CAV-4型運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定儀浴槽加熱系統(tǒng)改進(jìn)

江 巍 梁中強(qiáng)

（中國(guó)石油化工股份有限公司潤(rùn)滑油茂名分公司 廣東茂名）

1.問(wèn)題

1臺(tái)美國(guó)CANNON公司生產(chǎn)的CAV-4型自動(dòng)運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定儀（以下簡(jiǎn)稱測(cè)定儀），承擔(dān)公司全部液體原材料、成品油等的運(yùn)動(dòng)黏度項(xiàng)目分析測(cè)定，基本24 h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。測(cè)定儀設(shè)計(jì)為溫度控制輸出電路與循環(huán)泵電路相對(duì)獨(dú)立，分別由兩組開(kāi)關(guān)獨(dú)立控制，工作電壓均為110 V。測(cè)定儀浴槽加熱系統(tǒng)見(jiàn)圖1，循環(huán)泵抽取浴槽內(nèi)的低溫硅油，在循環(huán)管道中加熱后打入浴槽，使浴槽內(nèi)油溫逐步上升。循環(huán)管道外壁裝有1個(gè)過(guò)溫保險(xiǎn)（上限125℃），線路連接到機(jī)內(nèi)溫度控制板件，若管路內(nèi)油溫過(guò)高（＞125℃），則過(guò)溫保險(xiǎn)斷開(kāi)，控溫主板中止加熱輸出，起到保護(hù)作用。

測(cè)定儀連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1年以上，循環(huán)泵出現(xiàn)泵軸卡死停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，硅油無(wú)法打循環(huán)，導(dǎo)致循環(huán)管道內(nèi)油溫急劇升溫，外置保險(xiǎn)開(kāi)路，整個(gè)浴槽溫度下降，影響正常試驗(yàn)。經(jīng)廠家修復(fù)，設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1年左右，問(wèn)題復(fù)現(xiàn)。測(cè)定儀價(jià)值較高，又是重要分析設(shè)備，一旦停工維修，需要花費(fèi)大量人力物力。

圖1 測(cè)定儀浴槽加熱系統(tǒng)

2.問(wèn)題分析

測(cè)定儀浴槽加熱系統(tǒng)由加熱浴和循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成，其中循環(huán)泵為臥式放置（圖2），轉(zhuǎn)速3500 r/min，泵軸軸承采用的無(wú)供油滑動(dòng)軸承在高溫下長(zhǎng)期高速運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑不足，軸承磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致軸承與軸頸發(fā)生徑向磨損，軸承與軸頸之間間隙變小。滑動(dòng)軸承上灰塵較多，也會(huì)產(chǎn)生油垢后干涸，增加轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，軸承卡死，最終發(fā)生抱軸故障。抱軸后，泵電機(jī)線圈電流增大，線圈發(fā)熱，造成循環(huán)泵永久性損壞。

3.改進(jìn)措施

（1）增加獨(dú)立過(guò)溫控制系統(tǒng)。因缺少原裝配件更換，且購(gòu)買一次性過(guò)溫元件價(jià)格高，不易購(gòu)買。用國(guó)產(chǎn)過(guò)溫元件替代，但熔斷溫度過(guò)高（135℃）會(huì)存在安全隱患。若感溫不夠靈敏，延遲斷開(kāi)則可出現(xiàn)燒壞循環(huán)管或變形、損壞循環(huán)泵和其他部件，甚至發(fā)生火災(zāi)。為確保儀器使用安全，設(shè)計(jì)制作一套獨(dú)立的過(guò)溫保護(hù)控制系統(tǒng)，在循環(huán)管外壁上安裝PT100鉑電阻作為測(cè)溫傳感器（圖3），繼電器接點(diǎn)串接在加熱器和循環(huán)泵電源回路（圖4）。μPC616集成溫度傳感器作為主控制，R3為鉑電阻，RP（可調(diào)節(jié)電位器）控制溫度上限。若機(jī)器原配溫控失效或循環(huán)泵卡死，則油溫度會(huì)超過(guò)設(shè)定溫度，R3阻值上升，升至RP預(yù)設(shè)電阻值，控制μPC616中止輸出，繼電器K線圈斷電，K1和K2觸點(diǎn)同時(shí)斷開(kāi)，中止加熱、循環(huán)泵停機(jī)。當(dāng)油溫下降，R3阻值下降，μPC616繼續(xù)輸出，控制加熱棒加熱及循環(huán)泵動(dòng)作，有效保護(hù)儀器和循環(huán)泵。

圖2 循環(huán)泵放置位置

圖3 改進(jìn)后測(cè)定儀浴槽加熱系統(tǒng)

圖4 過(guò)溫保護(hù)控制系統(tǒng)電路

（2）改進(jìn)循環(huán)泵軸承。由于軸承空間過(guò)小，無(wú)法直接選用安裝合適的滾動(dòng)軸承，需定制加工1個(gè)軸承壓蓋，安裝6200RZ深溝球軸承（圖5），這樣可充分降低因臥式放置造成的軸頸與軸承之間摩擦，避免發(fā)生軸承抱軸現(xiàn)象。

4.改進(jìn)效果

測(cè)定儀浴槽加熱系統(tǒng)改進(jìn)后，溫度控制準(zhǔn)確，加熱棒已連續(xù)使用8年。循環(huán)泵軸承完好，泵的連續(xù)工作壽命也由原來(lái)1年提升至3年。設(shè)備整體運(yùn)轉(zhuǎn)良好，停機(jī)維修時(shí)間減少。

圖5 深溝球軸承