重灰一水堿螺旋輸送絞龍末端吊架瓦套的設(shè)計(jì)

包永賢，李 欣，楊海軍，馬 曉

(中鹽青海堿業(yè)有限公司，青海德令哈 817099)

1 技術(shù)背景

重灰一水堿螺旋輸送絞龍(統(tǒng)稱(chēng)螺旋輸送機(jī)，俗稱(chēng)重灰爐進(jìn)料絞龍)是利用螺旋軸旋轉(zhuǎn)推移物料進(jìn)行輸送的設(shè)備。螺旋輸送機(jī)能水平、傾斜或垂直輸送，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面積小、密封性能好、操作方便、維修容易、便于密封運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在純堿生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在煅燒工序中用來(lái)輸送含水分為18.5%～23%、溫度為85 ℃的一水堿，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速69 r/min，由于螺旋輸送絞龍輸送管殼體直徑為500 mm，螺旋輸送機(jī)絞龍葉片的直徑為480 mm，單邊有長(zhǎng)度為20 mm的間隙，以確保絞龍軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但中間沒(méi)有支承，在輸送過(guò)程中易引起設(shè)備振動(dòng)，影響一水堿的輸送效率。而一個(gè)比較可靠又簡(jiǎn)單操作的辦法就是在螺旋輸送絞龍末端安裝吊架瓦套裝置，可有效改善螺旋輸送軸的擺動(dòng)，降低機(jī)器振動(dòng)，促進(jìn)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，從而減少設(shè)備的維修成本，提高軸及軸承的使用壽命。

2 螺旋輸送絞龍末端吊架瓦套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)出一種在螺旋輸送絞龍末端安裝吊架瓦套(一種安裝在螺旋輸送絞龍末端的吊架瓦套)，其中螺旋輸送絞龍的規(guī)格尺寸為φ480×2300，生產(chǎn)能力為30 t/h，絞龍外殼尺寸為DN550。吊架裝置是由支撐底板、吊臂、吊瓦座組成，支撐板到吊瓦座中心距為275 mm。吊架瓦套安裝在吊瓦座內(nèi)，其規(guī)格尺寸為φ100×60×80。吊臂的一端焊接支撐底板，另一端焊接吊瓦座。支撐板是R=275 mm弧度的鋼板，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，用螺栓固定在絞龍末端殼體上，吊瓦座中安裝鑄銅瓦套，鑄銅瓦套有很好的耐磨性能。絞龍末端是45#調(diào)質(zhì)鋼的軸，軸上套防止磨損軸的軸套，軸套上設(shè)置擋軸套擋片凹槽，軸頭斷面設(shè)置兩個(gè)M12螺孔安裝防止軸套脫落和轉(zhuǎn)動(dòng)的壓板，軸套規(guī)格尺寸為φ100×60×80。

本裝置克服了原有螺旋輸送機(jī)定位固定軸承容易損壞的缺點(diǎn)，通過(guò)使用耐磨性能比較高的鑄鋼軸套延長(zhǎng)了絞龍軸的使用壽命，節(jié)約了絞龍軸維修更換成本。螺旋軸必須具有較好的耐高溫性能，保證物料輸送的穩(wěn)定性，因此在本設(shè)計(jì)中所使用的軸套和軸均為45#優(yōu)質(zhì)鋼，而瓦套所用材質(zhì)為鑄銅(ZCuAl9Mn2)，由于45#優(yōu)質(zhì)鋼和鑄銅的熱力學(xué)性質(zhì)不同，膨脹系數(shù)存在差距，45#優(yōu)質(zhì)鋼熱膨脹系數(shù)大，而鑄銅熱膨脹系數(shù)很小，因此為減少螺旋輸送絞龍?jiān)谶\(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)卡停、抱死等情況，在裝配時(shí)要有0.3～0.5 mm的偏差。本設(shè)計(jì)中使用的鑄銅瓦套(ZCuAl9Mn2)具有較好的力學(xué)性能，在大氣、淡水和海水中耐腐蝕性好，鑄造性能好，組織致密、氣密性好、耐磨性好，可以焊接。其一般用來(lái)制作耐蝕、耐磨零件和形狀簡(jiǎn)單的大型鑄件，如襯套、齒輪、渦輪，以及在250 ℃以下工作的管配件和要求氣密性好的鑄件等。軸承的密封性和潤(rùn)滑是在軸承與軸套、瓦套之間通過(guò)物料堿潤(rùn)滑的方式完成的；當(dāng)螺旋輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)磨損時(shí)，卸下支撐板和擋軸套擋片的螺絲直接更換軸套、瓦套、螺旋軸等，檢修更換比原有設(shè)備更節(jié)省時(shí)間、成本和人力；鑄鋼軸套上設(shè)置有對(duì)軸套定位和固定的擋軸套擋片，更好的將軸套和軸形成一體，減少軸的磨損。支撐板為外凸的弧形，弧形的中心距與絞龍外殼在一個(gè)同心上。見(jiàn)圖1。

1、6 吊架本體(碳鋼) 2、7 瓦套(材質(zhì)為鑄銅) 8、12 軸套(鑄鋼) 3、9 軸(45#調(diào)質(zhì)鋼) 4、10 擋軸套擋片 5、11 M12螺絲孔圖1 吊架剖面圖

3 吊架瓦套的安裝及使用

在本設(shè)計(jì)中鑄鋼軸套與螺旋軸套接在一起，裝配時(shí)要注意與螺旋軸的間隙，以確保絞龍軸能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，降低軸的摩擦和振動(dòng)，將螺旋軸裝入鑄鋼軸套后，通過(guò)擋軸套擋片防止軸套移位、竄出，支撐板與吊架本體焊接時(shí)要保證在同一同心上。吊臂與中間吊架本體可以做成整體鑄件，也可以做成單獨(dú)構(gòu)件，然后焊接在一起。

4 安裝吊架瓦套后的效果和改進(jìn)的方向

在螺旋輸送絞龍末端安裝吊架瓦套后，一方面，該裝置保護(hù)了螺旋輸送機(jī)前端的定位固定軸承和推力軸承，將螺旋輸送絞龍?jiān)谶\(yùn)行過(guò)程中始終保持在同一位置上，使絞龍受力均勻，減少了與軸承之間的磨損和設(shè)備的晃動(dòng)；另一方面，解決了更換軸承過(guò)程中拆卸不便的缺陷，當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)磨損的情況時(shí)，可以卸下支撐板和擋軸套擋片的螺絲直接更換軸套、瓦套、螺旋軸等裝置，提高了檢修效率，確保設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。

在本設(shè)計(jì)中絞龍末端安裝的吊架瓦套為該工序水合進(jìn)料絞龍的鑄銅瓦套，該材質(zhì)成本較高，吸振性、耐磨性和機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)，在后期的生產(chǎn)過(guò)程中增加人員勞動(dòng)強(qiáng)度，并且需要大量的檢修費(fèi)用。

為解決后期成本費(fèi)用高，耐磨性不強(qiáng)等缺陷，建議用球墨鑄鐵作為吊架瓦套的制作材質(zhì)。球墨鑄鐵常用于生產(chǎn)受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性等要求較高的零件，它具有熱變形極小的特點(diǎn)，同其他材料比較，化學(xué)穩(wěn)定性較好，能提高設(shè)備機(jī)械性能。使用該材質(zhì)能進(jìn)一步提高吊架瓦套的耐磨性，降低設(shè)備故障率，保證生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。