LIGHTNIN 攪拌器安裝技術(shù)及應(yīng)用

焦鵬偉，靳裕承

（中國(guó)石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

蘭州石化公司3.5 萬噸/年特種丁腈橡膠裝置項(xiàng)目，其動(dòng)設(shè)備安裝工程A600 單元和700 單元，共有美國(guó)LIGHTNIN 攪拌器22 臺(tái)，該攪拌器結(jié)構(gòu)獨(dú)特，槳葉軸從減速機(jī)上部直接穿過，長(zhǎng)徑比較大，剛性較差，上下兩軸承間距大，并且首層槳葉距離罐底較近，底軸承承載動(dòng)載荷較大。因此，三足穩(wěn)定式底軸承（以下簡(jiǎn)稱底軸承）安裝定位精度要求高。如果底軸承定位安裝出現(xiàn)偏差，則會(huì)引起底軸承與上軸承的同軸度出現(xiàn)安裝偏差，會(huì)造成運(yùn)行過程底軸瓦磨損過快、攪拌器運(yùn)行振動(dòng)大等不良后果，嚴(yán)重的甚至可能出現(xiàn)攪拌器漿葉軸斷裂等事故。對(duì)以上特點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行分析研究、采取有效措施，針對(duì)性地制定解決方案，設(shè)計(jì)制作底軸承安裝專用工裝，從根本上解決底軸承安裝的技術(shù)問題。

1 美國(guó)LIGHTNIN 攪拌器簡(jiǎn)介

LIGHTNIN 攪拌器主要由電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、填料密封、槳葉軸、攪拌槳葉、輪轂、底軸承、調(diào)整墊板等組成，其中槳葉軸、攪拌槳葉、輪轂、底軸承、墊塊等部件均進(jìn)行拋光處理，表面光潔度較高。

LIGHTNIN 攪拌器有如下特點(diǎn)：

（1）具有獨(dú)特機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，適用面廣，操作方便，其槳葉軸從上部直接穿過減速機(jī)并固定。檢查更換底軸承、軸彎曲檢查、更換軸等工作不需要拆除電機(jī)、減速機(jī)等設(shè)備，特別是軸封的維修和更換無需把攪拌器從罐上移開，30 min即可更換軸封，無需抽出軸，只需松開螺栓，從而使檢修時(shí)間縮短。

（2）槳葉軸長(zhǎng)度大、軸徑細(xì)，長(zhǎng)徑比較大，剛性較差。

（3）底部軸承底座采用三足支撐式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，軸瓦材料為四氟（即四氟乙烯），具有使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

（4）攪拌器安裝精度要求高，垂直度、水平度要求小于0.25°，軸端徑跳動(dòng)小于0.5 mm/m。

（5）槳葉安裝高度在0～600 mm 內(nèi)不同位置固定，適用不同的介質(zhì)工況。

2 攪拌器的安裝

2.1 攪拌器基礎(chǔ)驗(yàn)收

（1）對(duì)膠漿混合罐攪拌器基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)收，特別是預(yù)埋螺栓的位置、標(biāo)高、露出長(zhǎng)度、間距和垂直度進(jìn)行測(cè)量記錄，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T 50231—2009《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》。然后進(jìn)行攪拌器底座安裝前的放線，偏差≤2 mm。

（2）待基礎(chǔ)驗(yàn)收完畢后，為降低安裝施工成本，經(jīng)過認(rèn)真分析認(rèn)為可采用雙螺母鎖緊調(diào)的整方法，而不是傳統(tǒng)的墊鐵找平。該方法節(jié)約120 mm×60 mm 規(guī)格的安裝墊鐵500 組左右（一平兩斜為一組）。并使用鑒定合格的水準(zhǔn)儀將預(yù)埋地腳螺栓鎖緊調(diào)節(jié)螺母調(diào)整在同一安裝標(biāo)高（偏差≤2 mm），進(jìn)行下一步施工工序減速器就位工作。該施工方法得到業(yè)主、監(jiān)理和工程部的一致認(rèn)可。

2.2 減速器就位

將膠漿混合罐減速器依次用25 t 吊車就位，通過鎖緊調(diào)節(jié)螺母調(diào)整調(diào)標(biāo)高、找平減速器安裝底座，待縱、橫水平度達(dá)到0.10/1000 mm 以內(nèi)后（不大于0.25°），均勻?qū)ΨQ緊固地腳螺栓。

