搅拌轴弯曲原因探析及解决措施

张约美

(常州铁道高等职业技术学校，江苏常州 213001）

搅拌轴弯曲原因探析及解决措施

张约美

(常州铁道高等职业技术学校，江苏常州 213001）

从搅拌装置中搅拌轴弯曲故障入手，探析了造成搅拌轴弯曲的原因，在设计方面增加底轴承装置，在工艺方面采用假轴定位的方法进行制造安装，有效地解决了搅拌装置搅拌轴弯曲问题。

搅拌轴；弯曲；原因；措施

0 引言

搅拌装置(图1）常用于化工、食品和药品的生产，其结构基本上由电机、机架、搅拌轴和反应釜体几部分组成。搅拌轴是搅拌设备的重要组成部分，与其他固件存在着广泛的关联。某机械厂主要从事搅拌装置的生产，在生产过程中发现，大型搅拌装置的搅拌系统难免会出现一些故障。例如，在实际操作过程中，总会出现搅拌轴弯曲的情况，严重影响了生产效率和质量。因此，有必要去探析搅拌轴弯曲的原因，并有针对性地采取措施加以解决。从对机械设备的检查结果来看，首先，搅拌轴摆动量有所增加，由此使得反应釜出现了晃动的情况；其次，搅拌轴弯曲致使反应釜承座支口与座体出现了破裂的情况。经研究发现，搅拌轴弯曲是造成上述症状的根本原因。

图1 搅拌装置结构示意图

1 搅拌装置中搅拌轴弯曲的原因

在整个搅拌系统中，相互连接的部件众多，能对搅拌器搅拌轴造成影响的因素也是多样化的。经过仔细观察和严密排查，认为主要是因为上部短轴与下部长轴之间的公差都超过了标准和规范要求，设计制造过程中搅拌轴下部的摆动量增加，造成了搅拌轴弯曲，运行过程中轴处于弯曲状态，应力会全部转移到轴承上，一旦其超过轴承的承受范围，就会导致轴承座损坏。其次是搅拌轴操作失误造成，操作工频繁地以超过其限度的重量去倾倒物料，对于搅拌系统来讲，将给搅拌轴带来很大的冲击力，会对搅拌轴造成极大的负面影响。

2 搅拌装置中搅拌轴弯曲故障的解决措施

2.1 采用底轴承装置

经过研究和有关计算，在搅拌叶片下部大约500 mm处设计底轴承装置，可以有效减小轴的摆动量，从而解决搅拌轴弯曲的问题。

如图2所示，用螺栓将轴套与搅拌轴拧紧，套入轴承，然后装上轴承座，最后用螺栓固定圆盘与轴承座，3个支脚均匀地焊接在釜壁上，对整个轴承座起支撑作用。其中轴承的材料是聚四氟乙烯，具有耐各种酸碱、耐高温和耐磨的良好特性，而其他零件都采用耐腐蚀的304不锈钢。轴承与轴套之间有一定的间隙，有利于物料的水溶液对零件进行自润滑，在装配轴承时，必须保证轴承与轴套的同轴度，从而使它们的间隙均匀。

图2 底轴承结构示意图

2.2 假轴定位改造过程

为了进一步防止搅拌轴的弯曲，在实际加工制造过程中，以假轴定位的方法改造搅拌轴构造，简单来讲，就是将一根外径与轴相近的厚壁管加工成假轴，以与轴同样尺寸形成同心，并且以胎具为连接方式，实现与连接件、填料箱、法兰和轴架副座的连接。具体来讲，其设计制造过程如下:(1）假轴制造，确定其尺寸要求，保证其公差处于合理范围之中。(2）两个胎具的制造，其中一个是止口与机械连接件以及填料箱之间的间隙配合，另外一个是止口与轴架副座之间的间隙配合。具体可以参见下面的胎具示意图(图3、图4）。(3）在胎具制造过程完成之后，需要将抱卡安装到假轴上，此时虽然没有严格的公差要求，但是同样需要保证连接的合理性和科学性。(4）安装与组焊的过程，基于同心同轴基本原则，确定假轴与釜是符合相关标准和规范的，在焊接的时候，避免出现盘动状态。

图3 胎具一示意图

图4 胎具二示意图

3 结语

经过上述两种方法改造以后的搅拌轴， 经试车运行发现，反应釜振动较小，搅拌轴运行比较平稳，经测量，上下部轴的径向跳动量都控制在公差的合理范围之内，从而对搅拌装置中的密封以及轴承冲击力较小，较好地保护了设备的其他零件；同时加强对工人的素质和技能培训，在生产车间建立专业检查队伍，使其成为机械设备维护保养的专业人士，在日常巡查中，尤其注意搅拌轴的摆动量和支撑部分的振动情况，如果发现摆动量大，要及时更换轴承，重新调整轴套与轴承之间的间隙，这样有利于底轴承的正常运行，从而提高企业的生产效率。

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2014-09-26

张约美(1977—），女，江苏南通人，工学硕士，讲师，研究方向:机械制图、机械设计及CAD。