壓濾機傳動機構改造方案

楊志萍

（大同煤礦集團有限責任公司精煤分公司，山西 大同 037000）

隨著現(xiàn)代技術的日益更新和工業(yè)的迅速發(fā)展，可開采的礦產(chǎn)資源日益枯竭，已面臨“貧、細、雜”的狀況，因此，人們不得不把礦石磨得更細，而對“細、泥、黏”物料進行固液分離，以提高礦產(chǎn)的利用率。如今，除了對節(jié)能環(huán)保高度要求之外，企業(yè)對固液分離技術及設備又提出了更高、更廣的要求。針對石油、化工、食品、選礦、冶金、煤炭、化工等行業(yè)的社會需求，拉動了固液分離技術及設備的應用，且其應用領域的廣度和深度仍在不斷擴展。壓濾機最大的優(yōu)越性是正壓、高壓壓強脫水，較傳統(tǒng)的真空過濾機的壓差大得多，因而濾餅水份低，能耗少，濾液清澈透明，所以壓濾機才能蓬勃發(fā)展并被各行業(yè)廣泛應用。

1 壓濾機介紹

壓濾機是一種間歇性操作的加壓過濾設備，適用于各種懸浮液的固液分離，適用范圍廣、分離效果良好、結構簡單、操作方便、安全可靠；主要應用于冶金、洗煤等領域，也適用于紡織、印染、制藥、造紙、醫(yī)藥、味精等工業(yè)廢水及城市污水處理等各種需進行固液分離的領域。一般快開式高壓隔膜壓濾機，采用機、電、液一體化設計制造，可根據(jù)濾板數(shù)量的多少，組成不同的過濾面積和容積；進料方式一般為兩端中間進料，過濾速度快、結構合理、操作簡單、維護方便、安全可靠，主要由機架部分、過濾部分、傳動機構部分，液壓部分、電氣部分等組成，傳動機構為事故高發(fā)部位。

圖1 自動拉板壓濾機結構

同煤集團精煤分公司燕子山選煤廠現(xiàn)有壓濾機5臺，型號為KM500-2000型壓濾機，于2014年安裝，運轉過程中經(jīng)常出現(xiàn)自動拉板系統(tǒng)斷鏈、卡鏈現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)拉板傳動系統(tǒng)的鏈輪鍵槽損壞、傳動軸斷裂事故，處理事故時需要更換鏈輪、傳動軸等，處理時間較長，導致的直接后果是選煤廠煤泥處理滯后于生產(chǎn)系統(tǒng)，小時帶煤量降低，從而降低了全系統(tǒng)的洗選能力。針對傳動系統(tǒng)事故頻發(fā)，追根溯源，將發(fā)生事故的源頭處理掉，尋求解決辦法。

2 故障原因分析

通過對幾次事故后設備的損壞情況以及壓濾機在運轉過程中進行自動取拉板的過程進行分析研究，查找發(fā)生事故的主要原因過程如下：

2.1 自動拉板部分運轉過程分析

（1）拉板系統(tǒng)由變頻電機（M）及減速機、拉板小車、鏈輪、鏈條等組成，在PLC的控制下，變頻電機轉動，通過鏈條帶動拉板小車完成取拉板動作。除程序控制外，還可手動控制，能隨時控制拉板過程中的前進、停止、后退動作，以保證卸料的順利進行。每臺壓濾機共有濾板78塊，每組6板，每個循環(huán)通過13次取拉板完成。

（2）拉板系統(tǒng)通過變頻電機控制，在取拉板過程中不停的正反轉，導致運轉軸不停的切換承受兩個方向的扭矩，強度到一定極限后發(fā)生斷軸和鏈輪鍵槽損壞現(xiàn)象。

