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克維斯減速機(jī):分析70立方米聚合釜減速機(jī)的工作原理
作者:無(wú)錫市克維斯傳動(dòng)機(jī)械有限公司    發(fā)布于:2013-07-03 08:14:36    文字:【】【】【
摘要:克維斯減速機(jī):分析70立方米聚合釜減速機(jī)的工作原理
    1. 對(duì)改進(jìn)前聚合釜減速機(jī)的基本認(rèn)識(shí)
    從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念上講,攪拌軸要有足夠的剛性支承來(lái)克服它在攪拌過(guò)程中所產(chǎn)生的徑向力、切向力及軸向力。而減速機(jī)是把運(yùn)動(dòng)源的恒定轉(zhuǎn)速改變?yōu)橹鬟\(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(攪拌軸)所需的速度,傳遞工作時(shí)所需的功率和扭矩。但從現(xiàn)在70m³聚合釜的整體結(jié)構(gòu)上看,減速機(jī)通過(guò)支撐座懸掛在釜底,從攪拌軸到減速機(jī)的輸出端都是通過(guò)聯(lián)軸器剛性連接,5m多長(zhǎng)的攪拌軸,只在底端(機(jī)械密封處)用一個(gè)調(diào)心滾子軸承來(lái)支撐,如果只是這一個(gè)支點(diǎn),那受力點(diǎn)對(duì)于支承來(lái)說(shuō)懸臂太長(zhǎng),剛性較差。因此筆者認(rèn)為,攪拌軸把在工作中所產(chǎn)生的力直接作用給減速機(jī),而減速機(jī)輸出軸的支承(特別是上支承),從某種意義上說(shuō)也是攪拌軸的另一支撐點(diǎn)。
    聚合釜內(nèi)的攪拌葉分上下兩層。從宏觀上分析,作為設(shè)計(jì)者,扇葉的曲線、曲率及傾角的設(shè)計(jì),除滿足其攪拌工作要求外,肯定也會(huì)考慮軸向力的方向。筆者認(rèn)為上下攪拌葉工作時(shí)所產(chǎn)生的軸向力有互抵的可能,或抵消一部分,而攪拌軸(連同葉片)的搖擺及重力所產(chǎn)生的軸向力抵消不了,因此輸出軸的支承剛度存在著一定問(wèn)題。
    圓柱斜齒輪副小輪的齒數(shù)是45,大輪的齒數(shù)是109,那么II軸(小錐齒輪軸)傳遞的扭矩約是I軸的2.4倍(109÷45);小錐齒輪軸的前支承選的是圓錐滾子軸承7320,所能承受的額定負(fù)荷為249000N,后支撐軸承是7118,承受的動(dòng)負(fù)荷是93100N;斜齒輪傳動(dòng)有較大的軸向力,支承小錐齒輪軸的后支承,同時(shí)也是大斜齒輪的主支承,按照一般的設(shè)計(jì)原則,特別是支承要有足夠的剛性,所選的前后軸承的承載能力比要小于    負(fù)荷比(扭矩)2.7倍(249000÷93100),由此可見(jiàn),后支承的剛性略弱一些。
減速機(jī)的工作性質(zhì)是輸出軸順時(shí)針單向旋轉(zhuǎn),由此判斷小錐齒輪軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),而鎖緊螺母為正旋扣(右旋),正好是工作方向使螺母松動(dòng),而現(xiàn)在所采用的爪形止退墊圈是最傳統(tǒng)的防松結(jié)構(gòu),特別是墊圈的材質(zhì)是A3鋼,而且很薄。維修人員在裝配過(guò)程中,稍不注意就極易造成墊圈的疲勞,而一旦此處出現(xiàn)問(wèn)題,由于大斜齒輪擋在外面,很難被發(fā)現(xiàn)。
    2. 對(duì)聚合釜減速機(jī)的改進(jìn)方案
    (1)在對(duì)減速機(jī)進(jìn)行檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)其中有1臺(tái)減速機(jī)的II軸有較大的軸向竄動(dòng)量,拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn)II軸裝軸承處走內(nèi)圈,測(cè)量后小了0.03mm;由于II軸的同軸度要求高,若用堆焊的方法極易造成該軸的彎曲,根據(jù)II軸的尺寸,采用刷鍍(冷修復(fù))的方法修復(fù)了此軸。
