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1、2005年第4期炼油与化工35膨胀干燥机主轴断裂原因分析及对策许中义谢志文(大庆石油化工总厂化工厂,黑龙江大庆163714)摘要:膨胀干燥机是顺丁橡胶装置后处理单元的关键设备。文中简要介绍了膨胀干燥机的工作原理和结构,通过对膨胀干燥机主轴断裂原因,从理论上分析了主轴在交变应力作用下断裂发生、发展的过程,并从设备操作、结构上分析了交变应力产生的原因和对设备产生的危害,并针对这些问题,提出了解决和防止主轴断裂的措施。关键词:膨胀干燥机;主轴;断裂;原因;对策中图分类号:TQ051.8文献标识码:B文章编号:1671-4962(2005)04-0035-032003年9月23
2、日,大庆石油化工总厂化工厂压的胶料由挤出段输出并被压入模板并挤出。由橡胶装置后处理B线膨胀干燥机(M-304)进料段于胶料在机筒内受到剪切、挤压和摩擦作用,到挤螺套与进料斗发生摩擦,致使进料斗过热已呈暗出段胶料压力已升至5～7MPa,当处于受压状态的红色,且减速机振动并逐渐加剧,停车对设备进行胶料从模板喷嘴以高速喷出时,因模板外侧的空检查,发现减速机地脚螺栓断一根,且地脚发现裂间突然增大,胶料的压力由约7MPa骤降至0,使纹,需对该设备进行检修。操作人员排料时发现膨胶条突然膨胀放松,胶条内所含水分迅速闪蒸气胀干燥机不出料,减速机振动大,紧急停车重新对化,并由此达到使胶料
3、进一步膨胀干燥的目的。膨胀干燥机认真检查,在干燥机的主电机联轴节1.2主要结构处进行盘车,发现盘车非常轻松,仔细检查确认膨主螺杆由24节螺套依次套在螺杆主轴上并胀干燥机螺杆主轴断。通过键联接而组成,首段螺套为5圈等螺距螺纹,1膨胀干燥机的工作原理和主要结构为便于安装剪切螺钉,压缩段和挤出段均设计成1.1工作原理单开放式的断续螺纹,各段螺距均不相同。螺距由膨胀干燥机主要由主电机、液力偶合器、齿轮低压侧向高压侧逐渐缩小,利用螺距缩小来造压减速箱、膨胀干燥机主体4部分组成。其主体部分和增加摩擦省热,以挤出胶料中的水分,提高干燥结构示意图见图1。能力。螺杆头为锥形结构,利于螺杆
4、主轴的调心定位。3段夹套式机筒彼此用螺栓联接,每段机筒都有供蒸气加热或水冷却的进出口。沿机筒每隔一段距离的四周上均布有4个由外向内壁延伸凸出的剪切螺钉,共20圈,剪切螺钉与螺套的螺槽相对应,其作用是断裂剪切螺杆上的胶料,阻止胶料1-电机;2-耦合器;3-减速机;4-主机底座;5-下料段支撑板;6-下料段;7-主轴;8-螺套;9-主机机体;10-支撑套;随螺杆同轴旋转并促使其沿轴向挤压推进。11-剪切销钉;12-连接段;13-模板每两节机筒或与短节的联接处共4处衬有支图1膨胀干燥机结构示意撑衬套,对机筒的安装起定心作用及利于机体的由挤压脱水机输出的胶料,通过膨胀干燥机密封
5、。支撑衬套内表面堆焊3mm左右的硬质合金进料斗连续不断地喂入进料段,然后通过剪切螺层,与4个支撑衬套位置对应的E、F两节螺旋套钉剪切胶料,旋转螺杆挤压胶料并把其沿轴向输表面也堆焊硬质合金,以提高耐磨性。在挤出段的送推进;与此同时,采用过热蒸汽加热胶料至100～末端装有模板,用螺栓固定在短节。干燥机的螺杆175℃,以软化胶料而利于挤压、干燥,逐步升温增主轴为单端固定的悬臂轴,悬臂端长达3.9m,悬36炼油与化工第16卷臂端主要靠4个支撑衬套支撑。3.2主轴交变应力产生的原因2膨胀干燥机断裂主轴的检查3.2.1开、停车过于频繁该装置开工以来,后处发现主轴断裂后,当天进行拆检
6、。解体检查时理设备运行一直不太稳定,仅在运行的近两个半发现干燥机主轴是在第一节螺旋套定位轴肩A截月内,B线共开、停车达55次之多,从电机开车的面处断裂见图2,断口呈剪切断面。支撑衬套是9计数器上显示,这55次开、停车电机启动116次。月1日检修时更换的,经检查,四节支撑衬套的磨由于膨胀干燥机的主电机功率高达588Kw,每次损都很小,各节螺套也未发现磨损,说明9月1日膨胀干燥机电机的启动都将使干燥机主轴的扭转的检修安装质量没有问题。检修开车后只有两次应力由零突变至最大值,此时的主轴承受了巨大停车,一次是因前工段改造计划停车,再有就是9的交变应力。而自7月1日至9月23日短
7、短的80月23日主轴断裂停车,说明在这期间的操作也没多天里,干燥机主轴就受到了116次负载由零突有大的问题。变至最大值的交变应力突变,这种交变应力的产生,对轴的断裂产生重大的影响。3.2.2下料不均膨胀干燥机正常操作时,主轴转数应根据进料量大小适当调整。7月份以来,经常发生凝聚釜到后处理的物料负荷波动幅度过大的情况,严重时甚至断料。在物料负荷波动幅度过大的情况下,相应的螺杆转数不可能及时做相应调图2膨胀干燥机主轴结构示意整。在进到干燥机内的物料偏少时,在机体内会出3膨胀干燥机主轴断裂分析现间断空膛,而间断空膛要比机体充满物料时在3.1主轴
