单位文秘网 2021-07-04 01:12:10 点击: 次
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摘 要:文章讨论的立式矿浆搅拌机是一种系列化的用于改善矿浆流体性质的设备,在其长期使用过程中,用户反映某型号搅拌机主轴存在甩尾现象,影响了设备的稳定性,增加了设备维护次数和费用,降低了设备使用寿命。通过研究发现,该现象主要是由于搅拌机主轴缺乏有效的位移限制装置造成的,因此,研究设计了一种搅拌机主轴稳定装置以解决此问题。
关键词:立式搅拌机;主轴;稳定装置
中图分类号:TQ055 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)10-0095-02
Abstract: The vertical slurry mixer discussed in this paper was a series of equipment for improving the properties of slurry fluid. During its long-term use, the user reported that there was a tail-flick phenomenon in the spindle of a certain type of mixer, which affected the stability of the equipment, increased the equipment"s maintenance times and costs, and reducedthe lifeof the equipment. It was found in study that this phenomenon was mainly caused by the lack of effective displacement limiting device on the spindle of the mixer. Therefore, a spindle stabilizer was designed to solve this problem.
Keywords: vertical mixer; spindle; stabilizer
引言
攪拌设备在工业生产中应用范围很广[1-3],比如:化学工业、建筑行业、矿产开发,本文讨论的立式矿浆搅拌机是一种系列化的用于改善矿浆流体性质的设备,在其长期使用过程中,用户反映某型号搅拌机主轴存在甩尾现象,已经影响了设备的稳定性,增加了设备维护次数和使用费用,降低了设备使用寿命。设计人员对产品结构进行分析后发现,该现象主要是由于搅拌机主轴缺乏有效的位移限制装置造成的,为此,研究设计了一种搅拌机主轴稳定装置以解决此问题。
1 问题分析
矿浆搅拌机主要由传动装置、搅拌装置、搅拌桶及支撑架、进液出液口总成等部分组成,如图1所示,其中传动装置自上而下包括驱动电机、减速机、联轴器、搅拌机主轴、搅拌叶片等。在以往的立式矿浆搅拌机设计中,搅拌机主轴垂直布置,上端通过联轴器与减速机、驱动电机联接,固定在支撑架上,下端悬空,中部装有多层搅拌叶片,搅拌叶片被固定于搅拌桶上的隔板隔开,隔板与搅拌机主轴之间为缝隙配合,能够对搅拌机主轴起到一定的限制摆动与扶正作用。经过长期使用之后,由于隔板磨损,搅拌机主轴下部甩尾现象严重,大大增加了上部联接位置的磨损速度,严重影响了系统稳定性,降低了设备使用寿命。
由于不同型号的立式搅拌机主轴直径、长度等参数不同,搅拌机容量增加之后搅拌叶片等主轴附加设备重量增加,转动惯量变大,根据材料力学[4]的知识可以知道,当搅拌机主轴变长或附加负载增大时,按照原有设计可简化成悬臂梁进行计算,其端部挠度必然增大,产生的径向力亦会增加。考虑将原搅拌机主轴悬臂梁形式中的自由端增加铰链约束使其变为超静定梁以提高其刚度,减小搅拌机主轴下端挠度,增加约束以限制其旋转时产生的径向力,如图2所示。
2 解决方案
通过技术分析可以明确出现上述技术问题的主要原因在于,矿浆搅拌机在系列化研制过程中,随着容量增大,其搅拌机主轴长度增加、附属设备重量增大,自身刚度相对降低,仅仅依靠自身刚度和与搅拌桶相连的隔板已不能限制其挠度变化,特别是下端部在极限情况下,径向位移过大将加速搅拌机主轴疲劳使搅拌机主轴及组件失效。
为了解决此问题,设计了一种端部浮动的搅拌机主轴稳定装置,如图3所示,该装置主要包括套筒式轴承座、轴承、卡环、弹性密封装置、压盖、快换活接、搅拌桶加固板等结构。其中,轴承内圈与搅拌机主轴下端的连接轴过盈配合,并用卡环固定住,轴承外圈与套筒式轴承座采用小间隙配合,使其形成浮动机构,套筒式轴承座与搅拌机主轴之间的空腔用压盖、弹性密封装置密封,套筒式轴承座下部再通过快换活接与搅拌桶联接,为了提高搅拌桶的刚性,该装置与搅拌桶的连接部位应增加加固板,装配时应特别注意焊接热影响效应的变形补偿。
该搅拌机主轴稳定装置利用与搅拌机主轴配合的轴承将搅拌机主轴下端部运转时产生的径向力,通过套筒式轴承座、快换活接传递到搅拌桶上,从而限制了搅拌机主轴下端的挠度和径向位移;同时,套筒式轴承座与搅拌机主轴形成的轴向浮动机构,在微小的范围内上下浮动,这样既限制又允许轴承产生轴向位移,以补偿搅拌机主轴运转时的轴向变形量,降低搅拌机主轴的轴向应力;总之,采用该搅拌机主轴稳定装置既能径向扶正、限制搅拌机主轴摆动,又能补偿搅拌机主轴运转过程中的轴向变形,避免因搅拌机主轴轴向变形造成应力失效。采用的搅拌桶加固板增强了搅拌桶底板的承载能力;套筒式轴承座与搅拌桶加固板之间采用活接联接,安装时便于将套筒式轴承座调整到合适位置(定心定高),当轴承或密封失效时,方便拆卸、维修、更换轴承或密封等零件。
3 实施效果
目前,运用前述设计的搅拌机主轴稳定装置对部分矿浆搅拌机进行了改造,从现场运行情况来看,效果非常好,成功解决了原立式搅拌机主轴尾部悬垂造成的甩尾现象,起到了稳定搅拌机主轴的作用,延长了设备维护周期,提高了设备使用寿命。
参考文献:
[1]固定式混凝土搅拌机[J].现代制造,2002(16):144.
[2]郑成法.钢制立式搅拌反应釜釜口法兰设计[J].科技与企业,2016(01):255.
[3]赵云湘,陈超,孙昌伟,等.一种新型搅拌装置[J].煤矿机械,2012,33(03):156-157.
[4]张光伟.工程力学[M].北京:机械工业出版社,2015.
[5]成大先.机械设计手册(第五版)[M].北京:化学工业出版社,2008.
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