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降低膨胀烘干机故障率及改造应用.pdf
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1、2023No9(上)设备管理与维修113技术与改造降低膨胀烘干机故障率及改造应用赵新,李世财,王立峰,肖光宇,邓联新(中国石油独山子石化分公司设备检修公司,新疆独山子833699)摘要:根据统计,2 0 1 6 一2 0 2 1 年膨胀烘干机在5年内停机检修达4 3 次,严重影响装置的正常生产,其中螺杆断裂、螺套及衬套磨损、剪切螺钉外泄3 种故障占到7 5%。分析这3 种故障产生的原因,并对设备进行改造应用,以解决生产瓶颈问题,保证设备安全、稳定运行。关键词:膨胀烘干机;断裂;磨损;泄漏;运行周期中图分类号:TE965文献标识码:BDOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2
2、023.09.45引言膨胀烘干机是某装置后处理生产橡胶产品的关键设备,胶料通过挤压、剪切、摩擦沿轴向输送推进,直到从模板挤出,以达到使胶料进一步膨胀干燥的目的,这对橡胶产品的质量有着重要作用。膨胀烘干机的频发故障制约着产品的正常生产,给公司造成极大的经济损失。膨胀烘干机的结构及工作原理膨胀烘干机主要由主电机、液力耦合器、减速箱、螺杆轴、螺套、筒体等组成,螺杆轴右端插人减速箱的传动轴套内,左端由2 4 节螺套用键连接套装在轴上。长4.0 m、重1.0 t的螺杆在筒体内呈悬臂状态,各段螺距不同,螺距由低压侧向高压侧逐渐缩小到,利用螺距缩小制造压力,增加摩擦生热,以达到将胶料内水分挤出,提高烘干能力
3、的目的。沿筒体每隔一段距离的四周,由外向内壁伸出4 个凸起的剪切螺钉,共2 2 圈,与螺套的插槽相对应,其作用是剪切螺杆上的胶料,使胶料不随螺杆同轴转动,促使其沿轴向受挤压而向前推进。螺杆头为有利于螺杆主轴调心定位的圆锥形结构。脱水机工作时输出的胶料,通过膨胀式烘干机进料斗将胶料源源不断地喂人进料段,再将胶料通过剪切螺钉、旋转螺杆等方式进行剪切,使胶料挤压后沿轴向输送;同时,在筒体夹套内通过热蒸汽加热以软化胶料而利于挤压和干燥,胶料在筒内受到剪切、挤压和摩擦作用,至挤出段胶料压力已升至5 7 MPa,温度达1 0 0 1 7 5,当处于受压状态的胶料从模板喷嘴高速喷出时,由于模板外侧空间突然增
4、大,胶料压力由7 MPa左右骤降至0,使胶条突然膨胀松弛,胶条内所含水分迅速闪气化,从胶料中逸出,将胶料含水率由8%1 2%降至1.5%,以达到膨胀干燥的目的。2膨胀烘干机的故障现象(1)螺杆轴断裂。从所有断轴的情况来看,断轴部位基本上是在螺杆轴直径的变径部位,也是在胶料人口的第一级螺套(图1)。(2)螺套及筒体衬套磨损。螺套和筒体衬套在高压段磨损严重(图2)。(3)剪切螺钉损坏,在高压段剪切螺钉损坏最严重(图3)图1螺杆轴的断裂面图2磨损的螺套及筒体衬套图3剪切螺钉螺纹损坏及端部磨损3故障原因分析设备在运行过程中,通过旋转的螺杆将橡胶从进料段推进到模头,螺杆轴一方面受到螺旋挤压过程中产生的扭
5、转剪切应力,另一方面也受到自重产生的弯曲应力,同时受到介质的腐蚀应力,因此螺杆轴在运行过程中受到的压力较大。另外,在外部负荷变化的作用下,剪切应力产生交变应力,呈周期性变化。在交变应力作用下,螺杆轴极易出现疲劳断裂、缩短使用寿命。3.1工艺原因3.1.1开、停车过于频繁为了开发新产品,设备要经常进行新产品试机试验,由于工2023No9(上)设备管理与维修技术与改造114编辑吴建卿艺操作不成熟,需要不断摸索经验,设备运行不能达到稳定的状态,有时一天开停车数次。另外,为了适应市场需求,需要经常转换不同系列的橡胶产品进行生产,造成开停机频繁。每次开停机使螺杆轴的扭转应力在零和最大值之间变化,螺杆轴承
6、受了巨大的交变应力,对螺杆轴的断裂产生重大影响。3.1.2下料不均当膨胀烘干机正常运转时,应根据进料负荷适当调整转速。凝聚釜到后处理的物料,由于工艺的影响,有时会出现负荷波动过大,严重时甚至会出现断料的现象。螺杆转速不可能在物料负载波动时及时作出相应的调整,因此螺杆轴受交变应力的影响比较频繁,特别是当进人烘干机内的物料较少时,机体内会出现间歇空腔,使螺杆轴无法正常托起,从而引起螺杆与机筒的摩擦,使其寿命大大降低。3.1.3频繁堵料堵料原因主要有两个:由于原来的料斗设计不合理,容易引起加料堵塞;由于烘干机的螺套有不同程度的磨损,使螺杆与筒体之间的间隙增大,导致烘干机吃料不畅,在烘干机进料段发生堵
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