重灰一水碱螺旋输送绞龙末端吊架瓦套的设计

包永贤，李 欣，杨海军，马 晓

(中盐青海碱业有限公司，青海德令哈 817099)

1 技术背景

重灰一水碱螺旋输送绞龙(统称螺旋输送机，俗称重灰炉进料绞龙)是利用螺旋轴旋转推移物料进行输送的设备。螺旋输送机能水平、倾斜或垂直输送，具有结构简单、横截面积小、密封性能好、操作方便、维修容易、便于密封运输等优点，在纯碱生产中应用广泛。在煅烧工序中用来输送含水分为18.5%～23%、温度为85 ℃的一水碱，螺旋输送机转速69 r/min，由于螺旋输送绞龙输送管壳体直径为500 mm，螺旋输送机绞龙叶片的直径为480 mm，单边有长度为20 mm的间隙，以确保绞龙轴自由转动，但中间没有支承，在输送过程中易引起设备振动，影响一水碱的输送效率。而一个比较可靠又简单操作的办法就是在螺旋输送绞龙末端安装吊架瓦套装置，可有效改善螺旋输送轴的摆动，降低机器振动，促进设备平稳运行，从而减少设备的维修成本，提高轴及轴承的使用寿命。

2 螺旋输送绞龙末端吊架瓦套的结构设计

本研究设计出一种在螺旋输送绞龙末端安装吊架瓦套(一种安装在螺旋输送绞龙末端的吊架瓦套)，其中螺旋输送绞龙的规格尺寸为φ480×2300，生产能力为30 t/h，绞龙外壳尺寸为DN550。吊架装置是由支撑底板、吊臂、吊瓦座组成，支撑板到吊瓦座中心距为275 mm。吊架瓦套安装在吊瓦座内，其规格尺寸为φ100×60×80。吊臂的一端焊接支撑底板，另一端焊接吊瓦座。支撑板是R=275 mm弧度的钢板，具有较强的稳定性，用螺栓固定在绞龙末端壳体上，吊瓦座中安装铸铜瓦套，铸铜瓦套有很好的耐磨性能。绞龙末端是45#调质钢的轴，轴上套防止磨损轴的轴套，轴套上设置挡轴套挡片凹槽，轴头断面设置两个M12螺孔安装防止轴套脱落和转动的压板，轴套规格尺寸为φ100×60×80。

本装置克服了原有螺旋输送机定位固定轴承容易损坏的缺点，通过使用耐磨性能比较高的铸钢轴套延长了绞龙轴的使用寿命，节约了绞龙轴维修更换成本。螺旋轴必须具有较好的耐高温性能，保证物料输送的稳定性，因此在本设计中所使用的轴套和轴均为45#优质钢，而瓦套所用材质为铸铜(ZCuAl9Mn2)，由于45#优质钢和铸铜的热力学性质不同，膨胀系数存在差距，45#优质钢热膨胀系数大，而铸铜热膨胀系数很小，因此为减少螺旋输送绞龙在运行过程中出现卡停、抱死等情况，在装配时要有0.3～0.5 mm的偏差。本设计中使用的铸铜瓦套(ZCuAl9Mn2)具有较好的力学性能，在大气、淡水和海水中耐腐蚀性好，铸造性能好，组织致密、气密性好、耐磨性好，可以焊接。其一般用来制作耐蚀、耐磨零件和形状简单的大型铸件，如衬套、齿轮、涡轮，以及在250 ℃以下工作的管配件和要求气密性好的铸件等。轴承的密封性和润滑是在轴承与轴套、瓦套之间通过物料碱润滑的方式完成的；当螺旋输送机在运行过程中出现磨损时，卸下支撑板和挡轴套挡片的螺丝直接更换轴套、瓦套、螺旋轴等，检修更换比原有设备更节省时间、成本和人力；铸钢轴套上设置有对轴套定位和固定的挡轴套挡片，更好的将轴套和轴形成一体，减少轴的磨损。支撑板为外凸的弧形，弧形的中心距与绞龙外壳在一个同心上。见图1。

1、6 吊架本体(碳钢) 2、7 瓦套(材质为铸铜) 8、12 轴套(铸钢) 3、9 轴(45#调质钢) 4、10 挡轴套挡片 5、11 M12螺丝孔图1 吊架剖面图

3 吊架瓦套的安装及使用

在本设计中铸钢轴套与螺旋轴套接在一起，装配时要注意与螺旋轴的间隙，以确保绞龙轴能自由转动，降低轴的摩擦和振动，将螺旋轴装入铸钢轴套后，通过挡轴套挡片防止轴套移位、窜出，支撑板与吊架本体焊接时要保证在同一同心上。吊臂与中间吊架本体可以做成整体铸件，也可以做成单独构件，然后焊接在一起。

4 安装吊架瓦套后的效果和改进的方向

在螺旋输送绞龙末端安装吊架瓦套后，一方面，该装置保护了螺旋输送机前端的定位固定轴承和推力轴承，将螺旋输送绞龙在运行过程中始终保持在同一位置上，使绞龙受力均匀，减少了与轴承之间的磨损和设备的晃动；另一方面，解决了更换轴承过程中拆卸不便的缺陷，当运行过程中出现磨损的情况时，可以卸下支撑板和挡轴套挡片的螺丝直接更换轴套、瓦套、螺旋轴等装置，提高了检修效率，确保设备平稳运行。

在本设计中绞龙末端安装的吊架瓦套为该工序水合进料绞龙的铸铜瓦套，该材质成本较高，吸振性、耐磨性和机动性不强，在后期的生产过程中增加人员劳动强度，并且需要大量的检修费用。

为解决后期成本费用高，耐磨性不强等缺陷，建议用球墨铸铁作为吊架瓦套的制作材质。球墨铸铁常用于生产受力复杂，强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件，它具有热变形极小的特点，同其他材料比较，化学稳定性较好，能提高设备机械性能。使用该材质能进一步提高吊架瓦套的耐磨性，降低设备故障率，保证生产平稳运行。