乳聚丁苯橡膠脫水?dāng)D壓機(jī)鼓型齒式聯(lián)軸器改型

闞鋼

（南京揚(yáng)子石化金浦橡膠有限公司，南京210048）

0 引言

南京揚(yáng)子石化金浦橡膠有限公司丁苯裝置于2007年正式投產(chǎn)，該裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)乳聚丁苯橡膠10萬(wàn)t，設(shè)計(jì)年操作時(shí)間8000h。其中后處理有2條生產(chǎn)線，每條線安裝3臺(tái)JTB型擠壓脫水機(jī)，擠壓脫水機(jī)的電機(jī)型號(hào)為YKK4501-4，電機(jī)與減速箱端配用GIICL11型鼓型齒式聯(lián)軸器。

乳聚丁苯橡膠后處理生產(chǎn)工藝中，經(jīng)凝聚形成的膠粒混合在漿清中，經(jīng)過(guò)擠壓脫水機(jī)擠壓脫去其中的水分，脫水后膠粒通過(guò)風(fēng)送系統(tǒng)進(jìn)人箱式干燥器干燥成合格膠粒。擠壓脫水機(jī)作為丁苯后處理關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到成品橡膠質(zhì)量及后處理整條生產(chǎn)線的運(yùn)行周期。

1 存在問(wèn)題

這幾臺(tái)脫水?dāng)D壓機(jī)初運(yùn)行期間，各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)要求，運(yùn)行較為平穩(wěn)。但正常運(yùn)轉(zhuǎn)1年后，擠壓機(jī)聯(lián)軸器運(yùn)行中陸續(xù)出現(xiàn)異響現(xiàn)象，電機(jī)輸出端與減速機(jī)端振動(dòng)超標(biāo)。停機(jī)后對(duì)聯(lián)軸器兩端水平度及同軸度進(jìn)行復(fù)查，發(fā)現(xiàn)部分聯(lián)軸器兩端徑向偏差較大，對(duì)聯(lián)軸器拆檢后發(fā)現(xiàn)密封圈老化，存在漏油現(xiàn)象，且聯(lián)軸器內(nèi)齒側(cè)有不同程度磨損。

2 聯(lián)軸器內(nèi)齒磨損失效原因分析

2.1 潤(rùn)滑不充分甚至干磨

鼓型齒式聯(lián)軸器內(nèi)外齒套通過(guò)加注潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑，聯(lián)軸器內(nèi)潤(rùn)滑脂依靠外齒套上O型密封圈進(jìn)行密封。在日常維護(hù)和檢修中發(fā)現(xiàn)，由于橡膠密封圈的老化變形，造成聯(lián)軸器兩端蓋密封性能不好，聯(lián)軸器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，聯(lián)軸器內(nèi)潤(rùn)滑脂泄漏，由于缺油導(dǎo)致聯(lián)軸器內(nèi)外齒干磨，從而造成內(nèi)齒磨損。

圖1 鼓形齒聯(lián)軸器磨損情況

2.2 聯(lián)軸器兩端同心度未達(dá)到要求

聯(lián)軸器兩端軸水平度及同軸度誤差太大，齒面相對(duì)位移大。如果兩軸水平度及同軸度誤差太大，超過(guò)了聯(lián)軸器所能補(bǔ)償?shù)姆秶?，使得軸齒與內(nèi)齒嚙合不正確，造成局部接觸，而出現(xiàn)了附加力矩，致使齒輪磨損嚴(yán)重。在日常對(duì)聯(lián)軸器兩端軸向及徑向偏差的復(fù)查中發(fā)現(xiàn)，大部分聯(lián)軸器兩端徑向偏差較大，最大時(shí)可達(dá)2 mm。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排查發(fā)現(xiàn)，電機(jī)調(diào)整基座兩面都存在比較嚴(yán)重的腐蝕。由于丁苯后處理凝聚單元采用濃硫酸做為凝聚劑，凝聚過(guò)程中漿清pH值為5.3±0.3，呈弱酸性，由于后處理反應(yīng)容器多為敞口容器，弱酸性氣體發(fā)揮后對(duì)電機(jī)調(diào)整基座腐蝕產(chǎn)生銹蝕層，從而導(dǎo)致電機(jī)端抬高，致使聯(lián)軸器兩端水平度偏差太大，最終導(dǎo)致聯(lián)軸器齒輪磨損。

