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泥浆泵曲轴连杆轴承设计与安装

水泵百科 卧泉泵业 693浏览 0评论

机械设备在安装过程中,通常要进行单机调试和联动调试,其目的是验证设备正常工作的可靠性,但是,在实际工作中常常要面对很多意想不到的异常现象。只有对在实际工作中对这些“异常现象”进行有效的分析和处理,才能使机械设备安装工程正常运行。

一、机械设备安装简介

机械设备安装是设备由生产厂运输到施工地点,借助一些工具和仪器,经过必要的施工,将设备正确地安装到预定的位置上,并通过调试运转达到使用条件。一台机械设备能否顺利投入生产,能否充分发挥它的性能,延长设备的使用寿命和提高生产产品的质量,在很大程度上决定于机械设备安装的质量。

1.机械设备安装的一般过程

各种机械设备的安装工序一般必须经过:吊装运输、设备开箱检验、放线就位、设备固定、清洗、零件装配和部件组装调整、试运转及工程验收等。所不同的是,在这些工序中,对不同的机械设备采用不同的方法,例如,在安装过程中,对大型设备采取分体安装法,而对小型设备则采用整体安装法。

2.机械设备安装的施工内容

主要包括设备的起重和运输、机械设备整体与零部件组装、管配件的安装、切割和焊接、各种容器内部零件的装配、电动机的安装、仪器仪表和自动控制装置的安装调试、试压以及试运等工作。

3.机械设备安装施工要求

首先要严格保证设备安装的质量,要按设计图纸、设备结构图、安装说明书和施工验收规范、质量检验评定标准以及操作规程进行正确的施工,其次还要采用科学的施工方法,加快工程进度,保证按期投入生产。

二、机械设备安装过程中的调试

1.轴承温度过高

风机轴承温度异常升高的原因有三类:润滑不良、冷却不够、轴承异常。离心式风机轴承置于风机外,若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高。一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断,如是润滑不良、冷却不够的原因则可通过目测、手模等直观方法判断。而轴流风机的轴承集中于轴承箱内,置于进气室的下方,当发生轴承温度高时,由于风机在运行,很难判断是轴承有问题还是润滑、冷却的问题。实际调试运行中应先从以下几个方面解决问题。

第一,加油是否恰当应当按照生产厂家说明书规定要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况,主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升,到达某点后(一般在比正常运行温度高10—l5℃)就会维持不变,然后会逐渐下降。

第二,冷却风机小冷却风量不足。引风机处的烟温在120—140℃,轴承箱如果没有有效的冷却。轴承温度会升高。比较简单同时又节约用电的解决方法是在轮毂侧轴承设置压缩空气冷却。当温度低时可以不开启压缩空气冷却,温度高时开启压缩空气冷却。确认不存在上述问题后再检查轴承箱。

2.轴承振动

风机轴承振动是运行中常见的故障。风机的振动会引起轴承和叶片损坏、螺栓松动、机壳和风道损坏等故障,严重危及风机的安全运行。

风机本身引起振动风机振动,一般来说其振动源来自本身。如转动部件材料的不均匀性;制造加工误差产生的转子质量不平衡;安装、检修质量不良;负荷变化时风机运行调整不良;转子磨损或损坏,前、后导叶磨损、变形;进出口挡板开度调节不到位;轴承及轴承座故障等等。都可使风机在很小的干扰力作用下产生振动。对此,在风机运行过程中。必须采取一系列相应的处理措施减小或消除震动,如风机叶轮和后导叶进行了防磨处理,轴承使用进口优质产品,轴承箱与芯筒端板的连接高强螺栓采取了防松措施,对芯筒的支撑固定进行了改进,增加拉筋;严格检修工艺质量,增加风机运行振动监测装置等等。

风道系统振动导致风机的振动烟道、风道的振动通常会引起风机的受迫振动。这是生产中容易出现而又容易忽视的情况。风机出口扩散筒随负荷的增大。进、出风量增大。振动也会随之改变,而一般扩散筒的下部只有4个支点,另一边的接头石棉帆布是软接头。这样就使整个扩散筒的60%重量是悬吊受力。针对这种状况,在扩散筒出口端下面增加一个活支点,可升可降可移动。当机组负荷变化时,只需微调该支点,即可消除振动。

3.喘振

在风机运转过程中,当流量不断减少到Qmin值时,进入叶栅的气流发生分离,在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动,这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道,会使风机出口压力突然大幅度下降,而管网中压力并不马上降低,于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力,管网中的气体倒流向风机,直到管网中的压力下降至低于风机出口压力才停止。接着,鼓风机又开始向管网供气,将倒流的气体压出去,这又使机内流量减少,压力再次突然下降,管网中的气体重新倒流至风机内,如此周而复始,在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象,并发出很大的声响,机器产生剧烈振动,以至无法工作,这就是喘振。是否进入喘振工况,可根据风机运转的不同情况判断。

