中鋁中州分公司特種氧化鋁廠干白生產(chǎn)線SK-25楔形空心槳葉干燥烘干機(jī)是2000年10月建成并投入生產(chǎn)，用來將過濾機(jī)卸下來的氫氧化鋁物料從12%(wt)水分烘干至5%(wt)，該設(shè)備是我廠烘干系統(tǒng)的核心設(shè)備。為滿足干白產(chǎn)品市場需求，自開車達(dá)標(biāo)后，通過對設(shè)備不斷挖潛，設(shè)備產(chǎn)能最大可達(dá)3t/h左右。但長期使用后，設(shè)備逐漸出現(xiàn)問題，阻礙了生產(chǎn)正常運(yùn)行。為此，分析了存在的問題及產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的改造方法。
1、簡介
SK-25楔形空心槳葉干燥烘干機(jī)主要由兩根帶很多楔形空心槳葉的主、從動(dòng)軸、帶夾套的殼體和驅(qū)動(dòng)裝置等組成。加熱介質(zhì)為水蒸氣，分別進(jìn)入主、從動(dòng)槳葉軸及簡體夾套。物料由進(jìn)料口加入，充滿楔形葉片間隙，在槳葉軸的轉(zhuǎn)動(dòng)下，物料一邊被槳葉軸、槳葉和夾套內(nèi)的蒸汽間接加熱，一邊向前移動(dòng)，干燥后的物料從出料口排出。物料的濕度通過調(diào)節(jié)干燥烘干機(jī)出口溢流板高度、蒸汽壓力和進(jìn)料量來控制，物料干燥中蒸發(fā)的水分由載氣口排出。設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表l。
2、存在的問題
2.1槳葉空心軸
空心槳葉主軸剛度和強(qiáng)度低，使用2年后主軸發(fā)生彎曲和斷裂現(xiàn)象。
物料對槳葉磨蝕嚴(yán)重，槳葉使用壽命短。檢修發(fā)現(xiàn)，使用不到2年．槳葉周向圓弧板局部磨損量達(dá)3.5mm，須對主軸槳葉進(jìn)行大修更換，增加了維修成本。
傳動(dòng)端的齒輪和軸承的工作溫度高，潤滑狀況惡化，使用不足一年就因磨損嚴(yán)重而報(bào)廢。
主軸及槳葉結(jié)疤嚴(yán)重，操作周期短，嚴(yán)重降低了換熱效果及設(shè)備產(chǎn)能，增加了能耗。
2.2軸承及軸承座
該干燥烘干機(jī)主軸軸承易出現(xiàn)內(nèi)圈松動(dòng)，使得主軸軸徑磨損；
機(jī)體振動(dòng)大，在筒體夾套支架處的加熱夾套焊縫發(fā)生2次炸裂事故。
2.3筒體上蓋
機(jī)體上蓋為整體式，外形尺寸為1540mm×4500mm×600mm，重達(dá)600kg，拆裝十分困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。清理機(jī)體內(nèi)部結(jié)疤時(shí)，因作業(yè)空間小，通風(fēng)性能差，容器溫度高，人工進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)工作環(huán)境惡劣。
3、原因分析
3.1 槳葉空心軸故障
槳葉周向圓弧板設(shè)計(jì)厚度8mm，由于氫氧化鋁物料磨損性強(qiáng)，槳葉周向圓弧板局部磨損嚴(yán)重，造成槳葉使用壽命較短。
原主軸進(jìn)蒸汽方式不合理，140℃高溫蒸汽從主軸傳動(dòng)端通過，使傳動(dòng)齒輪的工作溫度高達(dá)120℃，軸承的工作溫度高達(dá)105℃，軸承和齒輪的潤滑狀況十分惡劣，致使?jié)櫥蚋邷亟够冑|(zhì)。
原主軸和槳葉換熱表面上未進(jìn)行機(jī)械拋光處理，表面粗糙，易形成結(jié)疤。
3.2軸承及軸承座故障
軸承座通過支架安裝在筒體端蓋上，簡體夾套支架除承受筒體和空心軸的重量外，還承受主軸轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)載荷，造成筒體夾套支架處的加熱夾套焊縫產(chǎn)生應(yīng)力集中，而易損壞。
