离心机运行中的问题分析及改进

离心机运行中的问题分析及改进
摘要本文根据装置实际运行的工艺参数、介质特性及设备结构，离心机转鼓在运行、使用和解体检修中发现问题的总结分析，对离心机运行中的问题：离心机出现扭矩高进行了分析研究并进行改进。

关键词离心机；扭矩；膨胀量
0 引言
本装置共2台，所使用的卧螺离心机是全速运转、连续进料、分离、螺旋输送器卸料的离心机，适用于悬浮液含固量（浓度）较少，固体颗粒小的悬浮液的分离。

该设备主要由外转鼓（液相侧配有四个调节液层深度的溢流堰）、差速器、内转鼓、机械密封、轴承、皮带轮、进料管及外壳等组成。

2 离心机扭矩过高分析及改进
转鼓产生的轴向力主要依靠皮带轮内的7224BDF止推轴承承受，当止推轴承的状态不好时，内鼓首先在轴向力的作用下窜向大端液相侧，与端盖相蹭，造成扭矩增高。

通常在解体中发现止推轴承保持架和滚珠损伤。

本装置的离心机连续三年每年同一时间段在冬天就发生周期性停车，转鼓无法正常工作，主要的现象是转鼓扭矩大，扭矩销断裂，在对离心机解体检查时，发现离心机内转鼓液相侧鼓桶与外转鼓壁板之间发生了严重的摩擦、磨损十分严重。

在离心机技术要求中要求7224BDF止推轴承在轴承腔内的轴相间隙为0mm～0.07mm，轴承的轴向间隙靠轴承压盖的厚度来保证的。

在平时的安装过程中，如果按规范中所给的间隙取中间值，那么对一组轴承的轴向间隙来说是很小的，轴承会因为滚子在轴承内、外圈滚动摩擦产生摩擦热，使这一组止推轴承的0.035mm轴向间隙减小、消除甚至产生过盈，7224BDF止推轴承紧靠进料管，且进料管处的温度在50℃～60℃，再加上止推轴承每小时要随转鼓推出的12吨粉料，也就是平均每秒要承受30N的轴向推力，这个作用力作用在轴承外圈上，使轴承产生摩擦热。

可皮带轮呢？它完全暴露在大气环境中，北京的冬天夜间最低气温可达零下15℃～20℃，这就是说皮带轮的温度与止推轴承的温度就产生了75℃的温度差。

皮带轮的材料是45#钢，它的膨胀系数为12.1×10-6，止推轴承是滚动轴承钢，它的膨胀系数为11×10-6。

如果在检修环境为0℃时，皮带轮的温度也是0℃，止推轴承也为0℃，按M-301离心机检修技术规范中止推轴承向间隙0mm～0.07mm，装好后的止推轴承在0.07mm间隙状态下，盘车运转自如，机体内部阻力很小。

可到了工作环境状态下就不一样了，皮带轮在大气环境中零下15℃～20℃，我们现在就取零下15℃，那就与装配时的环境温度产生了15℃的温度差的收缩，根据线膨胀计算公式：入=L·t·k
式中：入：为线膨胀量，单位：mm
L：为线膨胀区域长度，单位：mm
t：为温升数，单位：℃
K：为线膨胀系数
在0℃环境组装的离心机在冬天里工作时，皮带轮收缩量为：入=L·t·k=84×（-15℃）×12.1×10-6=0.015mm它收容了0.015mm。

那么止推轴承呢？它在轴承腔里从开始的装配温度0℃，温度慢慢升高到50℃～60℃，随着摩擦力的加大，止推轴承的温度便会升高，现以60℃为例，那它就与组装时的温度产生了60℃的温度差，温度长高60℃，对一组厚度为84mm的止推轴承来说，能产生多少线膨胀呢？同理用公式计算：入=L·t·k=84×60×11×10-6=0.055mm。

从计算中说明了皮带轮产生了0.015mm的收缩，可止推轴承产生了0.055mm的膨胀，那它俩的总和就是0.055+0.015=0.070mm，显然7224BDF止推轴承是在轴向过盈的环境中工作的，随着摩擦力的加大止推轴承会因为强力摩擦，很快磨损、失效。

解决办法是把7224BDF止推轴承与皮带轮压盖之间的间隙量放大，那么放大到多少合适呢？根据离心机检修规范中7224BDF轴承间隙为0mm～0.07mm，也就是说要充分考虑北京一年四季的气温变化，无论在哪个季节都要使止推轴承有一个合理的间隙，把止推轴承轴向间隙放大到哪个季节最少都要0.03mm～0.05mm间隙，夏天的间隙也不能太大，那就确定为在安装时，不论什么季节检修，止推轴承轴向间隙为0.10mm～0.12mm，从而确保了离心机7224BDF止推轴承轴向的工作间隙，自把止推轴承轴向间隙放大以后，每次计划停车检修，再没出现止推轴承磨损过大，解决止推轴承失效的问题。

而且解决了离心机检修多集中在寒冷的冬天带有规律性紧急停车的问题。

按照每年运行8 000小时，预计每年可节省物耗及检修费95万元。

3 结论
通过上述对离心机运行中的问题进行了分析研究并进行改进，得以提高设备使用寿命，减少故障的发生。

同时一定要认真学习，注意新技术、新工艺的推广，积极引进新技术来解决老问题、疑难问题，这样做才能使装置安、稳、长、满、优的运行。

参考文献
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