第一,听测风机出气管道的气流噪音。在接近喘振工况时,出气管道中气流发出的噪音时高时低,产生周期性变化。当进入喘振工况时,噪音立即剧增,甚至有爆音出现。

第二,观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大,当进入喘振区时,二者的变化都很大。

第三,观测机体的振动情况。进入喘振区时,机体和轴承都会发生强烈的振动。防止喘振主要方法是采用出风管放气。在出风管上设旁通管,一旦风量降低至Qmin值,旁通管上的阀门自动打开放气,此时进口的流量增加,工作点可由喘振区移至稳定工作区,从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时,随着工况变化,导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求,从而避免气流失速,可有效防止风机喘振。

4.动叶卡涩

轴流风机动叶调节是通过传动机构带动滑阀改变液压缸两侧油压差实现的。在轴流风机的运行中,有时会出现动叶调节困难或完全不能调节的现象。出现这种现象通常会认为是风机调节油系统故障和轮毂内部调节机构损坏等。但实际中通常是另外一种原因,在风机动叶片和轮毂之间有一定的空隙以实现动叶角度的调节,但不完全燃烧造成碳垢或灰尘堵塞空隙形成动叶调节困难。动叶卡涩的现象在燃油锅炉和采用水膜除尘的锅炉比较普遍,解决的措施主要为:

第一,调试运行中尽量使燃油或煤燃烧充分,减少炭黑,适当提高排烟温度和进风温度,避免烟气中的硫在空预器中的结露。

第二,在叶轮进口设置蒸汽吹扫管道,当风机停机时对叶轮进行清扫,保持叶轮清洁,蒸汽压力≤0.2Mpa,温度≤200℃。 现代工业发展迅速,特殊工况、特殊结构越来越多,受特殊情况的限制,需选用各种非标准轴承。我公司为一泥浆泵的曲轴连杆设计的轴承就属一种特殊结构。泥浆泵工作时通过齿轮传动,带动曲轴旋转,通过连接在曲轴和活塞上的连杆,带动活塞做往复运动,实现泵的工作。

1 曲轴用轴承

可以看出,活塞在做往复运动时,存在着较大的径向冲击载荷,因此曲轴上采用能承受较大的径向冲击载荷的圆柱滚子轴承。由于受曲轴结构的限制,整体轴承无法进行安装,需采用剖分结构或带紧定套结构的轴承。由图1可看出,轴承配合处无定位装置,无法对轴承定位,同时也无法紧固轴承,因此采用四列圆柱滚子轴承。将轴承内径尺寸加大,并设计成锥孔结构以方便安装。紧定套是两体结构,将轴承组件先后装进曲轴配合面组装成轴承后,再将两半紧定套装人曲轴轴承内径锥面之间与之配合,用锁紧螺母锁紧,将轴承固定在曲轴上,安装简单方便。

泥浆泵工作一段时间后,紧定套与轴承内径表面将会发生啮合,对设备进行维修或更换轴承时,轴承拆卸很困难,因此在设计紧定套时,在紧定套内加上油路(见图2),高压油从进油口压入,通过油路在与轴承的配合面上形成液压油膜,使接触面摩擦阻力减小,轴承拆卸容易,因此紧定套又能做退卸套用。

2 活塞用轴承

在活塞与连杆连接处,径向截面较小,不但要求轴承能承受较大径向载荷,而且还要求结构简单、紧凑,拆装方便,因此采用四列圆柱滚子轴承。由图3看出,将外圈和滚子作为外组件。圆柱销作为轴承的内圈,这样可节省空间,加大滚动体直径,提高轴承承载能力。同时圆柱滚子轴承摩擦系数低,制造精度高,拆装方便,容易维护保养和更换。

由于轴承工作环境污染严重,为防止泥砂、灰尘进入轴承影响其使用寿命,在轴承两端加装防尘盖,形成闭式密封,以确保轴承正常运转。

用户的实际应用结果表明,该两类轴承符合现场的使用情况,具有良好的可靠性,完全可以满足生产要求。         第三,适时调整动叶开度,防止叶片长时间在一个开度造成结垢,风机停运后动叶应间断地在0~55°活动。

第四,经常检查动叶传动机构,适当加润滑油。

总之,随着我国机械制造水平的提高,各类机械设备的性能、效率和可靠性正在赶超或超过国外同类产品,但在实际调试运行中发生故障的情况仍较多,完善系统设计、做好调试运行前的各项工作,密切注意机械设备,在运行过程中的异常现象,加强维护工作等都是提高机械设备可靠性的关键。

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