2.3 攪拌器槳葉軸安裝

（1）將槳葉軸緩慢下放進(jìn)低速齒輪座上的定位肩內(nèi)，并使聯(lián)軸器上的安裝孔與齒輪座上的螺孔對(duì)正，把4 mm 厚的墊片放置在止推板下方，用提升螺栓將槳葉軸頭高出低速聯(lián)軸器上端1～1.5 mm（作為減速機(jī)軸找垂直的基準(zhǔn)）。然后使用鉗工水平（精度0.02 mm/m）測(cè)量調(diào)整水平，因?yàn)樵撔蛿嚢杵鬏S較長(zhǎng)，垂直度測(cè)量需增加搭設(shè)腳手架工作量，因此為減少不必要的施工量，用軸端測(cè)量水平來代替垂直度的測(cè)量，待減速器調(diào)整完成后，松開低速聯(lián)軸器緊固螺栓，將槳葉軸放置在齒輪座的定位肩內(nèi)，在螺釘上涂上防咬合劑，然后按照扭矩要求擰緊螺栓。

（2）測(cè)量攪拌槳葉軸的下端徑向跳動(dòng)，架設(shè)劃針測(cè)量數(shù)值小于0.5/1000 為合格，然后再用百分表檢查填料密封處的軸密封徑向跳動(dòng)不大于0.20 mm 為合格。若檢查下端徑向跳動(dòng)大于0.5/1000 或軸密封徑向跳動(dòng)大于0.20 mm，則說明軸存在彎曲，需廠家解決處理。

2.4 攪拌槳葉安裝

（1）槳葉安裝從上往下安裝，當(dāng)軸上安裝槳葉時(shí)，將三片葉片（凸面向上）各自放在輪轂耳的下面。葉片附有穩(wěn)定片，將穩(wěn)定片放在葉片下面一起用螺釘、螺母安裝好。防松墊圈，則應(yīng)將其墊在螺母之下。在安裝葉片時(shí)需要特別注意，把每片葉片的根端緊靠在輪轂耳下的凸出定位塊上，并在擰緊螺釘、螺母時(shí)確保沒有易位。正確的葉片定位對(duì)攪拌效果有重大影響，因此必須按照槳葉圖紙和指導(dǎo)說明安裝，確認(rèn)槳葉方向與軸的旋轉(zhuǎn)方向相符合。

（2）葉片能牢固地安裝在輪轂上而不松動(dòng)，主要靠擰緊緊固件時(shí)能按扭矩?cái)Q緊，否則葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受到變幅很大的流體不穩(wěn)定的反作用力，進(jìn)而造成葉片松動(dòng)脫落、影響正常生產(chǎn)進(jìn)行。

2.5 底軸承安裝技術(shù)

2.5.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

LINGTNIN 攪拌器底軸承為外套內(nèi)銷式，這種結(jié)構(gòu)既可以防止介質(zhì)中的顆粒進(jìn)入軸套，也便于檢修同時(shí)支撐穩(wěn)定。傳統(tǒng)攪拌器底軸承為外銷內(nèi)孔。

2.5.2 安裝技術(shù)難點(diǎn)

經(jīng)對(duì)LIGHTNIN 攪拌器底軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性進(jìn)行認(rèn)真分析，認(rèn)為其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其底軸承與上軸承的安裝同軸度較傳統(tǒng)攪拌器要求更高、難度更大，特別是底軸承很難實(shí)現(xiàn)精確定位，即如何確保底軸承與上部軸承的同軸度要求。經(jīng)過認(rèn)真研究分析后認(rèn)為，以漿葉軸為基準(zhǔn)來找正底軸承可以保證底軸承與上軸承的同軸度，就可確保安裝質(zhì)量要求。同時(shí)認(rèn)為，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)，分別為測(cè)量法和工裝法。

（1）測(cè)量法。測(cè)量法安裝即槳葉軸處于自然垂直狀態(tài)下，通過0°、90°、180°、270°四個(gè)位置分別測(cè)量軸套外邊緣與軸銷的距離來定位底軸承，但是發(fā)現(xiàn)底軸承的四氟套為熱裝，并且由定位銷固定，現(xiàn)場(chǎng)根本無法拆卸。咨詢廠家也不允許對(duì)軸承四氟套進(jìn)行拆卸，但不拆卸四氟套就無法使用測(cè)量法。

（2）工裝法。設(shè)計(jì)制作工裝并采用相應(yīng)的施工工藝，保證攪拌器上下軸承安裝同軸，滿足LIGHTNIN 廠家安裝技術(shù)要求。

2.5.3 解決底軸承安裝技術(shù)問題的思路

該LIGHTNIN 攪拌器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其底軸承與上軸承的安裝同軸度較傳統(tǒng)攪拌器要求更高、定位更難。安裝底軸承必須克服傳統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn)，需設(shè)計(jì)制作工裝找同軸，這套工裝能夠?qū)崿F(xiàn)軸承座依靠自重沿?cái)嚢栎S向下自由滑落，且不產(chǎn)生任何水平徑向力，從而保證底軸承座的與上軸承的同軸。

