涼水塔風(fēng)機(jī)是涼水塔的關(guān)鍵設(shè)備,工作條件嚴(yán)酷,長(zhǎng)期處于腐蝕性環(huán)境中,并且正常情況下無法檢查,故風(fēng)機(jī)的選型及穩(wěn)定可靠運(yùn)行顯得尤為重要。烯烴廠涼水塔風(fēng)機(jī)是軸流式螺旋槳風(fēng)機(jī),日本神鋼法武都拉公司生產(chǎn), 型號(hào): HP - 4 - 8336 , 風(fēng)機(jī)直徑為8 530mm , 8 個(gè)葉片, 功率150kW,轉(zhuǎn)速134r/ min ,當(dāng)空氣的密度為1. 103kg/ m3時(shí),風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量為41 500m3/ min。該風(fēng)機(jī)自1987 年投用至2002 年已運(yùn)行了15a 。由于種種原因,軸承箱經(jīng)常出現(xiàn)地腳螺栓松動(dòng)斷裂、浮動(dòng)軸脫落等事故,嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。為此我們與上?；瘷C(jī)二廠一起,采用先進(jìn)技術(shù),對(duì)其進(jìn)行了改造。
1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及存在問題
風(fēng)機(jī)組成主要包括電機(jī)、2 根浮動(dòng)軸、軸承箱、齒輪減速箱、葉片。
風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸包含2 根浮動(dòng)軸,2 根浮動(dòng)軸中間有1 個(gè)軸承箱,軸承箱起支撐和聯(lián)接作用,見圖1。
111 浮動(dòng)軸
浮動(dòng)軸的型號(hào)是300 系列,每根標(biāo)準(zhǔn)浮動(dòng)軸是由鍍鋅鋼管制成,每端是帶6 個(gè)氯丁橡膠粘接的鋼套的彈性聯(lián)軸器。直徑<127mm、壁厚6mm的鋼管焊接在27mm 厚的法蘭上作為1 根浮動(dòng)軸。管子和法蘭在必要的裝配和焊接之后熱浸鍍鋅處理,管子和法蘭的材料分別依據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)G3445 - STKM13B和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)G3101 - SS41標(biāo)準(zhǔn)。
浮動(dòng)軸的規(guī)格、尺寸及要求: (1) 浮動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速1 450r/ min ;浮動(dòng)軸的長(zhǎng)度1 400mm ±5mm ,平直度小于3mm;浮動(dòng)軸的質(zhì)量85kg。
所有驅(qū)動(dòng)軸組件都在制造廠內(nèi)作了動(dòng)力平衡和匹配標(biāo)記。當(dāng)軸安裝在測(cè)試臺(tái)上時(shí),需在轉(zhuǎn)速為1 800r/ min 的條件下進(jìn)行測(cè)試,所測(cè)振幅要求不超過50μm(在支撐軸的2 個(gè)軸承支點(diǎn)上) 。涼水塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的改造
112 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和材料
聯(lián)軸器是氯丁橡膠套型,在每個(gè)聯(lián)軸器內(nèi)帶有6 個(gè)平行排列的套筒,軸套由一彈性元件(外徑<63. 5mm ×36. 6mm) 纏繞在1 <38mm、長(zhǎng)度51mm 的不銹鋼套管上,軸套裝在管和法蘭的組件中并用6 個(gè)螺栓擰緊在卡箍上,軸套被安裝在1個(gè)圓周直徑210mm 的浮動(dòng)軸上。
113 軸承箱
軸承箱含有1 個(gè)鋼軸和2 套錐形滾珠軸承,起水平浮動(dòng)軸的中心支撐作用,它由4 個(gè)M12 的地腳螺栓固定在支架上,軸承箱內(nèi)加有150 號(hào)透平礦物油潤(rùn)滑軸承。
114 安裝要求
