朱桂云

摘 要：本文分析了拋丸器發(fā)生故障的原因，針對(duì)故障的成因，從設(shè)計(jì)制造、使用維修等方面介紹了解決措施。

關(guān)鍵詞：拋丸器；軸承溫度；轉(zhuǎn)軸彎曲；最大夾角；安裝精度；定期保養(yǎng)和維修

下拋丸除銹機(jī)是根據(jù)廠自身管道防腐生產(chǎn)施工的需要，以及更好地提高鋼管表面的除銹質(zhì)量，而設(shè)計(jì)制造的鋼管外表面除銹設(shè)備。φ490下拋丸除銹機(jī)每臺(tái)安裝有4個(gè)拋丸器，每臺(tái)拋丸器由一臺(tái)功率為15KW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過皮帶傳動(dòng)，使拋丸器轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速保持在2200r/min左右。這樣才能保證高速旋轉(zhuǎn)的葉片，將磨料以極高的速度拋出，使鋼管表面達(dá)到理想的除銹效果。在防腐項(xiàng)目工作量較大時(shí)，由于設(shè)備的運(yùn)行率高，加上設(shè)備在制造安裝、維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)計(jì)方面經(jīng)驗(yàn)的不成熟，導(dǎo)致下拋丸除銹機(jī)的核心部件拋丸器經(jīng)常會(huì)因故障而停機(jī)，造成整個(gè)防腐作業(yè)線停產(chǎn)。經(jīng)檢查維修分析發(fā)現(xiàn)，造成拋丸器出現(xiàn)故障的原因：主要是溫度過高而造成軸承損壞以及轉(zhuǎn)軸磨損嚴(yán)重而發(fā)生彎曲變形時(shí)，在高速旋轉(zhuǎn)葉片的作用下產(chǎn)生振動(dòng)所致。不僅更換維修十分不便，同時(shí)浪費(fèi)大量的人力增加了成本，也直接影響生產(chǎn)施工進(jìn)度。針對(duì)該設(shè)備存在的問題，為此采取了相應(yīng)的解決方案。

一、原因分析

1、軸承型號(hào)的選用不合理

拋丸器采用的是60000型系列深溝球軸承，深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、極限轉(zhuǎn)速高、內(nèi)外圈軸線允許最大夾角為0°16'，在經(jīng)過對(duì)拋丸器運(yùn)行時(shí)，所有軸承溫度變化現(xiàn)象的分析、設(shè)備拆卸維修時(shí)，零部件磨損程度的觀察，以及設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)觸覺現(xiàn)象的分析后得知：造成軸承溫度過高易燒毀的主要原因是：同一轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)軸承不能維持較好的同軸度，造成軸承內(nèi)外圈所形成的夾角大于軸承允許的最大夾角0°16'，而促使軸承工況環(huán)境條件的不斷改變，導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度升高直至被損壞。

2、拋丸器箱體及軸承座設(shè)計(jì)存在缺陷

拋丸器箱體及軸承座在設(shè)計(jì)時(shí)，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，沒有設(shè)計(jì)箱體與軸承座定位結(jié)構(gòu)，軸承座安裝精度的高低，由裝配人員的實(shí)際操作能力來決定，不能保證所有軸承座的安裝精度。同時(shí)拋丸器在工作時(shí)，由于一組拋片內(nèi)的四個(gè)拋片磨損程度不同，而產(chǎn)生振動(dòng)等原因造成部分螺栓松動(dòng)時(shí)，也有可能改變軸承座原有的安裝精度位置，使軸承內(nèi)外圈夾角增大，造成軸承工況環(huán)境條件的不斷改變，導(dǎo)致軸承溫度升高直至被損壞。

