BJS型球籠聯軸器在機泵中的應用

馬 思

(云南磷化集團有限公司，云南 昆明 650000)

云南磷化集團有限公司 30 t/a 飼料級磷酸裝置。以磷礦和硫酸為原料，采用二水法生產工藝。脫氟工序采用加深度氣體脫氟，反應逸出的含氟氣體采用二級逆流式洗滌，經管道、三級噴淋循環吸收洗滌后放空——自脫氟塔溢出的含氟廢氣經除沫器除去夾帶的磷酸液沫后，進入含氟廢氣第一洗滌塔、含氟廢氣第二洗滌塔經兩級洗滌吸收。含氟廢氣第一、第二洗滌塔廢氣經除沫器分離掉所含液沫后，被尾氣風機送入含氟廢氣第三洗滌塔進第三洗滌后放空。脫氟工序磷酸循環泵在設計時選用江蘇靖江飛躍化工閥門制造有限公司生產的FHJ350-300-400型臥式離心泵，其泵與電機的連接選用膜片聯軸器。在生產過程中由于膜片、聯軸器柱銷、聯軸器頻繁出現問題，導致系統經常性停車。

脫氟磷酸循環泵的頻繁停機不但影響裝置運行率，而且增加檢修成本，降低脫氟酸的產量。為解決生產難題，需對脫氟磷酸循環泵的連接方式進行改進。

1 聯軸器選擇

膜片聯軸器主要由半聯軸節、中間短節、撓性件(膜片)及聯軸器螺栓幾部分組成，膜片的連接方式是聯接螺栓與半聯軸節在兩側交替互相聯接，通過膜片的撓曲變形獲得撓性，進而來減少因安裝時造成泵端與電機端同心度不統一的作用[1]，在安裝時需嚴格控制兩半聯軸節的角度、徑向偏差和軸向壓縮或拉伸、兩半聯軸節的動平衡精度以及連接螺栓的松緊度在在合理控制范圍內，從而來減少機泵的震動。若裝配間隙、同心度相差較大時會致使機泵和電機損壞。

球籠聯軸器可以允許的角度范圍內下任意使用，都可以保證準確的等速性;等速性帶來的優點是能抑制由轉速和轉矩變動而產生的各種振動和沖擊，等速萬相節上的交叉點上的鋼球中心總是置于兩軸線的平分面上，等分兩軸線交叉角，從而保證了球籠式萬向節能夠等速傳遞扭矩[2]。球籠聯軸器和膜片聯軸器的對比見表1.

表1 兩聯軸器對比

綜合兩種連接方式的性能以及結合脫氟磷酸循環泵聯軸器膜片頻繁出問題的情況，循環泵聯軸器改成BJS型球籠聯軸器

2 BJS型球籠聯軸器的優勢

1)等速傳動，萬向節輸出、輸入瞬時角速度恒相等。其優點是布置靈活，傳動平穩，球籠聯軸器由于加工誤差和間隙的存在，球籠萬向節會產生微小的變化，但變化不會超過1%，而普通的十字軸接頭在軸間角為20°時，轉速變化已經高達約7%[3];

2)附加彎矩小，由于軸間夾角的存在，聯軸器在傳遞轉矩時會對主動軸、從動軸產生附加彎矩，支撐軸的軸承座會產生相應的反力。球籠聯軸器由于具有等角速傳動的特點，其附加彎矩的大小僅約為十字軸式萬向節的一半[4];

3)傳動效率高，球籠聯軸器具有很高的傳動效率，其功率損失在軸傾角變化范圍內近似成線性變化，30°時約損失2.8%[5]。

4)球籠聯軸器材質為合金材料，其結構方式是通過槽間的鋼球傳遞扭矩。耐沖擊能力較高[6]。

5)潤滑周期較長，3-6個月才加一次潤滑脂。

6)安裝角度≤5°，軸向補償量在±4-±15之間。許用轉速較高，安裝快捷簡單。

7)靠外套間的端面齒傳遞扭矩，可靠性強，

8)靠鋼球在橢圓滾道的滾動接觸，摩擦發熱叫小，效率高，維護保養時間、使用壽命長[7]。

3 聯軸器改造后的效果

聯軸器改造前后見圖1，2。

圖1 改造前(原輥道傳動聯軸器) 圖2 改造后(BJS型球籠聯軸器)

脫氟磷酸循環泵于2020年6月3日更換為球籠聯軸器后設備運行至今未出現過任何問題。

3.1 效益分析

1)根據歷史統計數據，采用膜片聯軸銷每年平均需更換4套膜片及聯軸器，膜片成本為20168元/套，聯軸器成本8000元/套脫氟磷酸循環泵每年節約的成本為：

4套×(20168元/套+8000元/套)×4套 =450688元/年

2)根據統計數據，2020年6月采用萬象聯軸器后，至今未進行更換過。萬象聯軸器成本為26000元/套。二者進行對比每年至少可降低生產檢修的成本為：

450688元/年-26000元/套×4套=346688元/年

降低了工人安裝調試、維護更換的勞動強度;

提高了生產線的使用效率和產品質量;

裝置的設備運行率較2020年提高了32.55%。