驅(qū)動(dòng)軸的對(duì)中是用千分表檢查2 個(gè)靠背輪之間的間隙和在浮動(dòng)軸兩端靠背輪外圓上測(cè)量徑向的變化, 對(duì)中的最大誤差值為: 左、右小于0. 125mm ,上、下小于0. 125mm。風(fēng)機(jī)的振動(dòng)要求在電機(jī)和減速箱的垂直和水平方向上最大振幅不超過125μm。
115 風(fēng)機(jī)存在的缺陷
由于驅(qū)動(dòng)軸含有2 根浮動(dòng)軸及中間有1 個(gè)軸承箱,這就使風(fēng)機(jī)的安裝找正復(fù)雜化,從而使風(fēng)機(jī)的對(duì)中值總是偏大,導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)較大,縮短了設(shè)備的運(yùn)行周期。其次由于軸承箱的加油管長(zhǎng),接頭多,漏點(diǎn)多,運(yùn)行期間軸承箱又難以檢查,所以90 %的風(fēng)機(jī)故障都來自軸承箱故障。
另外維修難度大,浮動(dòng)軸每端的軸套上都有1 個(gè)3mm 的凸臺(tái),這樣2 根浮動(dòng)軸與軸承箱的總長(zhǎng)度就比電機(jī)與減速箱的距離大12mm ,軸套屬易損件,這樣每次更換軸套都必須將電機(jī)、軸承箱地腳螺栓松開,且重新找正,增加了檢修難度。
2 驅(qū)動(dòng)軸的改造
針對(duì)風(fēng)機(jī)存在的問題,采用上?；瘷C(jī)二廠的專利技術(shù),對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造。用1 根驅(qū)動(dòng)軸取代原有的2 根浮動(dòng)軸及軸承箱,這樣就克服了原風(fēng)機(jī)存在的缺陷。同時(shí)將原風(fēng)機(jī)電機(jī)和減速箱上的聯(lián)軸器去掉,改用改造后的左右半聯(lián)軸器,改造后的驅(qū)動(dòng)軸如圖2 所示。
該驅(qū)動(dòng)軸采用薄壁鋼管及2 個(gè)半聯(lián)軸器與橡膠軸套組成。在出廠前,需經(jīng)過嚴(yán)格的動(dòng)平衡測(cè)試調(diào)整,以保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。其兩端半聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸上的配重塊,不得隨意拆卸,并且安裝時(shí)注意兩半聯(lián)軸器及錐套上的刻印記號(hào)對(duì)準(zhǔn)。
2. 1 改造后驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度校核
驅(qū)動(dòng)軸采用的是1Cr18Ni9Ti 薄壁鋼管及2 個(gè)半聯(lián)軸器, 其中: d = 159mm , 內(nèi)徑d1 =1 5 1 mm , 驅(qū)動(dòng)功率P = 1 5 0 kW , 轉(zhuǎn)速n =1 450rpm ,扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度系數(shù)A = 120 ,許用扭轉(zhuǎn)角<許= 0. 5°,扭轉(zhuǎn)剛度系數(shù)B = 109 ,系數(shù)a = d1/ d ,根據(jù)下面公式[1 ]計(jì)算扭矩T :
由此可以看出: d > dmin1 , d > dmin2 ,φ<φ許,即實(shí)際驅(qū)動(dòng)軸滿足設(shè)計(jì)要求。
2. 2 改造后驅(qū)動(dòng)軸的制作及安裝要求
(1) 左右聯(lián)軸器分別與錐套及橡膠軸套裝配完成后做動(dòng)平衡, 剩余不平衡力矩不大于0. 003 9N·m。
(2) 薄壁鋼管的材料選用日本進(jìn)口SUS304。
(3) 聯(lián)軸器兩法蘭面的間隙要求為:左、右小于0. 12mm ,上、下小于0. 12mm。
(4) 初步找正。不轉(zhuǎn)動(dòng)兩半軸器,用塞尺檢查上下、左右兩半聯(lián)軸器的外緣的表面,直至兩端表面相互平直或各處間隙均勻一致。
(5) 精密找正。以手盤動(dòng)聯(lián)軸器,用塞尺、游標(biāo)卡尺或百分表等精密量具測(cè)量聯(lián)軸器的同軸度和平行度。
(6) 整機(jī)安裝完畢后,用手盤動(dòng)聯(lián)軸器應(yīng)輕重均勻。
涼水塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的改造
