劉 琪

（山東華魯恒升化工股份有限公司，德州 253000）

機械攪拌設備指能夠將不同形態(tài)的物料在同一容器中進行均勻轉動，使物料摻和在一起，使其性質發(fā)生改變以滿足工業(yè)生產(chǎn)目標的一種機械設備類型。故障問題會影響攪拌設備的正常運行，因此技術人員應分析機械攪拌設備運行過程中可能出現(xiàn)的各項故障，明確故障成因并給出針對性的處理方法。

1 機械攪拌設備的主要結構特點

1.1 進料設備

在機械攪拌設備運行過程中，以皮帶機為代表的進料設備能夠將后續(xù)生產(chǎn)所需的物料高效地輸送至攪拌容器，是保障機械攪拌設備穩(wěn)定工作的關鍵設備。進料設備輸送帶主要由螺旋體、軸承、料槽、進出料口以及驅動裝置等組成。它的結構簡單，體積尺寸較小，輸送能力較強，因此在機械攪拌設備中具有廣泛的應用價值。剛性螺旋體由頭、尾以及中間部位的軸承支承，可圍繞軸承實現(xiàn)對攪拌物料的傳動與輸送。其進出料口分別設于料槽尾部上側和頭部下側，可有效保障進出料的效率與穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)物料浪費。

1.2 攪拌容器

攪拌容器又被稱為攪拌釜，是不同物料相互摻和時的重要器具。由于物料的級配與物理特性不同，不同攪拌容器的結構形態(tài)往往存在一定差異，但大部分攪拌容器的結構形態(tài)為立式圓筒[1]。為了保證攪拌空間、提高適應能力、滿足攪拌需求，可以調整攪拌容器的高徑比、容器底部形態(tài)等。

1.3 攪拌器與攪拌軸

攪拌器又稱為攪拌葉輪，在攪拌過程中發(fā)揮著核心作用。它與容器內(nèi)的物料直接接觸，通過轉動使不同物料的摻和更加緊密和均勻，保障最終的攪拌質量和效果。按照攪拌器在容器內(nèi)部的運行狀況，可以將其分為軸向流攪拌器和徑向流攪拌器兩種。

攪拌軸是連接攪拌器與傳動裝置的關鍵部件，一般以垂直角度與攪拌器相連，并深入攪拌容器中。因此，在對其進行選型的過程中，應考慮機械攪拌設備的運行工況和攪拌容器的基本形態(tài)。此外，由于攪拌軸在攪拌過程中往往承受較強的扭轉力，對攪拌軸的強度提出了一定要求。技術人員應重視攪拌軸的強度和加工精度，盡可能避免由攪拌軸導致的故障問題。攪拌容器和攪拌軸如圖1 所示。

圖1 攪拌容器與攪拌軸

1.4 導流裝置

機械攪拌設備的攪拌對象往往較為復雜，包括固體物料、液體物料等不同類別的物料。這些物料在容器內(nèi)部旋轉的過程中，由于受到攪拌器作用力和慣性的影響，可能會出現(xiàn)打旋現(xiàn)象，一方面影響攪拌的效果與均勻度，另一方面可能會導致能源浪費和成本增加。導流裝置能夠有效規(guī)避物料打旋對攪拌器正常工作的影響。攪拌器的導流裝置多設置于容器內(nèi)壁，能夠對物料旋轉過程中產(chǎn)生的渦流進行引導，從而減少打旋現(xiàn)象對攪拌過程的影響[2]。

1.5 傳動裝置

傳動裝置的主要作用在于帶動容器內(nèi)部的攪拌器以預定速度運轉，同時使軸輪等相關部件得到繞軸旋轉的扭矩。按照傳動原理可以將傳動裝置分為行星傳動裝置、蝸桿傳動裝置和攪拌槳軸等，其中行星傳動裝置主要由相互聯(lián)動的行星輪運行實現(xiàn)傳動目標。這一傳動模式的運行效率較高，運行過程中的噪聲較小，環(huán)境適應能力較強，能夠承受較大扭矩，適用于大型機械攪拌設備。蝸桿傳動裝置主要由蝸桿帶動蝸輪轉動實現(xiàn)傳動目標，內(nèi)部結構較為簡單，整體質量較小，生產(chǎn)與運行成本較為低廉，但在日常運行過程中可能會出現(xiàn)一定的摩擦缺損，需要定期組織力量進行維護與保養(yǎng)。攪拌槳軸是一種較為簡單的機械傳動裝置，由電動機、變速器、聯(lián)軸器、軸承以及機架等構成，具有可靠性較好、適應能力較強、成本低廉等優(yōu)勢，但由于其運行過程中的噪聲較大，使用壽命較短，因此多用于小型機械攪拌設備。

