攪拌軸彎曲原因探析及解決措施

張約美

(常州鐵道高等職業技術學校，江蘇常州 213001）

攪拌軸彎曲原因探析及解決措施

張約美

(常州鐵道高等職業技術學校，江蘇常州 213001）

從攪拌裝置中攪拌軸彎曲故障入手，探析了造成攪拌軸彎曲的原因，在設計方面增加底軸承裝置，在工藝方面采用假軸定位的方法進行制造安裝，有效地解決了攪拌裝置攪拌軸彎曲問題。

攪拌軸；彎曲；原因；措施

0 引言

攪拌裝置(圖1）常用于化工、食品和藥品的生產，其結構基本上由電機、機架、攪拌軸和反應釜體幾部分組成。攪拌軸是攪拌設備的重要組成部分，與其他固件存在著廣泛的關聯。某機械廠主要從事攪拌裝置的生產，在生產過程中發現，大型攪拌裝置的攪拌系統難免會出現一些故障。例如，在實際操作過程中，總會出現攪拌軸彎曲的情況，嚴重影響了生產效率和質量。因此，有必要去探析攪拌軸彎曲的原因，并有針對性地采取措施加以解決。從對機械設備的檢查結果來看，首先，攪拌軸擺動量有所增加，由此使得反應釜出現了晃動的情況；其次，攪拌軸彎曲致使反應釜承座支口與座體出現了破裂的情況。經研究發現，攪拌軸彎曲是造成上述癥狀的根本原因。

圖1 攪拌裝置結構示意圖

1 攪拌裝置中攪拌軸彎曲的原因

在整個攪拌系統中，相互連接的部件眾多，能對攪拌器攪拌軸造成影響的因素也是多樣化的。經過仔細觀察和嚴密排查，認為主要是因為上部短軸與下部長軸之間的公差都超過了標準和規范要求，設計制造過程中攪拌軸下部的擺動量增加，造成了攪拌軸彎曲，運行過程中軸處于彎曲狀態，應力會全部轉移到軸承上，一旦其超過軸承的承受范圍，就會導致軸承座損壞。其次是攪拌軸操作失誤造成，操作工頻繁地以超過其限度的重量去傾倒物料，對于攪拌系統來講，將給攪拌軸帶來很大的沖擊力，會對攪拌軸造成極大的負面影響。

2 攪拌裝置中攪拌軸彎曲故障的解決措施

2.1 采用底軸承裝置

經過研究和有關計算，在攪拌葉片下部大約500 mm處設計底軸承裝置，可以有效減小軸的擺動量，從而解決攪拌軸彎曲的問題。

如圖2所示，用螺栓將軸套與攪拌軸擰緊，套入軸承，然后裝上軸承座，最后用螺栓固定圓盤與軸承座，3個支腳均勻地焊接在釜壁上，對整個軸承座起支撐作用。其中軸承的材料是聚四氟乙烯，具有耐各種酸堿、耐高溫和耐磨的良好特性，而其他零件都采用耐腐蝕的304不銹鋼。軸承與軸套之間有一定的間隙，有利于物料的水溶液對零件進行自潤滑，在裝配軸承時，必須保證軸承與軸套的同軸度，從而使它們的間隙均勻。

圖2 底軸承結構示意圖

2.2 假軸定位改造過程

為了進一步防止攪拌軸的彎曲，在實際加工制造過程中，以假軸定位的方法改造攪拌軸構造，簡單來講，就是將一根外徑與軸相近的厚壁管加工成假軸，以與軸同樣尺寸形成同心，并且以胎具為連接方式，實現與連接件、填料箱、法蘭和軸架副座的連接。具體來講，其設計制造過程如下:(1）假軸制造，確定其尺寸要求，保證其公差處于合理范圍之中。(2）兩個胎具的制造，其中一個是止口與機械連接件以及填料箱之間的間隙配合，另外一個是止口與軸架副座之間的間隙配合。具體可以參見下面的胎具示意圖(圖3、圖4）。(3）在胎具制造過程完成之后，需要將抱卡安裝到假軸上，此時雖然沒有嚴格的公差要求，但是同樣需要保證連接的合理性和科學性。(4）安裝與組焊的過程，基于同心同軸基本原則，確定假軸與釜是符合相關標準和規范的，在焊接的時候，避免出現盤動狀態。

圖3 胎具一示意圖

圖4 胎具二示意圖

3 結語

經過上述兩種方法改造以后的攪拌軸， 經試車運行發現，反應釜振動較小，攪拌軸運行比較平穩，經測量，上下部軸的徑向跳動量都控制在公差的合理范圍之內，從而對攪拌裝置中的密封以及軸承沖擊力較小，較好地保護了設備的其他零件；同時加強對工人的素質和技能培訓，在生產車間建立專業檢查隊伍，使其成為機械設備維護保養的專業人士，在日常巡查中，尤其注意攪拌軸的擺動量和支撐部分的振動情況，如果發現擺動量大，要及時更換軸承，重新調整軸套與軸承之間的間隙，這樣有利于底軸承的正常運行，從而提高企業的生產效率。

[1]沈良康.關于攪拌設備設計的幾個問題[J].化工設備與管道，1983(6）

[2]李建豐，徐鴻，繆鴻燕，等.有限元法求解懸臂攪拌軸動力響應第二部分:各種參數對動力響應的影響[J].石油化工設備技術，2004(1）

[3]曾真，王為國.帶外伸梁的攪拌軸臨界轉速的簡單計算方法[J].醫藥工程設計，2009(1）

[4]曾真，王為國.攪拌軸臨界轉速近似計算方法的比較[J].化工設計通訊，2009(4）

[5]邢福生.結構有限元技術及其發展[J].水科學與工程技術，2005(S1）

2014-09-26

張約美(1977—），女，江蘇南通人，工學碩士，講師，研究方向:機械制圖、機械設計及CAD。