官奇志
(韶关比亚迪实业有限公司,广东韶关 512040)
1台日本PRIMIX公司生产的乳化分散机,使用一段时间后,先出现到高转速噪声大,后出现主轴提速受阻且严重发热现象。
(1)乳化分散机由电机、联轴器、轴承箱、密封箱、溢流容器、升降台、冷却管等部件组成(图1)。AC380 V、3相、50 Hz电源;55 kW、4 P、全闭水冷型电机;最高圆周速度50 m/s;同步转速6282 r/min。
(2)旋转轴轴承箱内轴承配对方式。两组各2个角轴承 (7011)DT 组配,2个DT组配间背对背组合,即QBC型组合,如图2所示。
(3)搅拌部结构如图3所示。
(4)P筒形轮如图 4所示。
拆出轴承后发现轴承外圈有转动痕迹,表明轴承在使用中出现松动,该组轴承已达不到配合精度,需要更换。准备工作:查询生产厂家提供的轴承预紧力数值,日本厂家提供的7011 C轴承预紧力为微预紧100 N、轻预紧200 N、中预紧490 N、重预紧980N,分散机轴承箱装配可选轻预紧200 N。正确选择预紧力后确定合适的内外隔套,重点检查轴承箱内两端轴承座孔的同轴度误差、轴承外圈与座孔是否有配合间隙。
图1 分散机结构示意
图2 轴承配对方式
两套轴承之间放入宽度不等的内隔套和外隔套,造成轴承内外环轴向错位,以保证两套轴承的预紧力为定值。QBC型轴承组合有4套轴承,对相关间隙的一致性要求较高。如果选择配对轴承,必须选配两组配对的4个轴承的轴向游隙相同,外径尺寸相同,还要适当的定向装配。原厂用的是选配轴承 7011UC P5(NTN),并加工了轴承内外环宽度,使轴承内外径尺寸相同、轴向径向间隙几乎一致。原配内外隔套宽度相差0.1 mm(外隔套长),根据原装配置可以把轴承的精度提高到P4级,选万能轴承,省去难度大的轴承配修工艺。选用7011UC G/GL P4(NTN)轴承,保证径向、轴向尺寸的一致性,保证4套轴承的预紧力为一定值。内外隔套宽度差采用感觉法测定,如图5示,用大拇指和食指来回拉动外隔套,与用小棒(焊条)推动内隔套的力做比较,哪一个需要用较大的力,就说明哪个隔套较厚,取下厚隔套研磨,直至感觉这两个力相等即可,隔套两端面的平行度误差应<0.002 mm。
图3 搅拌部装配示意
图4 P筒形轮
图5 内外隔套宽度差的测定
角轴承的特点是成对使用,通过调整间隙机构,消除轴向间隙实现预紧,使角轴承内外环和滚动体相接触部位受力产生一定的弹性变形,即初变形,其过盈量约3 μm。滚动体与内外环滚道的接触面积得到增大,当轴端受外载径向、轴向受力时,不会对轴的回转精度产生较大影响,从而提高支承系统的刚度。角轴承配合的目标值:轴承内径与轴颈配合的目标过盈量为0~3 μm,轴承座孔与Φ90轴承外径的目标间隙量为3~9 μm。
经三坐标测量,轴承座两端轴承孔同轴度为5 μm;轴承座孔与轴承外径的间隙3~7 μm;轴承内圈与配合轴颈的过盈量2 μm,判断轴承座与轴颈合格。准备工作完成后,彻底清洗装配零件,切忌用压缩空气吹动轴承,以防止灰尘或管道内的赃物进入轴承滚道,总装配应在2 h内装完。
搅拌轴总成装配好后,要进行动平衡试机。现场动平衡试机的目的,消除质量不平衡,减少振动,降低噪声。
(1)测量仪器。德国申克SCHENCK动平衡仪,灵敏度55 mv/g。在P筒形轮外径的不同相位角测试,测得转速6000 r/min时,不平衡烈度6.445 mm/s;转速4500 r/min时,不平衡烈度4.675 mm/s。搅拌轴总成要求达到G2.5的动平衡品级要求,上述不平衡烈度超差,需修复。
(2)修正方法。主轴制作时已达到动平衡评级要求,修正P筒形轮,借助动平衡仪确定试机时的相对位置(图6)、如在151°~152°位置加1.6~1.447 g橡皮泥,如运转测量合适,就要在180°反相位处去除尽量相近的不平衡量质量。按不平衡量公式代入相关数据计算,然后在对应位置去除计算得出的质量,反复几次,直到满足要求。修复后,转速6000 r/min时,搅拌总成的不平衡烈度由6.445 mm/s减小到1.77 mm/s;转速4500 r/min时,不平衡烈度由4.675 mm/s减小到1.65 mm/s,达到了G2.5的动平衡品级要求。
(3)磨合。搅拌部总成完成动平衡修正后,要进行磨合运行,以圆周速度10 m/s运行,轴承箱外部温度稳定后,将圆周速度提高到20 m/s,磨合运行至温度稳定为止。按此步骤,依次磨合运行到圆周速度 30 m/s,40 m/s,50m/s,整个过程温升<25℃。磨合完成后,试水、浆料的正常搅拌。
图6 修正P筒形轮
企业购买国外设备进行生产加工,设备采购费用和后期维护成本较高,通过技术的消化吸收,达到自行维护使用的程度。在原设备基础上,结合自身工艺特色,改良设计符合自己工艺特点的非标设备,不但可以节省费用,工艺水平也会得到提高。