浅谈大型氧化沟工艺中转碟曝气机优化设计

摘 要：转碟曝气机又被称之为曝气转盘，乃是一种水平轴盘式表面推流曝气器。随着我国环保意识不断提高，污水处理工作成为了社会经济生产生活所不可或缺的环节。因而该装置在污水处理工作中得到了广泛应用，有力地推动了社会经济向前稳步发展。然而，由于转碟曝气机往往需要不间断运行，加之其结构复杂，因而给维修和养护工作带来了较大困难。为此，本文将针对大型氧化沟工艺中转碟曝气机展开优化设计，继而提高该设备运行稳定性，为其更有效的使用提供帮助。

关键词：大型氧化沟工艺；转碟曝气机；优化设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.031

0 前言

大型氧化沟工艺中转碟曝气机的应用，使得污水处理效率得到了大幅提升，对于保护生态环境起到了重要的促进作用。然而，由于该设备养护维修工作量大，企业不得不支出更多的成本以用于保障设备的持续稳定运转。所以，针对大型氧化沟工艺中转碟曝气机展开优化设计，有助于提高企业生产效率及经济成本，并未该设备设计工作的改进与完善提供了有力的支持，具有重要的研究价值及现实意义。

1 大型氧化沟工艺中转碟曝气机主轴材料优化设计

主轴是大型氧化沟工艺中转碟曝气机持续运转的基础保障，当前转碟曝气机主轴材料的主要是20#和45#钢，在实际应用过程中，前者具有良好的焊接性能，而后者则是刚性较好，有助于污水的快速处理。但是，经过长时间观察并检测两种钢材料的机械性能之后发现，20#钢刚性无法满足转碟曝气机主轴挠度不高于1/（1000～1500）的性能要求，使用过程中发生机械故障而停止运转的几率相对较高。而45#钢尽管能够满足主轴挠度需求，在焊接性能方面则是存在较大不足。针对此种情况，本文着重提出了采用16Mn钢来全面替代20#和45#钢的优化设计建议。其原因在于20#钢机械性能为250Mpa，45#钢为340Mpa，而本文所推荐的16Mn机械性能可达到325Mpa，同时自身的耐低温冲击韧性相对较好，更能够满足实际机械设备运转需求[1]。

2 大型氧化沟工艺中转碟曝气机轴承座优化设计

原有的转碟曝气机轴承座往往采用固定式，尽管能够抵御机械设备运转过程中对于基座所带来的冲击力，但是当外界环境温度逐渐升高亦或是温度降低带来热胀冷缩反应后，则该固定式轴承座无法提供大量的位移空间，增加了机械设备本身的损害，间接导致其使用寿命出现缩短趋势。加之大型氧化沟工艺中转碟曝气机以户外作业环境为主，更是进一步加剧了该问题的严重性。基于此，本文针对性提出了采用机械密封式轴承座来取代固定式轴承座的优化设计理念。具体应用措施为将转碟曝气机轴承座中的圆锥滚子轴承、密封用锁紧螺母与轴承头部位置相固定，而与机械主轴的连接则是利用法兰来实现，从而促使该结构能够与轴承套筒以及闷盖构成一个相对密闭的油腔[2]。在轴承基座的设计商，则是采用尼龙衬座的设计思路，其内部表面采用球面设计，当整个机械设备的上盖与轴承基座压紧之后能够发挥出良好的防旋转作用。随后将轴承所用套筒安装在尼龙衬座之上，以实现沿着轴承方向实现双向移动的目的，并且能够有效补偿主轴挠度设计以及设备安装过程中人为产生的角度误差，确保其运行稳定性能够得到有效保障。该设计的实际应用可以满足以下几方面需求：

（1）大型氧化沟工艺中转碟曝气机作业环境温度发生显著变化，由此所带来的热胀冷缩效应可以被尼龙衬座所抵消，有效的降低了因固定轴承而对联轴器产生的热应力所带来的不良影响。

（2）满足了转碟曝气机持续运转过程中机械密封压恒定的需求。由于机械设备安装过程中必然存在着人为因素的影响，通过该优化设计可以促使机械设备持续运转时内部空间不会发生改变，即使是较大的摩擦力亦或是作用力下仍然不会发生错位、位移等情形。

（3）润滑周期大幅延长的需求。固定式轴承基座在养护维修过程中需要使用油脂作为润滑介质，其加注周期一般为15d左右，而采取机械密封式轴承座设计后，机油润滑的养护方式使得润滑效果大幅提升，并且加注周期能够保持在半年或者是一年时间，有效的减少了转碟曝气机维修工作量与成本支出。

3 大型氧化沟工艺中转碟曝气机安装方式的优化设计

由于大型氧化沟工艺中转碟曝气机结构复杂，因而优化设计其安装方式尽管无法彻底杜绝人为操作因素所带来的影响，但是可以高差却能够得到有效控制。其具体安装方式的优化设计如下：首先，将地脚螺栓在确定机械设备安装位置后进行精确预埋，并依据各个部件的先后顺序将螺母、底板对应安装[3]。其次，对其进行高差测量，在确认无误后将所有螺母紧固，并实施二次灌浆。第三，放置轴承座以及减速机，并采用上部螺母施加压力后紧固。通过上述步骤的优化设计，最终能够确保轴承座与减速机之间的高差被有效压缩在1.5mm以下，进一步提高了整个设备的运行稳定性。

4 结论

综上所述，有鉴于大型氧化沟工艺中转碟曝气机对于污水处理工作的重要性，并且兼顾其作业环境，本文针对性的提出了主轴材料、轴承座、安装方式三方面的优化设计方案，通过实施检验上述优化设计内容确实能够提高转碟曝气机的运行稳定性，进一步降低该设备的养护维修工作量，节约成本支出，具有重要的借鉴参考与应用价值。

参考文献：

[1]柏杉.浅谈氧化沟工艺转碟曝气机的安装及调试经验[J].科技信息，2011，10（09）：474.

[2]敖庆国.浅谈转碟曝气机安装方法[J].城市建筑，2013，15（18）：70.

[3]王月萍.浅析氧化沟常用曝气设备的能效比值[J].通用机械，2015，10（01）：81-84.

作者简介：陈春芹（1981-1），女，山东冠县人，本科，助理工程师，研究方向：机电。