3、定位防護(hù)套的結(jié)構(gòu)形式不理想

拋丸器箱體由一個(gè)拋丸室和兩個(gè)磨料回流室等部分組成，定位防護(hù)套通過回流室在拋丸室內(nèi)定位高速旋轉(zhuǎn)的拋片組件，磨料回流室上方設(shè)有磨料導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，由于磨料導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的存在有效地減少了磨料對(duì)定位防護(hù)套在磨料回流室部分的磨損。定位防護(hù)套的材質(zhì)為20#無縫鋼管，可根據(jù)不同型號(hào)的拋丸器轉(zhuǎn)軸確定其內(nèi)外徑及長(zhǎng)度，主要作用：是確保旋轉(zhuǎn)拋片組件的準(zhǔn)確位置，同時(shí)保護(hù)轉(zhuǎn)軸不被回流的磨料沖刷而損壞。但在設(shè)備拆卸維修時(shí)發(fā)現(xiàn)定位防護(hù)套靠近旋轉(zhuǎn)拋片組件位置的一段被嚴(yán)重磨損，有的甚至磨損到了轉(zhuǎn)軸，被局部嚴(yán)重磨損的轉(zhuǎn)軸、在高速旋轉(zhuǎn)葉片組件所產(chǎn)生離心力的作用下，而發(fā)生彎曲變形造成振動(dòng)加劇。經(jīng)觀察分析發(fā)現(xiàn)：定位防護(hù)套被嚴(yán)重磨損的部分是靠近旋轉(zhuǎn)葉片組件的位置，而這部分定位防護(hù)套在拋丸室內(nèi)無法設(shè)置任何保護(hù)結(jié)構(gòu)，因此被磨料不間斷的沖刷導(dǎo)致磨損嚴(yán)重。

二、解決措施

1、合理選用軸承型號(hào)

首先對(duì)拋丸器工作性質(zhì)及工況條件進(jìn)行細(xì)致的分析，將以前應(yīng)用的60000型系列深溝球軸承改為10000型系列調(diào)心球軸承。調(diào)心球軸承主要用在載荷作用下彎曲較大的傳動(dòng)軸，以及支承座孔不易保證嚴(yán)格同心的地方，同時(shí)軸承內(nèi)外圈軸線允許最大夾角為3°。由于調(diào)心球軸承具有以上特性，基本滿足了使用條件。在經(jīng)濟(jì)效益上，雖然調(diào)心球軸承比深溝球軸承成本較高，但在使用壽命上，提高了數(shù)十倍，降低了維修和材料成本。

2、拋丸器箱體及軸承座結(jié)構(gòu)改進(jìn)

在拋丸器箱體上增加設(shè)計(jì)了軸承座安裝定位止口結(jié)構(gòu)，同時(shí)在軸承座上增設(shè)安裝定位凸臺(tái)，來保證軸承座的安裝精度，避免了因裝配人員的實(shí)際操作能力不同，帶來的安裝精度不同的問題，同時(shí)也避免了由于震動(dòng)等原因造成部分螺栓松動(dòng)，而改變軸承座原有位置精度的問題。

3、優(yōu)化定位防護(hù)套的結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)定位防護(hù)套嚴(yán)重磨損位置原因的分析，將原有整體式定位防護(hù)套的結(jié)構(gòu)形式，改為兩段分體式定位防護(hù)套的結(jié)構(gòu)形式。在不影響整體結(jié)構(gòu)性能及使用的前提下，將靠近旋轉(zhuǎn)葉片組件位置的一段定位防護(hù)套增加其壁厚，同時(shí)采用中碳鋼淬火處理，以提高抗磨損的能力。另外一段仍然采用20#無縫鋼管制作，其內(nèi)外徑保持不變，但長(zhǎng)度相應(yīng)的縮短。這樣結(jié)構(gòu)形式的定位防護(hù)套成本低，既能滿足設(shè)計(jì)的目的，又能大大延長(zhǎng)使用時(shí)間，降低了維修和材料成本。

三、實(shí)施效果

改造后的下拋丸除銹機(jī)的拋丸器，在保證定期保養(yǎng)和維修的情況下，拋丸器工作時(shí)，軸承溫度基本保持在70℃以下，軸承因溫度過高而燒毀的現(xiàn)象基本被杜絕。在經(jīng)過多次維護(hù)檢修中，發(fā)現(xiàn)靠近旋轉(zhuǎn)拋片組件位置一段的定位防護(hù)套，由于增加了壁厚和采用中碳鋼淬火處理，完全達(dá)到了理想的設(shè)計(jì)性能要求，轉(zhuǎn)軸因磨損發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象再?zèng)]有出現(xiàn)。

四、社會(huì)效益

綜上所述，下拋丸除銹機(jī)經(jīng)過對(duì)拋丸器的改進(jìn)，節(jié)約了大量的停產(chǎn)怠工及維修成本，減少了維修人員的工作量，保證了拋丸除銹機(jī)的正常運(yùn)行。為廠承攬更多的防腐工程施工任務(wù)，提供了可靠的設(shè)備保障，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，自身的專業(yè)技術(shù)水平也得到了提升，為今后設(shè)備的設(shè)計(jì)與制作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，2002。