淺談大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘 要：轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)又被稱之為曝氣轉(zhuǎn)盤，乃是一種水平軸盤式表面推流曝氣器。隨著我國(guó)環(huán)保意識(shí)不斷提高，污水處理工作成為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活所不可或缺的環(huán)節(jié)。因而該裝置在污水處理工作中得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)向前穩(wěn)步發(fā)展。然而，由于轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)往往需要不間斷運(yùn)行，加之其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而給維修和養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)了較大困難。為此，本文將針對(duì)大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)，繼而提高該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，為其更有效的使用提供幫助。

關(guān)鍵詞：大型氧化溝工藝；轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.031

0 前言

大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的應(yīng)用，使得污水處理效率得到了大幅提升，對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到了重要的促進(jìn)作用。然而，由于該設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修工作量大，企業(yè)不得不支出更多的成本以用于保障設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，針對(duì)大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有助于提高企業(yè)生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)成本，并未該設(shè)備設(shè)計(jì)工作的改進(jìn)與完善提供了有力的支持，具有重要的研究?jī)r(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義。

1 大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)主軸材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

主軸是大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障，當(dāng)前轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)主軸材料的主要是20#和45#鋼，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，前者具有良好的焊接性能，而后者則是剛性較好，有助于污水的快速處理。但是，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間觀察并檢測(cè)兩種鋼材料的機(jī)械性能之后發(fā)現(xiàn)，20#鋼剛性無(wú)法滿足轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)主軸撓度不高于1/（1000～1500）的性能要求，使用過(guò)程中發(fā)生機(jī)械故障而停止運(yùn)轉(zhuǎn)的幾率相對(duì)較高。而45#鋼盡管能夠滿足主軸撓度需求，在焊接性能方面則是存在較大不足。針對(duì)此種情況，本文著重提出了采用16Mn鋼來(lái)全面替代20#和45#鋼的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。其原因在于20#鋼機(jī)械性能為250Mpa，45#鋼為340Mpa，而本文所推薦的16Mn機(jī)械性能可達(dá)到325Mpa，同時(shí)自身的耐低溫沖擊韌性相對(duì)較好，更能夠滿足實(shí)際機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)需求[1]。

2 大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)軸承座優(yōu)化設(shè)計(jì)

原有的轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)軸承座往往采用固定式，盡管能夠抵御機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)于基座所帶來(lái)的沖擊力，但是當(dāng)外界環(huán)境溫度逐漸升高亦或是溫度降低帶來(lái)熱脹冷縮反應(yīng)后，則該固定式軸承座無(wú)法提供大量的位移空間，增加了機(jī)械設(shè)備本身的損害，間接導(dǎo)致其使用壽命出現(xiàn)縮短趨勢(shì)。加之大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)以戶外作業(yè)環(huán)境為主，更是進(jìn)一步加劇了該問(wèn)題的嚴(yán)重性?；诖耍疚尼槍?duì)性提出了采用機(jī)械密封式軸承座來(lái)取代固定式軸承座的優(yōu)化設(shè)計(jì)理念。具體應(yīng)用措施為將轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)軸承座中的圓錐滾子軸承、密封用鎖緊螺母與軸承頭部位置相固定，而與機(jī)械主軸的連接則是利用法蘭來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而促使該結(jié)構(gòu)能夠與軸承套筒以及悶蓋構(gòu)成一個(gè)相對(duì)密閉的油腔[2]。在軸承基座的設(shè)計(jì)商，則是采用尼龍襯座的設(shè)計(jì)思路，其內(nèi)部表面采用球面設(shè)計(jì)，當(dāng)整個(gè)機(jī)械設(shè)備的上蓋與軸承基座壓緊之后能夠發(fā)揮出良好的防旋轉(zhuǎn)作用。隨后將軸承所用套筒安裝在尼龍襯座之上，以實(shí)現(xiàn)沿著軸承方向?qū)崿F(xiàn)雙向移動(dòng)的目的，并且能夠有效補(bǔ)償主軸撓度設(shè)計(jì)以及設(shè)備安裝過(guò)程中人為產(chǎn)生的角度誤差，確保其運(yùn)行穩(wěn)定性能夠得到有效保障。該設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用可以滿足以下幾方面需求：

（1）大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)作業(yè)環(huán)境溫度發(fā)生顯著變化，由此所帶來(lái)的熱脹冷縮效應(yīng)可以被尼龍襯座所抵消，有效的降低了因固定軸承而對(duì)聯(lián)軸器產(chǎn)生的熱應(yīng)力所帶來(lái)的不良影響。

（2）滿足了轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中機(jī)械密封壓恒定的需求。由于機(jī)械設(shè)備安裝過(guò)程中必然存在著人為因素的影響，通過(guò)該優(yōu)化設(shè)計(jì)可以促使機(jī)械設(shè)備持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部空間不會(huì)發(fā)生改變，即使是較大的摩擦力亦或是作用力下仍然不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位、位移等情形。

（3）潤(rùn)滑周期大幅延長(zhǎng)的需求。固定式軸承基座在養(yǎng)護(hù)維修過(guò)程中需要使用油脂作為潤(rùn)滑介質(zhì)，其加注周期一般為15d左右，而采取機(jī)械密封式軸承座設(shè)計(jì)后，機(jī)油潤(rùn)滑的養(yǎng)護(hù)方式使得潤(rùn)滑效果大幅提升，并且加注周期能夠保持在半年或者是一年時(shí)間，有效的減少了轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)維修工作量與成本支出。

3 大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)安裝方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而優(yōu)化設(shè)計(jì)其安裝方式盡管無(wú)法徹底杜絕人為操作因素所帶來(lái)的影響，但是可以高差卻能夠得到有效控制。其具體安裝方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)如下：首先，將地腳螺栓在確定機(jī)械設(shè)備安裝位置后進(jìn)行精確預(yù)埋，并依據(jù)各個(gè)部件的先后順序?qū)⒙菽浮⒌装鍖?duì)應(yīng)安裝[3]。其次，對(duì)其進(jìn)行高差測(cè)量，在確認(rèn)無(wú)誤后將所有螺母緊固，并實(shí)施二次灌漿。第三，放置軸承座以及減速機(jī)，并采用上部螺母施加壓力后緊固。通過(guò)上述步驟的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終能夠確保軸承座與減速機(jī)之間的高差被有效壓縮在1.5mm以下，進(jìn)一步提高了整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

綜上所述，有鑒于大型氧化溝工藝中轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)對(duì)于污水處理工作的重要性，并且兼顧其作業(yè)環(huán)境，本文針對(duì)性的提出了主軸材料、軸承座、安裝方式三方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，通過(guò)實(shí)施檢驗(yàn)上述優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容確實(shí)能夠提高轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，進(jìn)一步降低該設(shè)備的養(yǎng)護(hù)維修工作量，節(jié)約成本支出，具有重要的借鑒參考與應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]柏杉.淺談氧化溝工藝轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的安裝及調(diào)試經(jīng)驗(yàn)[J].科技信息，2011，10（09）：474.

[2]敖慶國(guó).淺談轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)安裝方法[J].城市建筑，2013，15（18）：70.

[3]王月萍.淺析氧化溝常用曝氣設(shè)備的能效比值[J].通用機(jī)械，2015，10（01）：81-84.

作者簡(jiǎn)介：陳春芹（1981-1），女，山東冠縣人，本科，助理工程師，研究方向：機(jī)電。