一種用于羅茨鼓風機對中聯軸器的螺紋頂絲調節機構設計

何江華

（北京北大先鋒科技股份有限公司，北京 100080）

1 前言

目前，在變壓吸附制氧裝置中應用的主要動設備有三相異步電動機、羅茨鼓風機、羅茨真空泵。因羅茨鼓風機的風量基本不隨風壓變化，運行中無金屬接觸、無磨損，且排氣不含油分等特點在變壓吸附制氧工藝的設備選型中得到了普遍應用。

經羅茨鼓風機輸送低壓原料空氣進入吸附塔，吸附塔的產品為氧氣，空氣中的氮氣、二氧化碳、水蒸氣等需要在吸附塔的解析工況，通過羅茨真空泵對吸附塔內吸附劑雜質抽真空而脫附再生。變壓吸附制氧裝置依賴于鼓風機、真空泵的正常穩定運行。

設計用于變壓吸附制氧的鼓風機、真空泵由同一臺雙軸伸電機驅動，電機雙軸伸端分別與鼓風機、真空泵通過一對半聯軸器連接，連接方式為：彈性柱銷聯軸器。設備安裝順序為：雙軸伸電機就位→電機找正找平→鼓風機/真空泵就位→鼓風機/真空泵與電機半聯軸器一次找正對中→地腳螺栓孔一次灌漿→安裝墊鐵、預緊地腳螺栓→鼓風機/真空泵與電機半聯軸器二次精找對中→基礎二次灌漿→復測聯軸器精度。電動機、鼓風機、真空泵成套動設備的安裝質量關系到后期整個制氧裝置的安全、穩定運行。

以北大先鋒7500/80型變壓吸附制氧裝置為例，設計氧氣流量7500Nm3/h（0℃，101.325kPa），氧氣純度80%（Vol），配套設備選型為章鼓ZR8-900W型真空泵、ZR8-800型鼓風機；其中鼓風機自重22.25t，真空泵自重24.6t。電機半聯軸器與鼓風機半聯軸器的安裝精度要求為：聯軸器同心度不大于0.15mm，端面平行度不大于0.10mm，端面間隙7.5±0.5mm。雙軸電機和配套的鼓風機、真空泵的安裝精度較為關鍵。

根據變壓吸附制氧配套動設備特點及安裝順序，主軸伸端、副軸伸端分別通過一對半聯軸器與真空泵、鼓風機連接，因雙軸伸電機位于真空泵、鼓風機中間，在電機就位找平找正后，需通過調整兩側鼓風機、真空泵來對中聯軸器，達到安裝精度要求。因設備自重較大，無可調底座設計，在現場實際安裝中，帶來了一定的困難。現場通常采用做臨時支撐，選用千斤頂推動設備的方式，進行水平、垂直方向的調整。本文就針對實際安裝中，不便調整設備的問題提出一種螺紋頂絲調節機構。

2 設備聯軸器對中水平調節機構設計

以章鼓ZR8-900W型真空泵、ZR8-800型鼓風機設備為例，設計一種可行的螺紋頂絲調節機構。

2.1 鼓風機/真空泵設備基礎設計預埋板

預埋板尺寸：200×200×16mm（長×寬×壁厚），預埋板設計錨固鋼筋，詳見圖1。預埋板安裝于基礎外邊緣側面，在土建基礎支模板與澆筑混凝土前安裝，與基礎內鋼筋焊接固定。

圖1 基礎預埋板

2.2 預埋板的安裝位置與數量

根據設備基礎尺寸及調整設備要求，預埋板數量設計8個，分別布置于風機泵/鼓風機基礎外緣側面，平面安裝位置見圖2，安裝高度見圖3。

圖2 預埋板安裝位置

2.3 槽鋼支架的安裝

在基礎外緣安裝的預埋板位置焊接槽鋼支架，可選用［14b或［16b型槽鋼，與預埋板雙面焊接牢固。可在鼓風機、真空泵設備就位后焊接安裝，作為調節機構的支撐使用。安裝詳見圖3。

圖3 槽鋼支撐安裝示意圖

2.4 調節機構設計

設計螺紋頂絲作調節機構，代替現場千斤頂等推力設備，依據設備自重，設計優選M36×3全螺紋螺栓（8.8級，L=200mm）、M36×3螺母（8級）和壁厚20mm鋼板組對焊接制作，詳見圖4。為保證牢固和可靠使用，板件、連接板、螺母的連接均為雙面焊。

圖4 螺紋頂絲調節機構

3 調節機構的安裝使用

在真空泵或鼓風機設備就位后，在預焊槽鋼支撐與設備底座之間同時放置8個調節機構，高度方向通過增加墊板調整至如圖5所示合適位置和高度。

圖5 設備底座水平螺紋調節機構安裝示意圖

在設備一次對中和二次精找對中聯軸器，當需要調節電機兩側的真空泵或鼓風機設備位移時，通過旋轉調節螺母，使螺桿頂絲作用于設備底座，實現對設備水平方向的精確位移，達到聯軸器對中精度的要求。

以某紅土鎳礦冶煉1期項目的變壓吸附制氧裝置，配套雙軸伸電機、鼓風機/真空泵的安裝使用為例，在現場制作和使用本文設計的水平調節機構，選用M36螺紋頂絲，可實現對自重25t設備的水平調節，代替15～20t推力千斤頂。

以某紅土鎳礦冶煉2期項目的變壓吸附制氧裝置，設計氧氣流量100000Nm3/h（0℃，101.325kPa），氧氣純度85%（vol）。配套雙軸伸電動機、真空泵（ZR8-900W型）、鼓風機（ZR8-800型）機組15套。需調節的鼓風機/真空泵單體設備數量30臺。因鼓風機/真空泵廠家無可調底座設計，選擇使用本文設計的螺紋頂絲水平調節機構，能夠提高設備聯軸器對中調節過程的精度和安裝效率，解決現場無可調底座設計的大型設備安裝調節的難題。

4 結語

（1）通過鼓風機、真空泵設備基礎設計預埋板，和焊接槽鋼支撐，為螺栓調節機構安裝提供了可靠支撐點。

（2）設計的螺紋頂絲調節機構結構簡單，安裝便捷。在調節設備底座空間有限的條件下，可代替通常15～20t推力千斤頂。所選的M36可調節螺紋頂絲可滿足現場調節25t自重設備的位移要求。

（3）對于此類中間雙軸伸電機驅動兩端鼓風機、真空泵的設備安裝，需要調節兩端設備位移的情況下，選用在設備基礎安裝預埋板并焊接支撐和螺紋頂絲水平調節機構，可以解決現場設備自重大、無可調節底座的設備調節對中難題。

（4）上述設計的螺紋頂絲水平調節機構，可作為設備廠家的安裝配件，便于設備調節安裝。作為進一步優化和推廣，對于不同自重、設備底座結構，可設計優化螺紋螺母規格、材質適應不用情況下的設備調節。