臥螺式離心機(jī)振動(dòng)原因分析及處理措施

阿力木·買買提，文全國，丁德江，肖光宇，郝以彬

（中國石油獨(dú)山子石化公司設(shè)備檢修公司乙烯鉗工車間，新疆獨(dú)山子 833699）

0 引言

某公司環(huán)保項(xiàng)目，主要對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的、無法回收利用的廢渣液以及污水處理場(chǎng)脫水后的“三泥”進(jìn)行收集、輸送、生物氧化處理，最后達(dá)到無害化排放。臥螺式離心機(jī)作為固廢裝置核心設(shè)備，一旦故障停機(jī)將使工藝流程中斷，廢氣無法及時(shí)無害化排放，對(duì)環(huán)境造成不良影響。因此，對(duì)臥螺式離心機(jī)振動(dòng)大原因進(jìn)行分析并采取相應(yīng)的處理措施，切實(shí)保障工藝正常流轉(zhuǎn)，成為一段時(shí)期以來設(shè)備管理的難點(diǎn)。

1 臥螺式離心機(jī)概況

某固廢裝置臥螺式離心機(jī)為德國韋斯伐里亞公司設(shè)計(jì)制造，機(jī)組主要包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、差速器、軸承座、液位調(diào)節(jié)片、螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓、分離裝置、液力耦合器等部件，具有物料適應(yīng)性好、應(yīng)用范圍廣、分離效率較高等優(yōu)點(diǎn)（圖1）。該離心機(jī)功率為30 kW，轉(zhuǎn)速4500 r/min，流量15 m3/h。其聯(lián)軸器為皮帶類型，采用為滾動(dòng)軸承。

圖1 臥螺式離心機(jī)基本結(jié)構(gòu)

臥螺式離心機(jī)工作原理：離心機(jī)用來分離介質(zhì)的主體結(jié)構(gòu)由螺旋器和套在其外層的滾筒形外殼組成，機(jī)組運(yùn)行時(shí)螺旋器和轉(zhuǎn)筒繞著同一個(gè)軸心線同方向不同速度旋轉(zhuǎn)，兩者的差速由差速器來控制；由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，將固液混合介質(zhì)中的水分和固體物質(zhì)分離出來，水分通過流道導(dǎo)出到機(jī)體外部，固體介質(zhì)由螺旋器推到螺旋的出口端；如此不斷運(yùn)行，達(dá)到固液分離的目的（圖2）。

圖2 臥螺式離心機(jī)工作原理

2 臥螺式離心機(jī)振動(dòng)大原因分析

臥螺式離心機(jī)振動(dòng)大的原因有很多。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)臥螺式離心機(jī)維修經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)得出引起臥螺式離心機(jī)振動(dòng)大的原因主要有以下5 個(gè)。

2.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良

引起臥螺式離心機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡的根本原因?yàn)檗D(zhuǎn)子質(zhì)量的偏差，廠商機(jī)組資料要求轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡偏差＜3g，實(shí)際校驗(yàn)在2 g甚至mg 以內(nèi)。如果轉(zhuǎn)鼓上某點(diǎn)的質(zhì)量偏差為4 g，額定轉(zhuǎn)速為4500 r/min，轉(zhuǎn)鼓直徑600 mm，則偏心力F=mrω2=4×10-3×0.3×（4500/60×2×3.14）2=266.21 kg。由此可見，轉(zhuǎn)子上某點(diǎn)很小的質(zhì)量偏差，就會(huì)產(chǎn)生很大的偏心力。這個(gè)偏心力正是臥螺離心機(jī)振動(dòng)大的根本原因。

