XWJB-Y粉料摻混器故障分析及解決方法

袁友軍

獨山子石化公司乙烯廠，新疆 獨山子 833600

XWJB-Y粉料摻混器故障分析及解決方法

袁友軍

獨山子石化公司乙烯廠，新疆 獨山子 833600

摻混器 | 力矩 | 齒輪 | 斷裂

XWJB-Y粉料摻混器在運行中多次出現搖臂的輸出軸斷裂和傳動齒輪斷裂的故障，對故障進行分析并解決。

XWJB-Y摻混器自2002年安裝運行之后，先后發生搖臂輸出軸斷裂3次，螺桿脫落16次等故障。經分析，發現了原因，并采取相應措施減少了故障次數。

一、設備結構及工作原理

設備型號：XWJB-Y摻混器，轉速：1～7.5 r/min，介質：聚乙烯+添加劑，介質特性：粉塵，介質溫度：90 ℃，吸入壓力：0.007～0.004MPa。該設備為雙軸螺旋混料器，由電機、減速箱、傳動齒輪、攪拌葉片、機架、攪拌室等組成。該摻混器有兩個轉軸，傾斜分布，在罐頂部有一個搖臂，同時給兩根螺桿傳遞扭矩。通過搖臂的轉動實現公轉。兩軸通過一對齒數相同的傳動齒輪實現雙軸螺旋自轉，轉動軸帶動其上的攪拌葉片實現攪拌功能。

二、故障現象

長螺桿承受向上的推力，從軸承上脫落，與短螺桿發生碰撞，導致搖臂輸出短軸斷軸。長螺桿脫落后與短螺桿碰撞，使斜齒輪受到較大的沖擊力而斷裂。

三、原因分析

1.長螺桿脫落原因

(1)軸向反推力過大使長螺桿向上移動。底部軸承為球面接觸，螺桿向上移動后間隙變大脫落。長螺桿與搖臂采用彈簧連接，底部為球面接觸結構，在工作攪拌過程中，長螺桿受到粉料引軸向的反推力，頂部彈簧受力壓縮，底部間隙變大，導致長螺桿脫落。

(2)罐壁與長螺桿間隙過小。當罐內粉料過多或者滿罐啟動時，粉料在罐壁與長螺桿之間受擠壓對長螺桿一個徑向反推力，使長螺桿與底部軸承分離脫落。

圖1

(3)當罐內存在大塊粉料時，長螺桿公轉時受大塊粉料阻力較大，引起軸的彎曲，導致與底部軸承間隙變大脫落。

(4)搖臂結構是由鎖緊螺母將圓盤與主減速箱的主軸連接，由于長期運行或是承受過大的軸向力，使得鎖緊螺母損壞或松動。當長螺桿承受較大的向上推力時，使底部軸承與搖臂之間的距離變大，導致與底部軸承間隙變大，使長螺桿脫落。

2.力的分析

攪拌軸的主要作用是將扭矩從傳動裝置傳遞給摻混器的葉片，作用在攪拌軸上的主要力為軸向推力F2和產生彎矩的作用力F1，作用力方向如圖1所示。

根據抗扭強度條件公式

式中：

τT—螺桿工作狀態下的扭轉強度；

大量研究發現Wnt信號通路是維持關節完整性，調節骨及軟骨代謝的重要途徑之一，對骨關節炎有重要影響［20］。目前已知的Wnt信號通路包括3條，即Wnt/β-catenin信號通路、Wnt/Ca2+信號通路和 Wnt/PCP（JNK）通路［21］。

[τ]T—設計值；

P—功率；

n—轉速；

T—扭矩，N·m；

Wt—抗扭截面系數，m3

通過分析可知，當長螺桿脫落后與短軸碰撞造成功率P急劇升高，由公式可知實際扭轉強度τT也急劇升高且將大于設計扭轉強度[τ]T，短軸就會斷裂。

軸受物料的作用力如力F所示。將F分解為沿軸向的推力F2和產生彎矩的作用力F1。根據扭矩公式︱M︱=F1L(L為螺桿長度)，可知螺桿的根部為受彎矩最大的部位，也正是多次斷裂的部位。

四、采取措施

（2）采用新型添加劑，降低粉料結塊次 數。

（3）將螺桿直徑減小5mm，使螺桿與罐壁之間的距離增大，并要求螺桿的直線度≥0.4mm/m 。

（4）采用雙背帽的方式鎖緊，防止鎖緊螺母松動，并且增加了鎖緊螺帽的寬度，以減少螺紋的損壞。

（5）在檢修時齒輪的安裝要保證接觸精度，接觸斑點按齒長方向≥50%，齒高方向≥55%，齒側間隙最小為0.16mm。

（6）定期檢查輸出軸與長螺桿之間接的彈簧強度，并調整間隙在7～10mm。

（7）為防止軸在軸頸處斷裂，在制造時直徑采用圓弧過度，以減少應力集中。

中圖分類號：TQ056

文獻標識碼：B

文章編號：1671-0711（2014）06-0062-01

收稿日期：（2014-03-25）