行星齒輪減速機分析70立方米聚合釜減速機的工作原理
1. 對改進前聚合釜減速機(Retarder)的基本認識
從傳統的設計理念上講,攪拌軸要有足夠的剛性支承來克服它在攪拌過程中所產生的徑向力、切向力及軸向力。行星齒輪減速機又稱為P站PROBURN手机网页版,伺服減速機。在減速機家族中,P站PROBURN手机网页版以其體積小,傳動效率高,減速範圍廣,精度高等諸多優點,而被廣泛應用於伺服電機、步進電機、直流電機等傳動係統中。其作用就是在保證精密傳動的前提下,主要被用來降低轉速增大扭矩和降低負載/電機的轉動慣量比。而減速機是把運動源的恒定轉速改變為主運動執行件(攪拌軸)所需的速度,傳遞工作時所需的功率和扭矩。但從現在70m³聚合釜的整體結構上看,減速機通過支撐(sustain)座懸掛在釜底,從攪拌軸到減速機的輸出端都是通過聯軸器剛性連接,5m多長的攪拌軸,隻在底端(機械密封處)用一個調心滾子軸承來支撐,如果隻是這一個支點,那受力點對於支承來說懸臂太長,剛性較差。因此筆者認為,攪拌軸把在工作中所產生的力直接作用給減速機,而減速機輸出軸的支承(特別是上支承),從某種意義上說也是攪拌軸的另一支撐點。
聚合釜內的攪拌葉分上下兩層。從宏觀上分析(Analyse),作為設計者,扇葉的曲線、曲率及傾角的設計,除滿足其攪拌工作要求外,肯定也會考慮軸向力的方向。筆者認為上下攪拌葉工作時所產生的軸向力有互抵的可能,或抵消一部分,而攪拌軸(連同葉片)的搖擺及重力所產生的軸向力抵消不了,因此輸出軸的支承剛度存在著一定問題。
圓柱斜齒輪副小輪的齒數是45,大輪的齒數是109,那麽II軸(小錐齒輪軸)傳遞的扭矩約是I軸的2.4倍(109÷45);小錐齒輪軸的前支承選的是圓錐滾子軸承7320,所能承受的額定負荷為249000N,後支撐軸承是7118,承受的動負荷是93100N;斜齒輪有較大的軸向力,支承小錐齒輪軸的後支承,同時也是大斜齒輪的主支承,按照一般的設計原則,特別是支承要有足夠的剛性,所選的前後軸承的承載能力比要小於 負荷比(扭矩)2.7倍(249000÷93100),由此可見,後支承的剛性略弱一些。
減速機的工作性質是輸出軸順時針單向旋轉,由此判斷小錐齒輪軸逆時針旋轉,而鎖緊螺母為正旋扣(右旋),正好是工作方向使螺母鬆動,而現在所采用的爪形止退墊圈是最傳統的防鬆結構,特別是墊圈的材質是A3鋼,而且很薄。維修人員在裝配過程中,稍不注意就極易造成墊圈的疲勞,而一旦此處出現問題(Emerson),由於大斜齒輪擋在外麵,很難被發現。
2. 對聚合釜減速機的改進方案
(1)在對減速機(Retarder)進行巡查時,發現其中有1台減速機的II軸有較大的軸向竄動量,拆開後發現II軸裝軸承處走內圈,測量後小了0.03mm;由於II軸的同軸度要求高,若用堆焊的方法極易造成該軸的彎曲,根據II軸的尺寸,采用刷鍍(冷修複)的方法修複了此軸。
(2)日常在檢修I軸時發現該軸的遠馬達端軸承內徑有磨損或腐蝕。在I軸的修複上,由於該花鍵的加工精度高,普通的修複方法也不能使用,因此先把I軸放在車床上旋轉,再用專用噴槍把加熱的鎳基合金粉噴到軸上來完成修複。
以往對軸的修複,通常采用堆焊和高溫噴鍍等對母體進行加熱的方法來修複,這樣做的一個明顯缺點就是母體容易變形;現在采用刷鍍和低溫噴鍍的方法對聚合釜減速機(Retarder)進行了修複,不但不會引起母體的變形,還為以後相同情況軸的修複積累了一定的經驗。
(3)在對減速機進行拆檢時發現,I軸的高速齒輪容易鬆動。主要原因是I軸高速齒的鎖緊方式采用的是雙背帽加雙帶翅墊片的方式。這種鎖緊方式不能適應此處的環境,所以對此進行了改進,把雙背帽加雙帶翅墊片的鎖緊方式改進為鎖緊螺母加齒塊的方式。
(4)在IV軸的處理(chǔ lǐ)上,由於承受的軸向力較大,原來的圓錐滾子軸承32238所能承受的軸向力不夠,所以把IV軸的軸承改成調心滾子軸承22238和推力球軸承的組合。
(5)目前齒輪的"齧合(niè hé) "位置、間隙的調整很不方便,浙江巨化股份(gǔ fèn)有限公司電化廠根據實際情況(Condition)增加調整環節,適當改進結構,改善了裝配及檢修條件.