2 機械攪拌設備常見的故障類別與成因

2.1 皮帶機故障

從皮帶機進料情況來看，物料往往呈現(xiàn)級配類別多樣、形態(tài)較為散亂等特征，會影響皮帶機的運行穩(wěn)定性，甚至引發(fā)安全問題。進料皮帶機在運行過程中可能發(fā)生皮帶偏離正常軌道的情況，而且長時間運行會產(chǎn)生皮帶老化等問題，在一定程度上影響進料的穩(wěn)定性和效率。另外，受物料傳送皮帶物理特性的影響，在日常設備運行與使用過程中，其可能會出現(xiàn)張力不均勻或物料黏附等情況，同時裝置內(nèi)部的滑輪性能會產(chǎn)生相應的變化，導致皮帶機出現(xiàn)打滑與開裂等問題。

2.2 除塵系統(tǒng)故障

不同級配與形態(tài)的物料可能會附帶一定的粉塵，影響現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境，因此需要配置除塵系統(tǒng)，以控制生產(chǎn)環(huán)境中的粉塵總量。但在運行過程中，除塵系統(tǒng)受到通風條件、原料特性以及使用時間等因素的影響，可能會出現(xiàn)溫度過高、粉塵堆積、粉塵泄漏等問題。在一些大型攪拌站內(nèi)部，往往需要借助煙氣傳感器對除塵系統(tǒng)運行狀況進行監(jiān)控。然而，煙氣傳感器長時間運行會受到空氣污染、濕度變化等因素的干擾，發(fā)生信號失真等故障，需要及時采取措施進行維護與更換，避免引發(fā)嚴重的故障。

2.3 減速機故障

圖2 為攪拌減速機，能夠消除高速攪拌過程中出現(xiàn)的打旋現(xiàn)象，有效增加軸體與葉輪的扭矩，提升物料在容器內(nèi)部的攪拌效率及拌和質量。但是，如果減速機內(nèi)部的軸承選型不合適，或者長期運行產(chǎn)生磨損等，可能引發(fā)減速機運行異響、齒輪箱溫度升高以及振幅異常等故障。

圖2 攪拌減速機

2.4 攪拌容器故障

攪拌容器主要負責承載物料。在攪拌運行過程中，它會受到物料攪拌慣性和攪拌器扭矩的雙重影響，可能會引發(fā)容器內(nèi)部軸體螺栓松動、導向軸承重心偏移以及液面偏差等故障，出現(xiàn)振幅異?，F(xiàn)象，不僅會影響攪拌效率，而且會導致能源浪費[3]。

2.5 密封故障

攪拌設備往往在高速、高溫的工況下運行，因此確保軸端和容器內(nèi)部的密封性能，可以有效防止外部雜質進入容器內(nèi)部，避免出現(xiàn)攪拌質量問題，還能減少環(huán)境因素對攪拌效果的影響。在機械攪拌設備運行過程中，有時會出現(xiàn)內(nèi)部軸向竄動量和徑向位移過大，導致密封腔體內(nèi)外的壓力無法有效平衡，出現(xiàn)部分軸端部位密封液的物化性質發(fā)生變化的情況，使得密封部位出現(xiàn)泄漏，不僅會污染容器內(nèi)部，還會造成高溫問題，影響攪拌設備的正常運行。

3 機械攪拌設備的故障處理策略

3.1 故障定位

不同機械攪拌設備的生產(chǎn)工況不同，再加上其結構較為復雜，內(nèi)部設備的體積較大，給故障定位帶來了一定挑戰(zhàn)。相關技術人員應參考機械攪拌設備的使用說明，結合故障發(fā)生時各功能部件的運行情況，及時確定故障位置，并明確故障類別，為后續(xù)的診斷與處理工作奠定基礎。

