乳化分散機(jī)攪拌軸故障分析與修復(fù)

官奇志

（韶關(guān)比亞迪實(shí)業(yè)有限公司，廣東韶關(guān) 512040）

1 故障現(xiàn)象

1臺日本PRIMIX公司生產(chǎn)的乳化分散機(jī)，使用一段時(shí)間后，先出現(xiàn)到高轉(zhuǎn)速噪聲大，后出現(xiàn)主軸提速受阻且嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象。

2 乳化分散機(jī)結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)參數(shù)

（1）乳化分散機(jī)由電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承箱、密封箱、溢流容器、升降臺、冷卻管等部件組成（圖1）。AC380 V、3相、50 Hz電源；55 kW、4 P、全閉水冷型電機(jī)；最高圓周速度50 m/s；同步轉(zhuǎn)速6282 r/min。

（2）旋轉(zhuǎn)軸軸承箱內(nèi)軸承配對方式。兩組各2個(gè)角軸承 （7011）DT 組配，2個(gè)DT組配間背對背組合，即QBC型組合，如圖2所示。

（3）攪拌部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

（4）P筒形輪如圖 4所示。

3 故障分析與處理

3.1 檢查軸承箱

拆出軸承后發(fā)現(xiàn)軸承外圈有轉(zhuǎn)動痕跡，表明軸承在使用中出現(xiàn)松動，該組軸承已達(dá)不到配合精度，需要更換。準(zhǔn)備工作：查詢生產(chǎn)廠家提供的軸承預(yù)緊力數(shù)值，日本廠家提供的7011 C軸承預(yù)緊力為微預(yù)緊100 N、輕預(yù)緊200 N、中預(yù)緊490 N、重預(yù)緊980N，分散機(jī)軸承箱裝配可選輕預(yù)緊200 N。正確選擇預(yù)緊力后確定合適的內(nèi)外隔套，重點(diǎn)檢查軸承箱內(nèi)兩端軸承座孔的同軸度誤差、軸承外圈與座孔是否有配合間隙。

圖1 分散機(jī)結(jié)構(gòu)示意

圖2 軸承配對方式

3.2 檢查內(nèi)外隔套

兩套軸承之間放入寬度不等的內(nèi)隔套和外隔套，造成軸承內(nèi)外環(huán)軸向錯位，以保證兩套軸承的預(yù)緊力為定值。QBC型軸承組合有4套軸承，對相關(guān)間隙的一致性要求較高。如果選擇配對軸承，必須選配兩組配對的4個(gè)軸承的軸向游隙相同，外徑尺寸相同，還要適當(dāng)?shù)亩ㄏ蜓b配。原廠用的是選配軸承 7011UC P5（NTN），并加工了軸承內(nèi)外環(huán)寬度，使軸承內(nèi)外徑尺寸相同、軸向徑向間隙幾乎一致。原配內(nèi)外隔套寬度相差0.1 mm（外隔套長），根據(jù)原裝配置可以把軸承的精度提高到P4級，選萬能軸承，省去難度大的軸承配修工藝。選用7011UC G/GL P4（NTN）軸承，保證徑向、軸向尺寸的一致性，保證4套軸承的預(yù)緊力為一定值。內(nèi)外隔套寬度差采用感覺法測定，如圖5示，用大拇指和食指來回拉動外隔套，與用小棒（焊條）推動內(nèi)隔套的力做比較，哪一個(gè)需要用較大的力，就說明哪個(gè)隔套較厚，取下厚隔套研磨，直至感覺這兩個(gè)力相等即可，隔套兩端面的平行度誤差應(yīng)＜0.002 mm。

