同步皮带传动故障分析及改造

同步皮带传动故障分析及改造

【摘要】通过对茂名石化化工分部2#高压聚乙烯装置的离心干燥器皮带频繁断裂进行故障原因分析，认为原使用的同步带传动形式满足不了使用要求。因此对皮带传动形式进行分析改造，最后确定改为5根窄“v”型皮带传动。改造后离心干燥器各运行参数达到使用要求，皮带使用周期大为加长，解决了装置长周期运行难题。

【关键词】同步皮带断裂干燥器

1 概况

茂名石化化工分部25万吨/年高压聚乙烯装置，采用德国basell 工艺技术生产低密度聚乙烯均聚产品。主要设备均从国外引进。离心干燥器为装置的关键设备之一，主要功能为粒料产品的脱水干燥，由日本jsw工厂生产，型号：n1400，立式结构，下部进料，上部出料。主要操作参数：驱动电机55kw 6p；转子转速250 rpm；通过同步齿形皮带传动，皮带型号4326-ev14m-80；中心距1268mm。

离心干燥器于2007年3月投产使用，2008年12月13日首次更换皮带以来，皮带断裂故障频繁，先后更换了三家制造商（包括原厂家）生产的皮带，情况也没有得到好转，使用寿命在1个月左右，

最短的只有12天。由于离心干燥器的停车会造成整个装置的联锁停车，因此皮带断裂严重影响了装置的长周期运行，给装置造成巨大的经济损失。皮带的主要损坏形式有：爬齿、脱层、磨损及断裂。皮带发生故障后，对离心干燥器设备本身及操作方面的原因进行了排查，均没有问题。因此，分析判断认为此种皮带传动方式不适应这样的工况。建议改为三角v型皮带或联组v型皮带传动。

因此，要求根据原操作参数，对离心干燥器的皮带传动结构形式进行改造设计，设计皮带轮的尺寸，选配相应规格型号的皮带。

2 故障分析

2.1 皮带失效分析

通常同步皮带在中度到高度负荷的传动系统中安装张力过低或

皮带被拉长后会导致皮带过早的失效。而张力过低或皮带被拉长后导致的皮带失效模式表现为跳齿。皮带跳齿是指皮带的齿爬出其对应的轮槽，并且其根部不再承受负荷。传动负荷进一步作用于皮带齿顶部使皮带齿部弯曲，然后跳动。齿部滚动时可导致橡胶从齿根沿着芯线撕裂。随着橡胶撕裂的扩散，皮带齿部开始以条状脱离皮带。由于过多跳齿导致的失效可能看起来好像橡胶与线绳的粘度不够。然而，由于粘度不足所导致的失效，皮带中外露芯线

2.4 校核结果

从上述校核结果中可以看出，该同步带能够传递的额定功率为43.76kw，而实际功率已经达到30kw，乘以安全系数2，实际计算功率将达到60kw，可见皮带可以传递的功率满足不了计算功率的需要。而且皮带紧边的张力达到6465n，皮带伸长较大，这种情况下，必然会出现带轮与皮带的齿间啮合错位，导致磨损加剧，从而发生脱齿、断裂等失效。

3 改造方案

由于干燥器转子的转速很低（250rmp），如若采用皮带传动，必然导致皮带的拉力较大，而且皮带是一种柔性材料，在比较大的拉力作用下，必然会发生伸长现象，但这种伸长可以通过移动中心距提高张紧力来解决。如果采用同步齿形皮带传动是有困难的，会出现啮合不良的现象。为此提出以下几种改造方案：

（1）采用v带（三角带）传动。这种方案可以避免啮合问题，但由于完全靠摩擦传递动力，需要多根皮带传动，具体的根数需要通过设计进行确定，如果根数过多，会导致皮带轮宽度增加较大，安装的空间是否允许，此外，根数过多后，皮带之间的受力均匀问

题也是需要考虑的问题，这些都需要通过较为细致的设计计算才能确定；

（2）采用多楔带传动。多楔带能够产生较大的摩擦力，横向刚度较大，可以使结构较为紧凑，宽度方向的载荷均匀性也较好，但多楔带对两根轴的平行度要求较高；

（3）采用链传动。链传动的传递的功率较大，但链传动会产生速度波动，由此产生动载荷，另外，由于本装置是一个立式转子，链传动在布置上有困难，因此难以采用。