2.3 原材質(zhì)較差

材料不佳、齒面硬度過(guò)低。聯(lián)軸器材料的選擇對(duì)聯(lián)軸器的加工性能和使用壽命都有著直接的影響，加工成型后，齒面的熱處理措施，對(duì)齒面的硬度和耐磨性也有極大的影響，如材料選擇和齒面熱處理措施不當(dāng)，都將導(dǎo)致齒面硬度較低，達(dá)不到要求，從而導(dǎo)致在實(shí)際使用過(guò)程中齒面磨損，造成聯(lián)軸器失效。

3 改進(jìn)措施

鼓型齒式聯(lián)軸器存在造價(jià)較高，檢修時(shí)需對(duì)電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)并重新找正，耗時(shí)較長(zhǎng)，工作量大，后期維護(hù)保養(yǎng)頻率高等問(wèn)題。通過(guò)組織技術(shù)人員調(diào)研，了解到鼓型齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大，但必須在潤(rùn)滑和密封良好的條件下才能耐久工作，需要經(jīng)常檢查密封狀況，注潤(rùn)滑脂，維護(hù)工作量大，增加了輔助工時(shí)，減少了有效工作時(shí)間，從而影響到生產(chǎn)效益。國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，已普遍選用壽命較長(zhǎng)、不用潤(rùn)滑和維護(hù)的膜片聯(lián)軸器取代鼓型齒式聯(lián)軸器。膜片聯(lián)軸器不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可凈化工作環(huán)境。因此決定將鼓型齒式聯(lián)軸器更換為彈性膜片聯(lián)軸器。

4 選型依據(jù)

根據(jù)原鼓型齒式聯(lián)軸器的外形尺寸查鼓形齒聯(lián)軸器參數(shù)表（表1），判斷舊的鼓型齒型號(hào)為GⅡCL11，其公稱轉(zhuǎn)矩為35.5kN·m。測(cè)量得知電機(jī)及減速機(jī)高速端軸孔直徑都為110 mm。鼓型齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

表1 鼓形齒聯(lián)軸器參數(shù)表

根據(jù)聯(lián)軸器改型遵循型號(hào)對(duì)應(yīng)原則，即鼓型齒聯(lián)軸器GⅡCL11型對(duì)應(yīng)改為膜片聯(lián)軸器JMⅠ11型。結(jié)合使用實(shí)際情況和膜片聯(lián)軸器專業(yè)廠家設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將膜片聯(lián)軸器的型號(hào)提升一級(jí)，最終換用JMⅠ12型膜片聯(lián)軸器。改型后的膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，相關(guān)參數(shù)見表2。

圖2 鼓形齒聯(lián)軸器示意圖

圖3 膜片軸器示意圖

表2 膜片聯(lián)軸器參數(shù)表

5 改型后聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩校核

選擇聯(lián)軸器的主要依據(jù)是傳遞的最大扭矩應(yīng)小于或等于許用扭矩值，最大扭矩的確定應(yīng)考慮機(jī)器制動(dòng)所需加減速扭矩和過(guò)載扭矩。但是往往因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)資料不足或分析困難，最大扭矩不易確定，此時(shí)可按計(jì)算扭矩選用。即計(jì)算扭矩不超過(guò)許用扭矩值，Tc≤Tn。計(jì)算扭矩Tc可用下式求出：Tc=KT=9550K。其中，驅(qū)動(dòng)功率P=220 kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450 r/min；工況系數(shù)K經(jīng)查表并結(jié)合聯(lián)軸器專業(yè)廠家推薦，取值K=3。

