下拋丸除銹機拋丸器故障分析與解決措施

朱桂云

摘 要：本文分析了拋丸器發(fā)生故障的原因，針對故障的成因，從設計制造、使用維修等方面介紹了解決措施。

關鍵詞：拋丸器；軸承溫度；轉軸彎曲；最大夾角；安裝精度；定期保養(yǎng)和維修

下拋丸除銹機是根據(jù)廠自身管道防腐生產(chǎn)施工的需要，以及更好地提高鋼管表面的除銹質量，而設計制造的鋼管外表面除銹設備。φ490下拋丸除銹機每臺安裝有4個拋丸器，每臺拋丸器由一臺功率為15KW的電機驅動，通過皮帶傳動，使拋丸器轉軸的轉速保持在2200r/min左右。這樣才能保證高速旋轉的葉片，將磨料以極高的速度拋出，使鋼管表面達到理想的除銹效果。在防腐項目工作量較大時，由于設備的運行率高，加上設備在制造安裝、維護保養(yǎng)和設計方面經(jīng)驗的不成熟，導致下拋丸除銹機的核心部件拋丸器經(jīng)常會因故障而停機，造成整個防腐作業(yè)線停產(chǎn)。經(jīng)檢查維修分析發(fā)現(xiàn)，造成拋丸器出現(xiàn)故障的原因：主要是溫度過高而造成軸承損壞以及轉軸磨損嚴重而發(fā)生彎曲變形時，在高速旋轉葉片的作用下產(chǎn)生振動所致。不僅更換維修十分不便，同時浪費大量的人力增加了成本，也直接影響生產(chǎn)施工進度。針對該設備存在的問題，為此采取了相應的解決方案。

一、原因分析

1、軸承型號的選用不合理

拋丸器采用的是60000型系列深溝球軸承，深溝球軸承結構簡單、價格低、極限轉速高、內外圈軸線允許最大夾角為0°16'，在經(jīng)過對拋丸器運行時，所有軸承溫度變化現(xiàn)象的分析、設備拆卸維修時，零部件磨損程度的觀察，以及設備安裝調試時觸覺現(xiàn)象的分析后得知：造成軸承溫度過高易燒毀的主要原因是：同一轉軸上的兩個軸承不能維持較好的同軸度，造成軸承內外圈所形成的夾角大于軸承允許的最大夾角0°16'，而促使軸承工況環(huán)境條件的不斷改變，導致軸承運轉時溫度升高直至被損壞。

2、拋丸器箱體及軸承座設計存在缺陷

拋丸器箱體及軸承座在設計時，由于實踐經(jīng)驗的不足，沒有設計箱體與軸承座定位結構，軸承座安裝精度的高低，由裝配人員的實際操作能力來決定，不能保證所有軸承座的安裝精度。同時拋丸器在工作時，由于一組拋片內的四個拋片磨損程度不同，而產(chǎn)生振動等原因造成部分螺栓松動時，也有可能改變軸承座原有的安裝精度位置，使軸承內外圈夾角增大，造成軸承工況環(huán)境條件的不斷改變，導致軸承溫度升高直至被損壞。

3、定位防護套的結構形式不理想

拋丸器箱體由一個拋丸室和兩個磨料回流室等部分組成，定位防護套通過回流室在拋丸室內定位高速旋轉的拋片組件，磨料回流室上方設有磨料導流結構，由于磨料導流結構的存在有效地減少了磨料對定位防護套在磨料回流室部分的磨損。定位防護套的材質為20#無縫鋼管，可根據(jù)不同型號的拋丸器轉軸確定其內外徑及長度，主要作用：是確保旋轉拋片組件的準確位置，同時保護轉軸不被回流的磨料沖刷而損壞。但在設備拆卸維修時發(fā)現(xiàn)定位防護套靠近旋轉拋片組件位置的一段被嚴重磨損，有的甚至磨損到了轉軸，被局部嚴重磨損的轉軸、在高速旋轉葉片組件所產(chǎn)生離心力的作用下，而發(fā)生彎曲變形造成振動加劇。經(jīng)觀察分析發(fā)現(xiàn)：定位防護套被嚴重磨損的部分是靠近旋轉葉片組件的位置，而這部分定位防護套在拋丸室內無法設置任何保護結構，因此被磨料不間斷的沖刷導致磨損嚴重。

二、解決措施

1、合理選用軸承型號

首先對拋丸器工作性質及工況條件進行細致的分析，將以前應用的60000型系列深溝球軸承改為10000型系列調心球軸承。調心球軸承主要用在載荷作用下彎曲較大的傳動軸，以及支承座孔不易保證嚴格同心的地方，同時軸承內外圈軸線允許最大夾角為3°。由于調心球軸承具有以上特性，基本滿足了使用條件。在經(jīng)濟效益上，雖然調心球軸承比深溝球軸承成本較高，但在使用壽命上，提高了數(shù)十倍，降低了維修和材料成本。

2、拋丸器箱體及軸承座結構改進

在拋丸器箱體上增加設計了軸承座安裝定位止口結構，同時在軸承座上增設安裝定位凸臺，來保證軸承座的安裝精度，避免了因裝配人員的實際操作能力不同，帶來的安裝精度不同的問題，同時也避免了由于震動等原因造成部分螺栓松動，而改變軸承座原有位置精度的問題。

3、優(yōu)化定位防護套的結構形式

根據(jù)定位防護套嚴重磨損位置原因的分析，將原有整體式定位防護套的結構形式，改為兩段分體式定位防護套的結構形式。在不影響整體結構性能及使用的前提下，將靠近旋轉葉片組件位置的一段定位防護套增加其壁厚，同時采用中碳鋼淬火處理，以提高抗磨損的能力。另外一段仍然采用20#無縫鋼管制作，其內外徑保持不變，但長度相應的縮短。這樣結構形式的定位防護套成本低，既能滿足設計的目的，又能大大延長使用時間，降低了維修和材料成本。

三、實施效果

改造后的下拋丸除銹機的拋丸器，在保證定期保養(yǎng)和維修的情況下，拋丸器工作時，軸承溫度基本保持在70℃以下，軸承因溫度過高而燒毀的現(xiàn)象基本被杜絕。在經(jīng)過多次維護檢修中，發(fā)現(xiàn)靠近旋轉拋片組件位置一段的定位防護套，由于增加了壁厚和采用中碳鋼淬火處理，完全達到了理想的設計性能要求，轉軸因磨損發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象再沒有出現(xiàn)。

四、社會效益

綜上所述，下拋丸除銹機經(jīng)過對拋丸器的改進，節(jié)約了大量的停產(chǎn)怠工及維修成本，減少了維修人員的工作量，保證了拋丸除銹機的正常運行。為廠承攬更多的防腐工程施工任務，提供了可靠的設備保障，增強了市場競爭能力，提高了經(jīng)濟效益，同時，自身的專業(yè)技術水平也得到了提升，為今后設備的設計與制作積累了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]機械設計手冊，化學工業(yè)出版社，2002。