圖3 攪拌部裝配示意

圖4 P筒形輪

圖5 內(nèi)外隔套寬度差的測定

3.3 檢查配合尺寸

角軸承的特點(diǎn)是成對使用，通過調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)，消除軸向間隙實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，使角軸承內(nèi)外環(huán)和滾動體相接觸部位受力產(chǎn)生一定的彈性變形，即初變形，其過盈量約3 μm。滾動體與內(nèi)外環(huán)滾道的接觸面積得到增大，當(dāng)軸端受外載徑向、軸向受力時(shí)，不會對軸的回轉(zhuǎn)精度產(chǎn)生較大影響，從而提高支承系統(tǒng)的剛度。角軸承配合的目標(biāo)值：軸承內(nèi)徑與軸頸配合的目標(biāo)過盈量為0～3 μm，軸承座孔與Φ90軸承外徑的目標(biāo)間隙量為3～9 μm。

3.4 檢查軸承座箱體、配合軸頸

經(jīng)三坐標(biāo)測量，軸承座兩端軸承孔同軸度為5 μm；軸承座孔與軸承外徑的間隙3～7 μm；軸承內(nèi)圈與配合軸頸的過盈量2 μm，判斷軸承座與軸頸合格。準(zhǔn)備工作完成后，徹底清洗裝配零件，切忌用壓縮空氣吹動軸承，以防止灰塵或管道內(nèi)的贓物進(jìn)入軸承滾道,總裝配應(yīng)在2 h內(nèi)裝完。

3.5 高速噪聲

攪拌軸總成裝配好后，要進(jìn)行動平衡試機(jī)?，F(xiàn)場動平衡試機(jī)的目的，消除質(zhì)量不平衡，減少振動，降低噪聲。

（1）測量儀器。德國申克SCHENCK動平衡儀，靈敏度55 mv/g。在P筒形輪外徑的不同相位角測試，測得轉(zhuǎn)速6000 r/min時(shí)，不平衡烈度6.445 mm/s；轉(zhuǎn)速4500 r/min時(shí)，不平衡烈度4.675 mm/s。攪拌軸總成要求達(dá)到G2.5的動平衡品級要求，上述不平衡烈度超差，需修復(fù)。

（2）修正方法。主軸制作時(shí)已達(dá)到動平衡評級要求，修正P筒形輪，借助動平衡儀確定試機(jī)時(shí)的相對位置（圖6）、如在151°～152°位置加1.6～1.447 g橡皮泥，如運(yùn)轉(zhuǎn)測量合適，就要在180°反相位處去除盡量相近的不平衡量質(zhì)量。按不平衡量公式代入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，然后在對應(yīng)位置去除計(jì)算得出的質(zhì)量，反復(fù)幾次，直到滿足要求。修復(fù)后，轉(zhuǎn)速6000 r/min時(shí)，攪拌總成的不平衡烈度由6.445 mm/s減小到1.77 mm/s；轉(zhuǎn)速4500 r/min時(shí)，不平衡烈度由4.675 mm/s減小到1.65 mm/s，達(dá)到了G2.5的動平衡品級要求。

（3）磨合。攪拌部總成完成動平衡修正后，要進(jìn)行磨合運(yùn)行，以圓周速度10 m/s運(yùn)行，軸承箱外部溫度穩(wěn)定后，將圓周速度提高到20 m/s，磨合運(yùn)行至溫度穩(wěn)定為止。按此步驟，依次磨合運(yùn)行到圓周速度 30 m/s，40 m/s，50m/s，整個(gè)過程溫升＜25℃。磨合完成后，試水、漿料的正常攪拌。

圖6 修正P筒形輪

4 結(jié)語

企業(yè)購買國外設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)加工，設(shè)備采購費(fèi)用和后期維護(hù)成本較高，通過技術(shù)的消化吸收，達(dá)到自行維護(hù)使用的程度。在原設(shè)備基礎(chǔ)上，結(jié)合自身工藝特色，改良設(shè)計(jì)符合自己工藝特點(diǎn)的非標(biāo)設(shè)備，不但可以節(jié)省費(fèi)用，工藝水平也會得到提高。