    (2)日常在檢修I軸時(shí)發(fā)現(xiàn)該軸的遠(yuǎn)電機(jī)端軸承內(nèi)徑有磨損或腐蝕。在I軸的修復(fù)上,由于該花鍵的加工精度高,普通的修復(fù)方法也不能使用,因此先把I軸放在車床上旋轉(zhuǎn),再用專用噴槍把加熱的鎳基合金粉噴到軸上來(lái)完成修復(fù)。
以往對(duì)軸的修復(fù),通常采用堆焊和高溫噴鍍等對(duì)母體進(jìn)行加熱的方法來(lái)修復(fù),這樣做的一個(gè)明顯缺點(diǎn)就是母體容易變形;現(xiàn)在采用刷鍍和低溫噴鍍的方法對(duì)聚合釜減速機(jī)進(jìn)行了修復(fù),不但不會(huì)引起母體的變形,還為以后相同情況軸的修復(fù)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
    (3)在對(duì)減速機(jī)進(jìn)行拆檢時(shí)發(fā)現(xiàn),I軸的高速齒輪容易松動(dòng)。主要原因是I軸高速齒的鎖緊方式采用的是雙背帽加雙帶翅墊片的方式。這種鎖緊方式不能適應(yīng)此處的環(huán)境,所以對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn),把雙背帽加雙帶翅墊片的鎖緊方式改進(jìn)為鎖緊螺母加齒塊的方式。
    (4)在IV軸的處理上,由于承受的軸向力較大,原來(lái)的圓錐滾子軸承32238所能承受的軸向力不夠,所以把IV軸的軸承改成調(diào)心滾子軸承22238和推力球軸承的組合。
    (5)目前傳動(dòng)齒輪的嚙合位置、間隙的調(diào)整很不方便,浙江巨化股份有限公司電化廠根據(jù)實(shí)際情況增加調(diào)整環(huán)節(jié),適當(dāng)改進(jìn)結(jié)構(gòu),改善了裝配及檢修條件.
    3. 70m³聚合釜減速機(jī)的裝配與調(diào)試
    (1)I軸、II軸由于圓錐滾子軸承是反向安裝。I軸軸向力向斜齒端,II軸軸向力也向斜齒端,隨著受熱、磨損,軸向間隙會(huì)越來(lái)越大,而軸向間隙過(guò)大就會(huì)影響支承剛性,所以從理論上說(shuō)初始裝配時(shí),此處不允許有軸向間隙。因此在裝配時(shí)應(yīng)掌握:當(dāng)預(yù)載荷使軸承沒(méi)有間隙的時(shí)候,此時(shí)傳動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活即可。主要步驟為:第一是檢修工的手感,控制在可以用手轉(zhuǎn)動(dòng);第二是依靠百分表,范圍控制在0.03~0.04mm.若日后I軸齒側(cè)軸承仍常損壞,裝配控制范圍可放大至0.05mm.
    (2)在小斜齒輪往I軸上裝時(shí),要檢查一下花鍵的齒側(cè)間隙,間隙越小越好,最好不超過(guò)0.1mm.
    (3)圓柱斜齒輪副裝配好后,要檢查一下齒側(cè)間隙,最大不超過(guò)0.4mm,最小不小于0.1mm.
    (4)I軸與電機(jī)軸通過(guò)橡膠鼓式聯(lián)軸器相連,利用百分表檢查兩者的同心度,最好不超過(guò)0.08mm.特別注意的是要保證此值,否則將由于該處不同心,造成誤差放大;由于I軸支點(diǎn)為電機(jī)端軸承,齒輪端軸承就會(huì)經(jīng)常損壞,多數(shù)現(xiàn)象是軸承走內(nèi)圈。
    (5)調(diào)整弧齒輪(大)與錐齒輪(?。r(shí),必須先將錐齒輪的背錐面對(duì)齊,即成90%;并且弧齒輪外圓面與錐齒輪背錐面對(duì)齊,可用手觸摸測(cè)量。再裝配齒面的接觸區(qū),在靜態(tài)下接觸位置稍微靠近小端,以保證受力工作后,接觸面積在中部。具體可用著色法檢查。
    (6)弧齒錐齒輪副安裝好后,轉(zhuǎn)6~8方(即轉(zhuǎn)360%均布測(cè)6~8個(gè)點(diǎn))檢查齒側(cè)間隙,要照顧最小間隙,最小間隙應(yīng)不小于0.25mm.若某減速箱此處即使保證安裝質(zhì)量后仍然反復(fù)出現(xiàn)弧齒錐齒缺陷,則說(shuō)明箱體基準(zhǔn)存在問(wèn)題,建議將間隙調(diào)大至0.35~0.50mm.
