuǎn)子的動平衡不好。國外一些廠家在動平衡校驗(yàn)時(shí)，要求轉(zhuǎn)子動平衡偏差＜3g，實(shí)際校驗(yàn)在2g以內(nèi)。以某LW500型離心機(jī)為例，如果轉(zhuǎn)鼓上某點(diǎn)的質(zhì)量偏差為5g，額定轉(zhuǎn)速為3550r/min，轉(zhuǎn)鼓直徑500mm，則偏心力為F=mrw3=5×10-3×0.25×（3550/60×2×3.14）2=173kg。由此可見，轉(zhuǎn)子上某點(diǎn)很小的質(zhì)量偏差，就會產(chǎn)生很大的偏心力。這個(gè)偏心力正是產(chǎn)生振動的根本原因。
2.離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁如果未清洗干凈，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的積料就會在停機(jī)時(shí)慢慢沉積在轉(zhuǎn)鼓一側(cè)，再次開機(jī)時(shí)就會產(chǎn)生很大的振動，甚至報(bào)警停機(jī)。如果停機(jī)時(shí)間過長，物料已經(jīng)變性粘結(jié)，只有拆開清洗處理。在拆開轉(zhuǎn)鼓時(shí)發(fā)現(xiàn)螺旋推料器的進(jìn)料室也堆積較多時(shí)，就應(yīng)該對進(jìn)料室進(jìn)行清理。
3.如果物料黏度過大，流動性差，或者進(jìn)料量過大，物料不能及時(shí)排出，這時(shí)物料會沿著螺旋道堆積，也造成一定的偏心力。
4.由于軸承的磨損，軸承間隙過大，在徑向自由度加大，即使是一種很小的激振力，也會引起明顯的整機(jī)振動。
5.轉(zhuǎn)鼓在裝配過程中，由于裝配結(jié)合而處理不同或裝配環(huán)境差異，影響了裝配精度。表現(xiàn)為轉(zhuǎn)鼓各裝配段的徑向跳動過大，造成轉(zhuǎn)鼓的動平衡偏差大，從而引起離心機(jī)振動偏大。
6.內(nèi)膛螺旋各點(diǎn)的磨損程度也不同，特別是大錐角段螺旋的磨損尤為嚴(yán)重，不均勻的磨損造成了各個(gè)部位的質(zhì)量偏差，造成整個(gè)離心機(jī)的振動加大。
三、振動問題解決方案
國產(chǎn)離心機(jī)在開始安裝時(shí)振動值就較大，振動平均值在10mm/s以上。2008年10月12日，單向瞬時(shí)振動值達(dá)到23.5mm/s。設(shè)備技術(shù)人員組織起來共同分析離心機(jī)振動的原因，制定了如下解決振動的計(jì)劃：
①通過工藝調(diào)整，解決螺旋推料不平衡問題。
②調(diào)整清洗工藝，解決轉(zhuǎn)鼓內(nèi)清洗不干凈的問題。
③重新對轉(zhuǎn)子校驗(yàn)動平衡，解決離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓動平衡偏差問題。
④做好預(yù)防性維修，制訂離心機(jī)年度維修計(jì)劃和設(shè)備停車時(shí)的盤車計(jì)劃。
四、采取措施
分析螺旋推料不平衡的主要原因?yàn)槲锪橡ざ冗^大，渣料不能及時(shí)排出，造成物料在螺旋道內(nèi)堆積，形成局部偏載，導(dǎo)致不平衡振動。采取的措施是，通過試驗(yàn)找出一套合適的工藝參數(shù)，寫入操作程序并進(jìn)行培訓(xùn)，各個(gè)班次按照統(tǒng)一的操作方法操作，避免了工藝偏差造成的離心機(jī)振動。
設(shè)備清洗后對離心機(jī)內(nèi)膛出渣口進(jìn)行再檢查，發(fā)現(xiàn)每次總有一些殘留的物料粘附在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，根據(jù)多次清洗記錄，對比清洗時(shí)間、溫度、清洗液的濃度、清洗頻率，總結(jié)出一套比較合理的清洗工藝。經(jīng)過各個(gè)班次的運(yùn)行改進(jìn)，解決了轉(zhuǎn)鼓內(nèi)清洗不干凈的問題。
為了防止內(nèi)膛螺旋的進(jìn)料室集料清洗不干凈，在進(jìn)料管外層增加一層清洗用的夾層套管，在正常運(yùn)行過程中定時(shí)對內(nèi)膛沖洗工藝水，使進(jìn)料室的物料及時(shí)排出，防止長時(shí)間堆積物料變性結(jié)塊，清洗不下來。清洗時(shí)同樣通過夾層套管和進(jìn)料管將清洗液沖洗到進(jìn)料室的各個(gè)方位，有效防止了清洗死角的產(chǎn)生。
在采用以上方法之后，離心機(jī)仍然振動較大。為此也返廠檢修，進(jìn)行平衡。效果并不明顯。為此查閱了關(guān)于動平衡校驗(yàn)的相關(guān)資料，學(xué)習(xí)了日本、德國等一些國外廠家校驗(yàn)動平衡的經(jīng)驗(yàn)，制定了一套動平衡校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。主要方法是：先對轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行動平衡校驗(yàn)，要求在轉(zhuǎn)鼓外徑上的各個(gè)段質(zhì)量偏差在3g以內(nèi)。再對推料螺旋進(jìn)行動平衡校驗(yàn)，要求在推料螺旋外徑上的各段質(zhì)量偏差在3g以內(nèi)。將轉(zhuǎn)鼓和內(nèi)螺旋組裝起來后，做一次總體的動平衡，轉(zhuǎn)子各個(gè)段的質(zhì)量偏差在5g以內(nèi)。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)的兩臺設(shè)備，主軸承各個(gè)方向的振動值均在4mm/s以內(nèi)，比同類型大小的進(jìn)口離心機(jī)振動值還小。
為了避免停車后重新啟動時(shí)，因轉(zhuǎn)鼓自然下垂引起的離心機(jī)振動，每次停車超過24h，都對離心機(jī)進(jìn)行盤車，目的是防止轉(zhuǎn)鼓的自然變形引起振動。
根據(jù)年度的維修計(jì)劃，每年對離心機(jī)的全套軸承和密封進(jìn)行更換，避免因?yàn)檩S承磨損引起整機(jī)振動，同時(shí)也避免因?yàn)槊芊饽p造成的軸承內(nèi)進(jìn)水，加速軸承的磨損。消除了因?yàn)檩S承磨損引起離心機(jī)振動的因素。