3. 70m³聚合釜減速機的裝配與調試
(1)I軸、II軸由於圓錐(Tapered)滾子軸承是反向安裝。硬齒麵齒輪減速機為達到特別低的輸出轉速,可以通過兩個齒輪減速機相聯的方法來實現。當采用這種傳動方案時,可配置電機的功率必須依賴於減速機的極限輸出扭矩,而不能通過電機功率來計算減速機的輸出扭矩。I軸軸向力向斜齒端,II軸軸向力也向斜齒端,隨著受熱、磨損,軸向間隙會越來越大,而軸向間隙過大就會影響支承剛性,所以從理論上說初始裝配時,此處不允許有軸向間隙。因此在裝配時應掌握(熟知並能運用) :當預載荷使軸承沒有間隙的時候,此時元件轉動靈活即可。主要步驟為:第一是檢修工的手感,控製在可以用手轉動;第二是依靠百分表,範圍控製在0.03~0.04mm.若日後I軸齒側軸承仍常損壞,裝配控製範圍可放大至0.05mm.
(2)在小斜齒輪往I軸上裝時,要檢查一下花鍵的齒側間隙,間隙越小越好,最好不超過0.1mm.
(3)圓柱斜齒輪副裝配好後,要巡查一下齒側間隙,最大不超過0.4mm,最小不小於0.1mm.
(4)I軸與電機軸通過橡膠(Rubber)鼓式聯軸器相連,利用百分表檢查兩者的同心度,最好不超過0.08mm.特別注意的是要保證此值,否則將由於該處不同心,造成誤差放大;由於I軸支點為電機端軸承,齒輪端軸承就會經常損壞,多數現象是軸承走內圈。
(5)調整弧齒輪(大)與錐齒輪(小)時,必須先將錐齒輪的背錐麵對齊,即成90%;並且弧齒輪外圓麵與錐齒輪背錐麵對齊,可用手觸摸測量。再裝配齒麵的接觸區,在靜態下接觸位置稍微靠近小端,以保證受力工作後,接觸麵積在中部。具體可用著色法檢查。
(6)弧齒錐齒輪副安裝好後,轉6~8方(即轉360%均布測6~8個點)檢查齒側間隙,要照顧最小間隙,最小間隙應不小於0.25mm.若某減速箱此處即使保證安裝質量後仍然反複出現弧齒錐齒缺陷,則說明箱體基準存在問題(Emerson),建議將間隙調大至0.35~0.50mm.
(7)輸出軸的軸向間隙控製在0.05~0.10mm.
(8)全套防鬆螺母裝好以後,在鍵上的螺釘點上塗502厭氧膠以防止螺釘鬆動。
(9)裝配順序為先裝輸出軸,配好弧齒錐齒輪副的接觸位置、接觸麵積及齧合間隙,再裝I軸,最後裝斜齒輪副。
在冷凍工序新增加1台溴化鋰(分子式:LiBr)機組,在溴化鋰機組附近增加1個10&緩衝水槽(體積(volume)為80m³)和1個蒸汽冷凝水槽(體積為20m3),新增3台(開2備1)水泵專為聚合提供10&冷卻水,並將蒸汽冷凝水回收至聚合入料熱水槽,節約了生產成本。
為了防止原設計聚合釜擋板循環水管線上的蝶閥(主要由閥體、閥杆、蝶板和密封圈組成)內漏,本次改造又重新將其更換為截止閥,在回水和上水的管線上加裝了截止閥,原設計回收冷凝器冷卻(cooling)水也是循環水,為了提高冷凝效果,縮短回收時間,這次也改為溴化鋰機組供水。硬齒麵齒輪減速機為達到特別低的輸出轉速,可以通過兩個齒輪減速機相聯的方法來實現。當采用這種傳動方案時,可配置電機的功率必須依賴於減速機的極限輸出扭矩,而不能通過電機功率來計算減速機的輸出扭矩。
4. 結果與討論
溴化鋰機組從設計、配管、安裝、試壓至調試,曆時兩個多月,於2007年8月3日一次開車成功,至今運行平穩,並達到了預期的效果,提高了企業的經濟效益。若溴化鋰機組在夏季使用4個月(6~9月),每年可多生產出PVC樹脂9000t以上,PVC價格按7000元/t計,可增加銷售(Sales)收入6300萬元,增加經濟效益630萬元。此次聚合釜擋板循環(continue)水改造達到了預期目的:
(1)聚合反應平穩,增加了生產(Produce)的安全保障(起保障作用的事物)係數。
(2)產品質量穩定,工藝趨於合理化。
(3)反應周期明顯縮短,且單體加入量增加,聚合收率提高,產品產量大大提高。
(4)回收效果明顯,回收時間明顯縮短。
(5)因回收氣相中有少量引發劑遊離基,在管道和氣櫃內自聚情況嚴重,溴化鋰機組投入使用後,基本上保證回收氯乙烯尾氣不再去氣櫃,減少了管道和氣櫃內自聚物的生成,降低了管道堵塞的可能(maybe)性。
(6)溴化鋰機組操作控製簡單,方便,係統穩定。
此次聚合釜擋板循環(continue)水改造在操作過程中應注意的事項:溴化鋰機組開車時,兩套供水係統切換時一定要注意閥門開關的順序,防止溴化鋰水槽的水位高,造成循環水損失,或溴化鋰水槽水被抽空,造成係統停車;(合理調整各聚合釜入料時間,以避免出現用水量波動太大,造成溴化鋰機組跳停,影響生產,實踐證明,溴化鋰機組負荷越大,機組就越穩定,效果就越好。
5. 結論
通過對聚合釜擋板循環水的改造,8月、9月連續兩個月PVC樹脂產量突破8000t的新高,取得了夏季PVC樹脂產量的高產,在今後的工作中,還需要不斷地摸索,不斷提高聚合裝置的生產(Produce)能力,爭取超過設計能力,創造更好的經濟效益。