鋅合金用攪拌機(jī)的改進(jìn)

蔡啟春

(韶關(guān)冶煉廠,廣東韶關(guān) 512024)

鋅合金用攪拌機(jī)的改進(jìn)

蔡啟春

(韶關(guān)冶煉廠,廣東韶關(guān) 512024)

文章針對(duì)鋅合金生產(chǎn)用攪拌機(jī)存在一些問題進(jìn)行了分析,并提出了改進(jìn)意見,改進(jìn)后的攪拌機(jī)有效地減少了維修時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了生產(chǎn)成本。

攪拌;擺線針輪減速機(jī);變頻器

韶關(guān)冶煉廠年產(chǎn)鋅合金產(chǎn)品近5萬t。鋅合金生產(chǎn)是基于鋅與一定量的鋁、鉛、銻或銅金屬在液態(tài)或固態(tài)都能完全互溶,根據(jù)工藝要求,在純鋅中加鋁、鉛、銻或銅等并在一定溫度下攪拌均勻后,按不同的物理規(guī)格澆鑄而制得。

攪拌機(jī)是合金生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一,合金各種成分通過攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?使比重不同的合金各成分互溶,保證鋅合金產(chǎn)品的成分均勻性。攪拌機(jī)主要由電機(jī)、擺線針輪減速箱、攪拌漿等組成。在工作時(shí),攪拌漿被伸進(jìn)合金液面中,動(dòng)力由電機(jī)轉(zhuǎn)給擺線針輪減速機(jī),帶動(dòng)攪拌漿轉(zhuǎn)動(dòng),從而達(dá)到攪拌的目的。攪拌機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響合金的產(chǎn)品質(zhì)量。原合金攪拌機(jī)使用在溫度高達(dá)500℃以上的合金爐上,導(dǎo)致其故障率較高。該機(jī)需連續(xù)運(yùn)行4～5 h,部件因溫度高而失效,導(dǎo)致了攪拌機(jī)不能正常運(yùn)行,且擺線針輪減速機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜,維修較為不便,維修時(shí)間較長。隨著鋅合金產(chǎn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大,攪拌機(jī)的維修保養(yǎng)問題已經(jīng)嚴(yán)重制約了鋅合金的生產(chǎn),急需對(duì)其進(jìn)行改造。

1 原合金攪拌機(jī)現(xiàn)狀分析

1.1 原合金攪拌機(jī)的主要參數(shù)

電動(dòng)機(jī)型號(hào):Y132S-4;功率:5.5 kW;轉(zhuǎn)速: 1 440 r/min;擺線針輪減速機(jī)型號(hào):BL Y13-17-5.5;速比:17。

1.2 原合金攪拌機(jī)存在的缺陷分析

改造前的合金攪拌機(jī)如圖1所示,電動(dòng)機(jī)輸出經(jīng)由擺線針輪減速機(jī)減速,帶動(dòng)攪拌漿。其存在如下缺陷:

1.擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn),輸出軸上的軸承密封圈容易被燒毀,減速箱內(nèi)的潤滑脂也被熔化,順著輸出軸向外流,在缺少潤滑油的情況下,銷軸和銷套間的摩擦阻力增大,溫度升高,銷軸和銷套易變形,導(dǎo)致銷軸與銷套間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

2.軸承在無潤滑油的條件下轉(zhuǎn)動(dòng),保持架與滾動(dòng)體間的摩擦阻力增大,保持架很容易被損,沒有保持架,相鄰滾動(dòng)體將直接接觸,且相對(duì)摩擦速度是表面速度的兩倍,軸承容易被卡死,導(dǎo)致減速箱不能正常工作。因銷軸與銷套變形發(fā)生故障,則無法修理而報(bào)廢;因軸承失效發(fā)生的故障,就要更換軸承。經(jīng)過高溫后,各螺絲和軸相應(yīng)地發(fā)生熱變形,不易拆卸?；谝陨系脑蛐枰獙?duì)攪拌機(jī)進(jìn)行改造。

圖1 改造前攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2 攪拌機(jī)改造思路

針對(duì)攪拌機(jī)在目前工作和維修中的種種弊端,經(jīng)過探討與試驗(yàn)證明:省去減速機(jī)構(gòu),電機(jī)直接由中間軸過渡與攪拌漿聯(lián)接,使用變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

2.1 改造內(nèi)容

2.1.1 選擇電機(jī)

根據(jù)鋅合金攪拌情況分析,可采用與改造前相同電動(dòng)機(jī):型號(hào):Y132S-4;功率:5.5 kW;轉(zhuǎn)速: 1 440 r/min。

