重灰一水堿螺旋輸送絞龍末端吊架瓦套的設計

包永賢，李 欣，楊海軍，馬 曉

(中鹽青海堿業有限公司，青海德令哈 817099)

1 技術背景

重灰一水堿螺旋輸送絞龍(統稱螺旋輸送機，俗稱重灰爐進料絞龍)是利用螺旋軸旋轉推移物料進行輸送的設備。螺旋輸送機能水平、傾斜或垂直輸送，具有結構簡單、橫截面積小、密封性能好、操作方便、維修容易、便于密封運輸等優點，在純堿生產中應用廣泛。在煅燒工序中用來輸送含水分為18.5%～23%、溫度為85 ℃的一水堿，螺旋輸送機轉速69 r/min，由于螺旋輸送絞龍輸送管殼體直徑為500 mm，螺旋輸送機絞龍葉片的直徑為480 mm，單邊有長度為20 mm的間隙，以確保絞龍軸自由轉動，但中間沒有支承，在輸送過程中易引起設備振動，影響一水堿的輸送效率。而一個比較可靠又簡單操作的辦法就是在螺旋輸送絞龍末端安裝吊架瓦套裝置，可有效改善螺旋輸送軸的擺動，降低機器振動，促進設備平穩運行，從而減少設備的維修成本，提高軸及軸承的使用壽命。

2 螺旋輸送絞龍末端吊架瓦套的結構設計

本研究設計出一種在螺旋輸送絞龍末端安裝吊架瓦套(一種安裝在螺旋輸送絞龍末端的吊架瓦套)，其中螺旋輸送絞龍的規格尺寸為φ480×2300，生產能力為30 t/h，絞龍外殼尺寸為DN550。吊架裝置是由支撐底板、吊臂、吊瓦座組成，支撐板到吊瓦座中心距為275 mm。吊架瓦套安裝在吊瓦座內，其規格尺寸為φ100×60×80。吊臂的一端焊接支撐底板，另一端焊接吊瓦座。支撐板是R=275 mm弧度的鋼板，具有較強的穩定性，用螺栓固定在絞龍末端殼體上，吊瓦座中安裝鑄銅瓦套，鑄銅瓦套有很好的耐磨性能。絞龍末端是45#調質鋼的軸，軸上套防止磨損軸的軸套，軸套上設置擋軸套擋片凹槽，軸頭斷面設置兩個M12螺孔安裝防止軸套脫落和轉動的壓板，軸套規格尺寸為φ100×60×80。

本裝置克服了原有螺旋輸送機定位固定軸承容易損壞的缺點，通過使用耐磨性能比較高的鑄鋼軸套延長了絞龍軸的使用壽命，節約了絞龍軸維修更換成本。螺旋軸必須具有較好的耐高溫性能，保證物料輸送的穩定性，因此在本設計中所使用的軸套和軸均為45#優質鋼，而瓦套所用材質為鑄銅(ZCuAl9Mn2)，由于45#優質鋼和鑄銅的熱力學性質不同，膨脹系數存在差距，45#優質鋼熱膨脹系數大，而鑄銅熱膨脹系數很小，因此為減少螺旋輸送絞龍在運行過程中出現卡停、抱死等情況，在裝配時要有0.3～0.5 mm的偏差。本設計中使用的鑄銅瓦套(ZCuAl9Mn2)具有較好的力學性能，在大氣、淡水和海水中耐腐蝕性好，鑄造性能好，組織致密、氣密性好、耐磨性好，可以焊接。其一般用來制作耐蝕、耐磨零件和形狀簡單的大型鑄件，如襯套、齒輪、渦輪，以及在250 ℃以下工作的管配件和要求氣密性好的鑄件等。軸承的密封性和潤滑是在軸承與軸套、瓦套之間通過物料堿潤滑的方式完成的；當螺旋輸送機在運行過程中出現磨損時，卸下支撐板和擋軸套擋片的螺絲直接更換軸套、瓦套、螺旋軸等，檢修更換比原有設備更節省時間、成本和人力；鑄鋼軸套上設置有對軸套定位和固定的擋軸套擋片，更好的將軸套和軸形成一體，減少軸的磨損。支撐板為外凸的弧形，弧形的中心距與絞龍外殼在一個同心上。見圖1。

1、6 吊架本體(碳鋼) 2、7 瓦套(材質為鑄銅) 8、12 軸套(鑄鋼) 3、9 軸(45#調質鋼) 4、10 擋軸套擋片 5、11 M12螺絲孔圖1 吊架剖面圖

3 吊架瓦套的安裝及使用

在本設計中鑄鋼軸套與螺旋軸套接在一起，裝配時要注意與螺旋軸的間隙，以確保絞龍軸能自由轉動，降低軸的摩擦和振動，將螺旋軸裝入鑄鋼軸套后，通過擋軸套擋片防止軸套移位、竄出，支撐板與吊架本體焊接時要保證在同一同心上。吊臂與中間吊架本體可以做成整體鑄件，也可以做成單獨構件，然后焊接在一起。

4 安裝吊架瓦套后的效果和改進的方向

在螺旋輸送絞龍末端安裝吊架瓦套后，一方面，該裝置保護了螺旋輸送機前端的定位固定軸承和推力軸承，將螺旋輸送絞龍在運行過程中始終保持在同一位置上，使絞龍受力均勻，減少了與軸承之間的磨損和設備的晃動；另一方面，解決了更換軸承過程中拆卸不便的缺陷，當運行過程中出現磨損的情況時，可以卸下支撐板和擋軸套擋片的螺絲直接更換軸套、瓦套、螺旋軸等裝置，提高了檢修效率，確保設備平穩運行。

在本設計中絞龍末端安裝的吊架瓦套為該工序水合進料絞龍的鑄銅瓦套，該材質成本較高，吸振性、耐磨性和機動性不強，在后期的生產過程中增加人員勞動強度，并且需要大量的檢修費用。

為解決后期成本費用高，耐磨性不強等缺陷，建議用球墨鑄鐵作為吊架瓦套的制作材質。球墨鑄鐵常用于生產受力復雜，強度、韌性、耐磨性等要求較高的零件，它具有熱變形極小的特點，同其他材料比較，化學穩定性較好，能提高設備機械性能。使用該材質能進一步提高吊架瓦套的耐磨性，降低設備故障率，保證生產平穩運行。