軸承座為整體式結(jié)構(gòu)，為便于軸承安裝，軸承與軸徑為過渡配合，原始游隙約0. 15—0.20mm，采用圓螺母對軸承進(jìn)行軸向定位和緊固。由于軸徑內(nèi)通有140℃高溫蒸汽，經(jīng)實(shí)際測定，軸承內(nèi)、外圈溫差近20C，熱脹量的不同，使得軸承的實(shí)際工作游隙減少，操作中兩次出現(xiàn)軸承滾子卡死，進(jìn)而造成內(nèi)圈松動(dòng)，軸徑磨損。
4改造方案
4.1空心主軸改造
大修中，對空心主軸進(jìn)行了下面幾項(xiàng)改造：
a．將槳葉空心主軸（圖1）壁厚由原來14mm增加至20mm，直徑由原來Ø219mm改成Ø250mm，以提高主軸的剛度和強(qiáng)度，并對焊后槳葉與主軸進(jìn)行消除焊接應(yīng)力處理，以期進(jìn)一步提高主軸強(qiáng)度。
b．采用新型旋轉(zhuǎn)接頭，改變主軸蒸汽進(jìn)出方式，使蒸汽只從出料端進(jìn)出，可降低傳動(dòng)端軸承、齒輪和鏈輪的工作溫度，同時(shí)也不會(huì)影響槳葉主軸的換熱效果。
c．對空心主軸及槳葉表面進(jìn)行拋光處理，提高了傳熱面的表面光潔度，以期減少槳葉上的結(jié)疤，延長結(jié)疤的清理時(shí)間，提高換熱效果和設(shè)備臺(tái)時(shí)產(chǎn)能，降低消耗。
d．槳葉周向圓弧板厚度由8mm增加至12mm，可延長槳葉使用壽命。
4.2 軸承及軸承座改造
軸承由原來圓柱孔雙列滾子軸承3003140改為圓錐孔雙列球面滾子軸承3113144，并安裝在緊定套H3044上，軸承的預(yù)緊力可以進(jìn)行調(diào)整，從而使軸承的拆裝更換十分方便。同時(shí)軸承的原始游隙由C2組增大為C3組，以防止因軸承內(nèi)外圈溫差大而使軸承的工作游隙減少，發(fā)生軸承滾子卡死的嚴(yán)重事故。
軸承潤滑脂由原來普通鋰基潤滑脂改為能耐200℃的7014.1號高溫潤滑脂，以改善軸承的潤滑效果，減少潤滑脂的消耗。軸承加油裝置由原來的普通干油槍改為手動(dòng)干油站，潤滑油的補(bǔ)加非常方便。
軸承座由原來的一體式改為分體式，即將軸座從設(shè)備整體機(jī)架移至鋼平臺(tái)上（圖2），以解決因設(shè)備筒體熱變形造成兩主軸直線度和平行度發(fā)生變化，產(chǎn)生額外負(fù)荷，同時(shí)還有利于減少軸承座振動(dòng)。軸承座改造后，簡體夾套支架只承受筒體的重量，從而避免夾套支架可能發(fā)生的應(yīng)力集中造成的設(shè)備損壞事故。另外，將主減速機(jī)底座與軸承底座由分開式改為一體式，以減少減速機(jī)的振動(dòng)。
4.3上蓋改造
干燥烘干機(jī)的上蓋由原來整體式改為4節(jié)可拆式，以方便清理主軸物料結(jié)疤，可減輕上蓋拆卸的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短結(jié)疤清理時(shí)間，改善清理效果。
5、改造效果
在2002年10月對SK-25槳葉干燥烘干機(jī)進(jìn)行了上述改造，至今使用效果良好，主要體現(xiàn)在以下幾方面：
a．主軸的工作壓力由原來的0.4 MPa提高到0. 8MPa，設(shè)備臺(tái)時(shí)產(chǎn)能由原來的1t/h設(shè)計(jì)能力提高到3 t/h。
b．筒體加熱夾套焊縫再未發(fā)生炸裂事故。
c．設(shè)備運(yùn)行中觀察不到主軸軸承內(nèi)圈松動(dòng)和軸徑磨損的現(xiàn)象，軸承使用壽命大大延長，軸承的檢修更換也更為簡單、方便。
d．主減速機(jī)的振幅由原來的0. 12 mm減少至0. 06 mm。
e．齒輪副和傳動(dòng)端軸承的工作溫度由125℃降低至65℃，改善了設(shè)備的潤滑狀況。
f．該干燥烘干機(jī)的結(jié)疤清理時(shí)間由原來的每次20h減少至8h。
