卧式刮刀离心机有害振动分析及解决方法

杨 彬

（西山煤电（集团）有限责任公司官地选煤厂， 山西 太原 030022）

引言

卧式刮刀离心机是选煤厂重要的生产设备，主要用于选煤工艺中的浮精脱水工作。由于离心机依靠筛篮和刮刀的差速进行工作，因此该设备出现较大的振动力，导致设备损坏。尤其是在空载和重载工作时，都不能完全使回转部分达到较好的动平衡状态，产生的振动力更加强烈，导致机体底座变形开焊，螺栓松动，产生较大的振动噪音等故障现象，同时也会造成工作环境差、生产效率低、生产质量不达标等不良影响。因此对离心机振动体进行研究分析，减少其故障的产生，对选煤厂的生产效率和生产质量的提高具有重要作用。本文将以H1000 型卧式刮刀离心机为例进行分析，具体内容如下。

1 卧式离心机结构和工作原理

H1000 型卧式刮刀离心机主要参数见表1。

表1 H1000 型卧式刮刀离心机主要参数表

该设备主要由机体组件、润滑装置、筛篮筛筐刮刀、差速器、驱动装置等组成，在进行选煤工作时，适量的浮精由给料管进入筛篮小直径端进行离心旋转，并在刮刀作用下高速旋转，使物料沿刮刀大直径侧切线方向出料，物料向前移动的同时进行脱水，然后落入卸料室，离心力产生的废液由机壳阻挡收集排放。

2 现场使用概况以及存在问题

某选煤厂在进行生产规模扩建时，安装了两台H1000 型卧式刮刀离心机，经过一段时间的使用后出现了噪音大、离心力小、产品水分偏大等问题。经过现场试验和拆机检查后发现，入料中含有粒度接近0.4 mm 的颗粒较多时，卧振产生振动非常严重，当细粒级浮精颗粒充满筛篮后，设备产生剧烈的晃动，导致脱水效果很差，产品含水量严重超标。这种现象产生后就必须停止离心机运转，用工具将筛篮内的煤泥进行清除并用清水将筛篮洗净，然后重新启动设备运转。

3 振动原因分析

3.1 煤泥堵塞造成转动不平衡

经过现场技术人员分析，当出现跑粗现象时，入料含有较小体积的煤块。由于煤块具有较好的流动性，在离心脱水过程中可以带动煤泥快速向前流动，在一定程度上起到了防止筛网堵塞的作用。但在正常工作状态下，入料中大颗粒较少或只有浮精时，初始脱水状态较好，但浮精的流动性较差，脱水后更不能产生流动，而滞留在筛篮上，设备工作过程中，后续的浮精继续进入筛篮，仍然会有浮精产生滞留，经过长时间积累，浮精滞留现象越来越严重，因此造成振动现象也随之剧烈[1]。由此可见筛网堵塞现象造成脱水功能失效，导致设备负荷增大、筛篮内物料不能均匀分布，失去转动平衡，产生剧烈晃动，产品无法达到脱水指标。以上几种现象叠加循环，导致设备故障严重。

3.2 离心机转子平衡偏心

转子自身的平衡偏心也会在转动过程中产生不平衡惯性力造成较大的有害振动，这种有害振动也是设备故障的主要原因之一。造成转子产生平衡偏心的因素有很多，大致总结为以下几点：

1）物料进入离心机时质量分布不均匀，在开始启动进行旋转过程中，速度由慢到快，低速旋转状态下物料无法散开均匀分布，引起偏振，使设备产生较大的晃动。

2）筛篮开孔尺寸大小和分布不均匀，这导致附着在筛篮上的煤泥不均匀，使筛篮的动平衡性产生变化，整个旋转体重心偏移，造成旋转振动[2]。

3）筛篮产生磨损，由于筛篮直接接触物料，在高速旋转过程中，与物料产生很大的摩擦力，造成筛篮磨损，而且这种磨损是不可能均匀分布的，甚至造成筛篮变形，这也是产生旋转振动的重要原因。

3.3 部分结构钢度不够

在离心机初始设计和生产时，并没有按照剧烈晃动的使用条件强度来进行，或者在设计和制造中存在一定的强度缺陷，底座连接接触面积小、基础梁挠度大、部分连接处应力集中等缺陷，在高负荷的作业条件下，就会导致开裂、位移等故障，从而导致振动进一步扩大[3]。

4 改进措施

4.1 改进入料结构

入料方式改为螺旋入料，使物料从里到外均匀地分布在筛篮内，避免物料初始状态的集中分布，即使在初始的低速旋转状态下物料产生的离心力也不会产生太大的偏移，为下一步工作做良好的基础准备。

4.2 高压清洗筛篮

为了防止附着物的持续增多和分布不均匀造成旋转部件重心偏移、严重堵塞筛篮网孔，在每批次产品生产结束后，使用高压水清洗筛篮，将筛篮附着物彻底清洗干净，这样就不会因附着物的持续增多而造成旋转机构的动平衡出现偏移，在每批次生产，重新启动设备时，系统都处于非常清洁并且平衡条件最佳状态，不仅减小了振动，使产品的脱水效果也大大增强[4]。

4.3 检查并更换磨损和开裂部件

针对筛篮的磨损现象和部分元件强度差等，需进行更换或修补加强，根据离心机安装说明进行重新计算，对于较弱或出现问题的钢结构元件进行焊接修补，并重新找正、操平安装。并且在日常的生产过程中，要制定周期性巡检保养制度，一旦出现损坏迹象要及时更换、修补、加强，这不但减小了设备的振动，提高了生产效率和质量，对生产的安全也有非常重要的作用。

5 改进效果

通过此次技术分析和改造后，离心机重新投入生产。操作者按照规范流程进行巡检、保养和操作。设备启动后平稳运行、噪音降低、有害振动基本消失、没有出现明显的晃动现象。由于使用了高压水清洗系统，筛篮一直保持清洁，旋转稳定，产品生产速度快、质量高，完全达到生产指标。

6 结语

卧式刮刀离心机作为选煤厂的重要生产设备，主要负责浮精脱水工作，一旦出现故障对选煤厂的生产将会造成很大的影响。尤其有害振动故障在离心机生产中普遍存在，需要通过有效的分析，使用技术手段进行解决，本文通过加固薄弱部件、更换磨损筛篮、高压水冲洗等方法有效解决了H1000 型卧式刮刀离心机有害振动故障。