（3）通過壓濾機在取拉板過程中觀察，一旦有輕微的卡鏈現(xiàn)象時，由于傳動軸軸徑尺寸較小而長度較長，在取拉板過程中發(fā)生軸輕微顫動現(xiàn)象。

2.2 發(fā)生事故設備的損壞情況分析

（1）發(fā)生小車傳動鏈條斷鏈、卡鏈事故后，觀察鏈條斷鏈接口處，一般為一側斷鏈、卡鏈，發(fā)現(xiàn)斷鏈原因為兩側鏈條運轉不同步導致。

（2）發(fā)生鍵槽損壞、傳動軸斷裂事故時,發(fā)現(xiàn)為輪鍵槽配合面損壞，而傳動軸斷裂也為鏈輪與軸配合部位。

（3）發(fā)生傳動鏈條斷鏈事故時，觀察斷裂面，一般為鏈條太細而拉斷。

2.3 傳動系統(tǒng)發(fā)生事故主要原因

（1）傳動系統(tǒng)軸較細50 mm，承受頻繁切換兩個方向的扭矩，達到疲勞極限后斷裂。

（2）鏈輪與軸采用鍵連接、接觸配合表面連接強度不夠，鍵槽尺寸為14 mm，輪轂槽深3.8 mm，由于頻繁切換方向經(jīng)常發(fā)生鍵槽損壞現(xiàn)象。

（3）傳動軸直徑細、長度長達到2.5 m，僅靠兩側支撐運轉過程中由于頻繁切換方向，軸易發(fā)生顫動現(xiàn)象，從而導致發(fā)生拉板小車鏈條不同步現(xiàn)象。

（4）傳動系統(tǒng)鏈傳動鏈條為20 A-1，節(jié)距31.75 mm、滾子直徑19.05 mm，抗拉強度不夠，經(jīng)常發(fā)生斷鏈、掉鏈事故。

3 改造方案

通過以上原因分析，提出了以下改造方案：

（1）將傳動軸軸直徑由50 mm改為65 mm，增加承受扭矩的能力。

（2）將鏈輪改為雙鍵槽增加連接強度，鍵槽為18 mm，輪轂槽深4.4 mm。

（3）在鏈傳動從動輪外側加瓦座支撐，消除軸顫動現(xiàn)象。

（4）將鏈條更換為28A-1，節(jié)距為44.45 mm、滾子直徑25.4 mm，增加抗拉強度。

4 應用情況及經(jīng)濟社會效益

目前經(jīng)過改造的壓濾機傳動系統(tǒng)運轉平穩(wěn)，運轉過程中觀察傳動軸不發(fā)生顫動現(xiàn)象，也從未發(fā)生斷軸、損壞鍵槽情況，兩側傳動鏈條同步運轉，未發(fā)生小鏈傳動不同步現(xiàn)象，壓濾機在取、拉板過程中運轉正常。

（1）節(jié)約材配費用24萬元。改造前3臺壓濾機在2018年平均每臺發(fā)生斷軸、鍵槽損壞情況2次，每次需對軸、鏈輪、鏈條進行更換，更換一次配件約需6萬元，共計投入36萬元左右；而加工一套改造所需配件約需4萬元，按壽命一年計算，則改造后一年節(jié)約材配24萬元。

（2）減少影響生產(chǎn)時間96.3 h，可多洗煤18297 t。通過對2018年3臺壓濾機拉板傳動系統(tǒng)發(fā)生事故影響時間統(tǒng)計，共計影響時間107.5 h，2018年上半年進行同樣統(tǒng)計，影響時間僅為5.6 h，則全年可減少影響時間107.5-2×5.6=96.3 h，按照設計能力小時帶煤量為950 t，則每臺壓濾機每小時折算到處理原煤量為950/5=190 t，故全年可多洗煤18297 t。

通過改造成功的解決壓濾機拉板傳動系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生事故的情況，降低工人的勞動強度，提高壓濾機開機率，減少細煤泥處理系統(tǒng)對生產(chǎn)的制約，還減少了對鏈條、鏈輪、傳動軸的更換周期，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟和社會效益。此項改造可以應用到同類壓濾機的其它選煤廠，也可以借鑒應用到其它壓濾機的傳動機構改造中，還可以推廣應用到其它扭矩經(jīng)常發(fā)生方向變化的傳動改造當中。

5 結語

通過將壓濾機傳動系統(tǒng)的傳動軸軸直徑由50 mm改為65 mm，增加了傳動軸承受扭矩的能力；將鏈輪改為雙鍵槽增加連接強度；在鏈傳動從動輪外側加瓦座支撐，消除軸顫動現(xiàn)象；將鏈條更換為28A-1，節(jié)距為44.45 mm、滾子直徑25.4 mm，增加了傳動鏈條抗拉強度。說明在壓濾機傳動系統(tǒng)中傳動軸由于較長，在設計初期就應充分考慮其強度保證傳動要求，同時兩側應加強支撐結構的設計，并在鏈輪與傳動軸的配合上，增加連接強度，傳動鏈條的選型上也要有足夠的抗拉強度。