2.5.4 底軸承安裝工裝的設(shè)計(jì)制作

根據(jù)研究出的解決方法，首先對(duì)軸端的相關(guān)尺寸進(jìn)行了測(cè)量，然后通過認(rèn)真的研究分析設(shè)計(jì)出了一套工裝（圖1）。設(shè)計(jì)制作底軸承的安裝工裝，為突顯提質(zhì)增效，特委托機(jī)加工半圓抱箍規(guī)格Φ64 mm、Φ75 mm、Φ90 mm 三種，其他零件均使用廢舊的螺栓和鋼板制作，這樣就節(jié)省了機(jī)械加工費(fèi)用和材料費(fèi)用，大幅降低套工裝的制作成本。

圖1 底軸承工裝總圖

2.5.5 底軸承安裝實(shí)施方法

（1）檢查槳葉軸端徑向跳動(dòng)合格。

（2）組裝好底軸承墊板等部件。

（3）將底軸承部件插入槳葉軸端軸套內(nèi)。在插入時(shí)在軸瓦間隙處（原徑向間隙0.38 mm）四氟襯套上加0.10 mm 厚的一圈不銹鋼皮，以縮小軸承襯套與軸套的徑向間隙，減小同軸度偏差。將底軸承固定在底軸承三角支架上，均勻地緊固3 條M12 螺栓。

（4）工裝安裝：①在安裝工裝半圓抱箍?jī)?nèi)襯墊3 mm 厚的橡膠皮一圈，保護(hù)槳葉軸與半圓抱箍接觸面，并固定在軸端相應(yīng)位置，均勻緊固半圓抱箍連接螺栓；②因軸銷內(nèi)孔為20 mm，故需要放置一塊墊板，確保球面調(diào)整螺栓與底軸承為點(diǎn)接觸，然后調(diào)整螺栓使軸承座緩慢上滑，直到三足支撐穩(wěn)定軸承座的3 條支腿懸空，高于膠漿池底預(yù)埋的安裝墊板約5 mm。

（5）待工裝安裝完畢后，在聯(lián)軸器處緩慢均勻盤動(dòng)輸出軸使槳葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)2～3 圈。

（6）在槳葉軸端的水平0°和90°方向各架設(shè)一副百分表，并將數(shù)值調(diào)零，單手逆時(shí)針旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，使底軸承座緩慢下降并觀察百分表指針擺動(dòng)，當(dāng)軸承座的某一條支腿碰觸到池子底面上的安裝墊板時(shí)停止旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺母。

（7）點(diǎn)焊。將第一條支腿墊板與池子底面預(yù)埋鋼板接觸點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)焊定位。

（8）另兩條支腿用不銹鋼墊片墊實(shí)，加墊片時(shí)在底軸承座上表面放置鉗工水平儀觀察水平確保水平在0.06 mm/m 以內(nèi)，然后點(diǎn)焊定位，百分表數(shù)值變化小于0.10 mm。

（9）對(duì)3 條支腿進(jìn)行焊接，采取分段對(duì)稱間斷焊接措施，防止產(chǎn)生焊接變形。焊接過程中利用百分表全程監(jiān)測(cè)焊接變形。

（10）3 條支腿焊接完成后，使用鉗工水平儀復(fù)測(cè)底軸承座上表面水平。

（11）拆除工裝，取掉搭設(shè)的百分表和軸套中的不銹鋼皮，進(jìn)行盤車檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、盤車阻力小且無卡澀現(xiàn)象。

（12）工裝改制。待Φ64 mm 的攪拌器全部安裝完畢后，將Φ64 mm 的半圓抱箍更換為Φ75 mm，并將原工裝上橫桿切斷焊接即可，依次微動(dòng)改制工裝即可滿足LIGHTNIN 攪拌器安裝需求。

3 安裝質(zhì)量檢查

在施工過程中已全程監(jiān)測(cè)底軸承的水平和槳葉軸的變化情況，滿足技術(shù)文件要求，確保了施工質(zhì)量。最后手盤動(dòng)勻速均勻轉(zhuǎn)動(dòng)減速機(jī)的輸入軸，減速機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、盤車阻力小、無摩擦死點(diǎn)，說明安裝效果良好。

4 結(jié)束語

本文探討了LIGHTNIN 攪拌器的安裝技術(shù)，著重解決底軸承的安裝技術(shù)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作底軸承安裝工裝并制定了相應(yīng)的安裝工藝。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)證明，該工裝和相應(yīng)的工藝措施能夠?qū)崿F(xiàn)底軸承精確安裝定位，確保LIGHTNIN 攪拌器的安裝質(zhì)量，可以推廣至此類的攪拌設(shè)備安裝施工項(xiàng)目。此外還以國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為施工依據(jù)，針對(duì)不同的施工單元、不同的施工條件加以融會(huì)貫通，切實(shí)達(dá)到其使用要求，從而提高施工效率，保證施工質(zhì)量、試車安全性以及裝置安全穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。本次安裝過程得到業(yè)主、監(jiān)理和廠家代表的一致認(rèn)可。