    (7)輸出軸的軸向間隙控制在0.05~0.10mm.
    (8)全套防松螺母裝好以后,在鍵上的螺釘點(diǎn)上涂502厭氧膠以防止螺釘松動(dòng)。
    (9)裝配順序?yàn)橄妊b輸出軸,配好弧齒錐齒輪副的接觸位置、接觸面積及嚙合間隙,再裝I軸,最后裝斜齒輪副。
    在冷凍工序新增加1臺(tái)溴化鋰機(jī)組,在溴化鋰機(jī)組附近增加1個(gè)10&緩沖水槽(體積為80m³)和1個(gè)蒸汽冷凝水槽(體積為20m3),新增3臺(tái)(開(kāi)2備1)水泵專為聚合提供10&冷卻水,并將蒸汽冷凝水回收至聚合入料熱水槽,節(jié)約了生產(chǎn)成本。
    為了防止原設(shè)計(jì)聚合釜擋板循環(huán)水管線上的蝶閥內(nèi)漏,本次改造又重新將其更換為截止閥,在回水和上水的管線上加裝了截止閥,原設(shè)計(jì)回收冷凝器冷卻水也是循環(huán)水,為了提高冷凝效果,縮短回收時(shí)間,這次也改為溴化鋰機(jī)組供水。
    4. 結(jié)果與討論
    溴化鋰機(jī)組從設(shè)計(jì)、配管、安裝、試壓至調(diào)試,歷時(shí)兩個(gè)多月,于2007年8月3日一次開(kāi)車成功,至今運(yùn)行平穩(wěn),并達(dá)到了預(yù)期的效果,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。若溴化鋰機(jī)組在夏季使用4個(gè)月(6~9月),每年可多生產(chǎn)出PVC樹(shù)脂9000t以上,PVC價(jià)格按7000元/t計(jì),可增加銷售收入6300萬(wàn)元,增加經(jīng)濟(jì)效益630萬(wàn)元。此次聚合釜擋板循環(huán)水改造達(dá)到了預(yù)期目的:
    (1)聚合反應(yīng)平穩(wěn),增加了生產(chǎn)的安全保障系數(shù)。
    (2)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,工藝趨于合理化。
    (3)反應(yīng)周期明顯縮短,且單體加入量增加,聚合收率提高,產(chǎn)品產(chǎn)量大大提高。
    (4)回收效果明顯,回收時(shí)間明顯縮短。
    (5)因回收氣相中有少量引發(fā)劑游離基,在管道和氣柜內(nèi)自聚情況嚴(yán)重,溴化鋰機(jī)組投入使用后,基本上保證回收氯乙烯尾氣不再去氣柜,減少了管道和氣柜內(nèi)自聚物的生成,降低了管道堵塞的可能性。
    (6)溴化鋰機(jī)組操作簡(jiǎn)單,方便,系統(tǒng)穩(wěn)定。
    此次聚合釜擋板循環(huán)水改造在操作過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng):溴化鋰機(jī)組開(kāi)車時(shí),兩套供水系統(tǒng)切換時(shí)一定要注意閥門開(kāi)關(guān)的順序,防止溴化鋰水槽的水位高,造成循環(huán)水損失,或溴化鋰水槽水被抽空,造成系統(tǒng)停車;(合理調(diào)整各聚合釜入料時(shí)間,以避免出現(xiàn)用水量波動(dòng)太大,造成溴化鋰機(jī)組跳停,影響生產(chǎn),實(shí)踐證明,溴化鋰機(jī)組負(fù)荷越大,機(jī)組就越穩(wěn)定,效果就越好。
    5. 結(jié)論
    通過(guò)對(duì)聚合釜擋板循環(huán)水的改造,8月、9月連續(xù)兩個(gè)月PVC樹(shù)脂產(chǎn)量突破8000t的新高,取得了夏季PVC樹(shù)脂產(chǎn)量的高產(chǎn),在今后的工作中,還需要不斷地摸索,不斷提高聚合裝置的生產(chǎn)能力,爭(zhēng)取超過(guò)設(shè)計(jì)能力,創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。
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