2.1.2 選用變頻器

根據(jù)攪拌時(shí)間、攪拌強(qiáng)度等因素選用變頻器型號(hào):FRN7.5G11S-4CXJ,輸出電壓:380～460 V,輸出頻率:0.1～400 Hz。

2.1.3 中間機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

改造后攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改造后攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)圖

考慮到拆卸方便,電機(jī)輸出軸與中間軸用軸套聯(lián)接(它們之間的配合都是過度配合),中間軸上有雙螺母卡住軸承內(nèi)圈,軸承座卡軸承外圈,攪拌槳及中間軸的重力靠軸承來支撐。在選擇軸承的時(shí)候,通過計(jì)算軸向力,最后選7212E。中間軸與攪拌槳用聯(lián)軸器聯(lián)接。

2.2 裝配原理

先把軸承安裝在中間軸上,并用螺母擰緊,再把中間軸放入軸承座內(nèi),放好后鎖緊壓蓋,裝入聯(lián)接套,然后固定軸承座在電機(jī)架上,最后安裝攪拌漿。經(jīng)過改進(jìn)后裝配圖如圖2所示。

2.3 運(yùn)行原理

根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率的公式:

式中n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速/r·min-1;f為電源頻率/Hz;p為電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的極對(duì)數(shù)。

電機(jī)根據(jù)攪拌的需要經(jīng)過變頻調(diào)速后,以一定的轉(zhuǎn)速傳入中間軸,中間軸以同樣的速度傳遞給攪拌槳,其傳動(dòng)比為:I=1。一般情況下變頻器頻率選擇為5.5 Hz,電機(jī)轉(zhuǎn)速在150 r/min,實(shí)際操作可視不同情況適當(dāng)調(diào)整頻率,但不可將電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)得太快,以防鋅液飛濺傷人。

3 試用效果

改造后的兩臺(tái)攪拌機(jī)裝配好,分別在二系統(tǒng)熱鍍鋅合金爐和壓鑄合金爐上試使用,從使用情況看改造后攪拌機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):

1.故障率低。從2003年7月至2004年1月,在熱鍍鋅合金爐上使用的攪拌機(jī)使用后未出現(xiàn)一次故障;而在壓鑄合金爐上使用的攪拌機(jī),僅出現(xiàn)過一次故障。攪拌機(jī)的使用壽命由原先的平均1個(gè)月延長到平均6～9個(gè)月檢修一次。

2.維修時(shí)間大大縮短,提高了生產(chǎn)效率。出現(xiàn)故障的攪拌機(jī)故障原因:中間軸上的軸承失效后,中間軸被卡死,電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)引起跳閘。查明原因后再進(jìn)行檢修,換中間軸上的軸承,整個(gè)檢修過程只花費(fèi)一個(gè)多小時(shí),與原先使用擺線針輪減速機(jī)相比維修時(shí)間也大大縮短了5～6 h,基本不影響正常生產(chǎn),有效地提高了生產(chǎn)效率。

3.節(jié)約了生產(chǎn)成本。改造后的攪拌機(jī)以現(xiàn)有8臺(tái)計(jì)算,僅更換減速機(jī)一項(xiàng)可節(jié)約生產(chǎn)成本約1.2萬元以上。

在試用過程中,也發(fā)現(xiàn)一些問題:如因減速機(jī)重量減輕導(dǎo)致攪拌機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性受到一些影響等,有待在實(shí)際應(yīng)用中加以解決。

4 結(jié)束語

改造后的攪拌機(jī)經(jīng)過試用后,,故障率大大降低,保障了正常生產(chǎn),達(dá)到了預(yù)期的效果,具有很好的推廣使用價(jià)值。因此將所有鋅合金使用的攪拌機(jī)都按照上述方法進(jìn)行了改造,效果顯著。

[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1993.

[2] 邱懷憲.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,1997.

Improvement on the Stirrer Used for the Production of Zinc Alloys

CAI Qi-chun
(Shaoguan S melter,Shaoguan512024,China)

This paper covers the analysis on the existing problems of the stirrer used for the production of Zinc alloys and proposes suggestions for improvement.The improved stirrer effectively reduced the maintenance time, improved production efficiency and saved the production cost.

stirring;cycloid pin gear decelerator;frequency converter

TF351.5+2

A

1003-5540(2010)02-0059-03

蔡啟春(1976-),男,工程師,主要從事冶金機(jī)械設(shè)計(jì)與管理工作。

2009-12-25