2.2 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堵塞

隨著離心機(jī)運(yùn)行時(shí)間的增加，由于介質(zhì)具有一定的黏性，一部分介質(zhì)在螺旋器和轉(zhuǎn)筒內(nèi)不斷堆積，牢牢吸附在內(nèi)壁，引起流道堵塞，從面產(chǎn)生不平衡力，增加振動(dòng)值。機(jī)組間歇運(yùn)行時(shí)，由于介質(zhì)的黏性，介質(zhì)堆積和內(nèi)部堵塞的現(xiàn)象更加明顯。在拆卸檢查時(shí)如果有這種現(xiàn)象就應(yīng)該進(jìn)行清洗處理。

介質(zhì)長(zhǎng)期堆積在轉(zhuǎn)子內(nèi)部而產(chǎn)生的離心力也是不容忽視的，現(xiàn)場(chǎng)拆卸發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓堵塞如圖3 所示。

2.3 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部磨損變形

轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部磨損，造成轉(zhuǎn)子不均勻的質(zhì)量偏差也是造成離心機(jī)振動(dòng)較大的原因（圖4）。

2.4 各部位軸彎曲變形

圖3 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堵塞

圖4 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部不均勻磨損

軸彎曲變形后，會(huì)造成轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的偏心力，這也是造成離心機(jī)振動(dòng)較大的原因（圖5～圖7）。其中，圖5 的徑向圓跳動(dòng)達(dá)0.16～0.17 mm，標(biāo)準(zhǔn)要求不超過0.02 mm；圖6 的最大彎曲度超過1 mm，標(biāo)準(zhǔn)要求不超過0.04 mm；圖7的徑向圓跳動(dòng)達(dá)0.06～0.08 mm，標(biāo)準(zhǔn)要求不超過0.02 mm。

圖5 轉(zhuǎn)鼓液相端短軸彎曲

圖6 差速器花鍵軸彎曲

2.5 軸承磨損

軸承磨損、軸承間隙過大，會(huì)引起振動(dòng)位移加大，導(dǎo)致機(jī)組的振動(dòng)值升高。圖8中軸承磨損，軸承間隙為0.50 mm，而標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為0.08～0.10 mm。

3 處理措施

分析出引起離心機(jī)振動(dòng)大的原因后，采取相應(yīng)的措施消除振動(dòng)故障，保證離心機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

（1）動(dòng)平衡校驗(yàn)。轉(zhuǎn)鼓和螺旋組裝后進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn)，嚴(yán)格控制動(dòng)平衡＜3 g（圖9）。

（2）調(diào)整工藝，及時(shí)清洗。根據(jù)工藝需求進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格按照離心機(jī)工藝要求投、停料，擇機(jī)對(duì)離心機(jī)進(jìn)行清洗。

（3）修復(fù)磨損部位。對(duì)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部磨損部位進(jìn)行修復(fù)（圖10）。

（4）更換彎曲部件。采購原廠轉(zhuǎn)鼓液相端短軸和差速器花鍵軸進(jìn)行更換，檢修過程嚴(yán)格按照檢修規(guī)程，保證各裝配數(shù)據(jù)符合要求。

（5）更換新軸承，定期更換潤滑脂。針對(duì)軸承磨損故障，更換新的軸承，并定期更換潤滑脂，確保軸承處于良好運(yùn)行工況。制定加脂計(jì)劃：每隔20 d 加一次油脂，每次的量應(yīng)保證充分潤滑軸承。

圖7 轉(zhuǎn)鼓固相端短軸彎曲

圖8 軸承座及軸承外表面磨損嚴(yán)重

圖9 動(dòng)平衡校驗(yàn)

圖10 轉(zhuǎn)鼓磨損部位修復(fù)

4 結(jié)束語

總結(jié)臥螺式離心機(jī)日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，分析引起機(jī)組振動(dòng)大的原因并制定相應(yīng)的處理措施，使離心機(jī)系統(tǒng)更加穩(wěn)定和安全可靠，制定提前加脂、定期盤車等維護(hù)計(jì)劃，使機(jī)組處于最佳工作狀態(tài)，延長(zhǎng)離心機(jī)的使用壽命。