臥式混合機故障研究與分析

孟令潮，關鐵成

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北唐山 063200）

0 引言

臥式混合機能使多種物料按照一定比例混合，然后進入下一道工序或裝車運往別處，應用比較廣泛。在臥式混合機的使用過程中存在悶機跳閘、運行異響、三角帶斷裂等問題，嚴重時會影響正常生產，甚至引發安全生產事故。因此，需要對其產生故障的原因進行研究和分析，以提高臥式混合機運行的可靠性和穩定性。

1 臥式混合機結構組成

臥式混合機包括機殼總成、攪拌系統、驅動系統、密封結構4 個部分。

1.1 機殼總成

機殼總成主要由進料口、本體、頂部蓋板和出料口組成，起到構成整體結構和支撐零部件的作用（圖1）。

圖1 機殼總成

殼體是由優良碳鋼板彎制而成的ω 形桶，具備極強的屈服力，支撐部位能使殼體具備充足的剛性，確保雙臥軸的平行度和單軸的同軸度。物料通過進料口進入到殼體內部。頂部蓋板上有檢修孔，主要用于日常檢查和檢修。出料口主要作用是輸運物料到下一道工序，同時在殼體內出現物料堆積時，用于清理堆積物料，避免設備負載過大造成故障，影響生產。

1.2 攪拌系統

攪拌系統主要由主軸、扇葉、軸承座組成，與殼體總成組成臥式混合機主體結構（圖2）。

圖2 攪拌系統

攪拌系統的兩個主軸相互平行地固定在軸承座和殼體上，運轉方向相反，且45°交錯布局。每個主軸具有64 片扇葉，在主軸旋轉過程中扇葉隨著旋轉，從而達到混合均勻的效果，將物料輸送到下一道工序。

主軸材料為優質碳素鋼，通過鋼管和短軸焊接而成。葉片材料為高強度錳鋼，通過正火、退火、調質等熱處理制成，葉片由高強度螺栓固定在主軸上。主軸固定和支撐主要通過兩側的軸承座，軸承座內有調心滾子軸承和推力軸承，為主軸的旋轉和傳動提供保障。

1.3 驅動系統

驅動裝置主要由電機、減速機、耦合器、皮帶輪、V 形三角帶組成（圖3）。電機選用優質電機，電機啟動前，先檢查殼體內是否堆積煤粉，若有，應先清理物料再開機。減速機采用一級傘齒輪傳動加兩級漸開線行星齒輪傳動，輸出采用空心軸漸開線花鍵連接，具有結構緊湊、體積小、輸入軸與輸入盤同步旋轉的特點。耦合器選用限矩型液力耦合器，主要由泵輪、渦輪、轉殼、后輔室組成，電機帶動泵輪旋轉，耦合器內汽輪機油沖擊渦輪旋轉，從而帶動皮帶輪旋轉，具有結構簡單、過載保護強、傳動平穩等優點。皮帶輪分為主動輪和從動輪兩部分，主動輪安裝在電機側，從動輪安裝在減速機側，兩者通過V 形三角帶連接進行傳動，具有效率高、穩定性強、檢修簡便等優點。

圖3 驅動系統

1.4 密封結構

密封結構主要采用機械迷宮密封，密封本體由優質碳素鋼制成，密封填料采用橡膠O 形圈（圖4）。其密封效果較好，可以有效的阻止粉塵外溢，滿足環保使用要求。

圖4 密封結構

2 臥式混合機故障形式

臥式混合機具有制造精細、運轉平穩、噪聲低、承載能力大、抗沖擊能力強、使用壽命長等優點，但是在使用過程中也會出現故障，主要故障形式包括悶機跳閘、運行異響、三角帶斷裂等。造成這些故障的原因眾多，對故障的原因和解決措施進行統計分析（表1）。

表1 故障分析

3 機械故障定性分析

3.1 檢查主要部件螺栓松緊程度

每周應檢查臥式混合機所有葉片、軸承座的緊固螺栓有無松動。在工作2000 h后，必須檢查皮帶輪和聯軸器連接螺栓松緊程度。螺栓松緊程度的標準按照皮帶輪、聯軸器70 N·m，軸承座200 N·m進行。

3.2 檢查殼體內零件的磨損程度

臥式混合機具有兩個混合螺旋，每個混合螺旋有64 片扇葉，在螺旋旋轉過程中扇葉隨著旋轉，從而攪拌物料并輸送到下一道工序。

混合螺旋運轉頻繁，因此扇葉至少每周檢查一次：當發現葉片磨損達到50%時，應及時更換；本體內部襯板厚度磨損超過1 mm時也應及時更換。

3.3 檢查和調整皮帶張緊力

混合機皮帶張緊力檢查時，首先拆除皮帶防護罩，詳細查看皮帶輪所有皮帶是否完好、是否出現老化。給皮帶施加縱向壓力100 N 時，觀察皮帶沿該方向的變形量是否大于20 mm（圖5），若變形量超過20 mm 時，應立即組織更換皮帶，反之則應定期檢查磨損、老化情況，防止在設備運轉過程中斷裂。

圖5 皮帶檢查示意

皮帶的具體更換步驟如下：①打開皮帶輪防護罩；②調節電機座上調節螺栓，使V 形皮帶完全松脫，將V 形皮帶拿走，換上新的V 形皮帶；③同步扭動電機兩調節螺栓，使V 形皮帶張緊；④當給皮帶施加壓力100 N時，皮帶沿該方向的變形f≤20 mm；⑤裝上皮帶輪防護罩。

4 總結

臥式混合機故障形式相對比較固定，本文通過運用定性分析的方法把故障主要原因和措施清晰地梳理出來，以便更快速地診斷、排除故障。總結檢查主要部件螺栓松緊程度、殼體內零件的磨損程度和皮帶張緊力的詳細措施和方法，為后期制定合理的檢修計劃和保養周期提供參考，降低設備故障率。