代入上述數(shù)值，Tc=4.346 kN·m。

查表可知JMⅠ12型膜片聯(lián)軸器的公稱扭矩為6.3kN·m，Tc＜6.3 kN·m，滿足使用要求。

6 新聯(lián)軸器的安裝

新購(gòu)置的膜片聯(lián)軸器到貨后，我們組織技術(shù)人員按照重型機(jī)械用膜片聯(lián)軸器安裝使用說(shuō)明書，采取了以下安裝措施：1）脫開原鼓型齒式聯(lián)軸器，松開電機(jī)與調(diào)整基座連接螺栓，將電機(jī)吊離調(diào)整基座，拆除電機(jī)和減速機(jī)端受損聯(lián)軸器。2）松開調(diào)整基座與安裝地板連接螺栓，將調(diào)整基座吊離安裝地板，鏟除調(diào)整基座兩面及安裝地板浮銹后，將調(diào)整基座復(fù)位。3）新膜片聯(lián)軸器的兩個(gè)半聯(lián)軸節(jié)放在油槽中加熱，溫度120～150℃，加熱保溫后，根據(jù)聯(lián)軸器安裝圖并注意按位置標(biāo)記迅速裝入軸上要求的位置，軸頭與半聯(lián)軸器端面一般應(yīng)齊平。加熱時(shí)不允許局部加熱，以免變形。4）吊裝電機(jī)，用水準(zhǔn)儀對(duì)基座平面進(jìn)行初步找平，用調(diào)整平墊調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)軸中心線達(dá)到水平及高度位置，水平找正用框式水平儀，偏差不允許大于1分度（即每米傾斜0.02 mm），控制好兩個(gè)半聯(lián)軸器之間的距離（按膜片聯(lián)軸器安裝要求，半聯(lián)軸器的法蘭盤兩內(nèi)側(cè)距離平均值與膜片厚度之間的誤差控制在0～0.4 mm）。5）用百分表測(cè)試軸向、徑向偏差（精確至±0.08 mm）后緊固地腳螺栓，再次測(cè)量間隙，直至完全符合技術(shù)要求，裝入膜片、連接螺栓并把緊。

安裝完畢后開機(jī)試運(yùn)行，電機(jī)、鼓型聯(lián)軸器及減速機(jī)端振動(dòng)明顯減弱，聲音正常。正常投用后，每月停車消缺時(shí)，檢查所有連接螺釘，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)，及時(shí)擰緊，每月將聯(lián)軸器外部用機(jī)油涂刷一遍，每2月測(cè)試軸向、徑向偏差。目前該臺(tái)脫水?dāng)D壓機(jī)聯(lián)軸器運(yùn)行狀況良好。

7 結(jié)語(yǔ)

由于JMⅠ型膜片聯(lián)軸器可靠性好、裝拆方便不用潤(rùn)滑和維護(hù)，通過(guò)本次改型，有效地降低了聯(lián)軸器日常維護(hù)保養(yǎng)及檢修工作量和費(fèi)用，降低了脫水?dāng)D壓機(jī)故障停車幾率，增加了脫水?dāng)D壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間，提高了生產(chǎn)效益，且為后續(xù)脫水?dāng)D壓機(jī)聯(lián)軸器改型提供了依據(jù)。我們也將本次成功的改型經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用于順丁橡膠裝置，在新開工的順丁后處理裝置中的脫水?dāng)D壓機(jī)及膨脹造粒機(jī)選用的都為膜片聯(lián)軸器，目前使用工況良好。

［1］ 周明衡，孔慶堂，姚鐵梅，等.聯(lián)軸器選用手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

［2］ 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)局.JB/T9147-99膜片聯(lián)軸器基本參數(shù)與尺寸［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

［3］ 機(jī)械工業(yè)冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).JB/T8854.2-2001鼓型齒式聯(lián)軸器基本參數(shù)和主要尺寸［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［4］ 機(jī)械工業(yè)冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).JB/ZQ4383-86聯(lián)軸器的載荷分類及工作情況系數(shù)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1986.

［5］ 葉飛，王洪波.100kt/a丁苯橡膠裝置P-2配制攪拌器改造［J］.化工設(shè)備與管道，2011，48（12）：28-30.