3.2 故障診斷

不同類別故障的誘因和表現(xiàn)不同。例如，減速機運行過程中的異常聲響可能來源于滾動軸承、圓錐滾子軸承、齒輪蝸桿以及針齒銷等不同部件，因此在進行故障診斷時，應根據(jù)故障定位分析結果，并結合攪拌設備各功能組件的運行原理開展綜合性診斷，全面檢查潤滑油狀態(tài)、內(nèi)部齒輪磨損情況以及軸承磨損情況，進而提高故障診斷的準確性，使故障處理措施更加高效、可行。

3.3 故障處理

3.3.1 進料設備調整

以皮帶機為代表的進料裝置在運行過程中極易發(fā)生皮帶偏離等故障，對攪拌設備的進料效率、進料精度、生產(chǎn)進度以及生產(chǎn)安全產(chǎn)生不同程度的影響。在處理進料裝置故障時，應觀察進料設備的運行情況，提出有針對性的處理方案。例如，對于皮帶機偏離正常進料軌道故障的處理，需要實時觀察皮帶機的偏離方向，及時將承載輥向皮帶偏離方向的相反方向調整，使皮帶恢復正常狀態(tài)[4]。

此外，在設備長期維護中發(fā)現(xiàn)，皮帶機皮帶的長短與設備的運行壽命之間存在一定的關聯(lián)性。皮帶過長或過短均可能對皮帶機的運行狀態(tài)造成影響。為此，維護人員應結合生產(chǎn)實際情況來調整皮帶長度，以提升進料設備的靈活度與穩(wěn)定性，有效避免設備故障對生產(chǎn)的影響。

3.3.2 除塵系統(tǒng)清理與更換

對于除塵系統(tǒng)的高溫、粉塵堆積以及粉塵泄漏等故障，技術人員需要及時清理與更換系統(tǒng)內(nèi)部的部件，減少系統(tǒng)故障對攪拌設備生產(chǎn)環(huán)境造成的影響。例如：當除塵系統(tǒng)溫度過高時，需要及時檢查生產(chǎn)環(huán)境的通風條件，調整風門大小，使除塵設備及時冷卻；當發(fā)生粉塵泄漏時，需要檢查粉塵沉積袋的狀態(tài)并進行清理，必要時對其進行更換[5]。

3.3.3 減速機部件更換

機械攪拌設備內(nèi)部的滾動軸承、齒輪、針齒銷等部件的磨損可能會引發(fā)減速機運行異響，而內(nèi)部軸體連接部位松動或關鍵零件損壞則會引發(fā)機體異常振動。為解決上述故障，技術人員可以在故障診斷后，更換滾動軸承、齒輪等部件，同時檢查減速機內(nèi)部的潤滑油情況、螺栓緊固情況以及密封情況等，確保其運行狀態(tài)正常[6]。

3.3.4 攪拌容器檢查并調整

容器內(nèi)部軸體聯(lián)結部位松動或軸承中心偏移，都會導致攪拌容器在作業(yè)過程中產(chǎn)生異常振幅，進而對攪拌的質量與效率產(chǎn)生一定影響。在處理過程中，技術團隊需要及時對容器垂直軸線進行檢查、調整與固定，必要時對攪拌容器進行重新平衡，更換或校正攪拌軸，從而有效控制攪拌容器的異常振幅。

3.3.5 密封性檢測

在作業(yè)過程中，攪拌設備的密封部位可能會出現(xiàn)異常竄動與徑向位移，導致設備內(nèi)部的密封性能受到影響，引發(fā)物料污染或高溫故障。技術團隊需要按照攪拌設備運行要求，及時檢測并調整軸向竄動量和徑向位移量，同時檢測油封部位密封狀態(tài)，調整潤滑油油量，以減少機體密封泄漏故障造成的影響。

4 結語

綜上所述，機械攪拌設備在運行過程中受到物料因素及運行工況的影響，可能會出現(xiàn)設備故障。技術人員應了解不同類別故障的表現(xiàn)以及處理方法，給出有針對性的處理方案，提升攪拌設備運行穩(wěn)定性。