机械搅拌设备故障原因及处理方法研究

刘 琪

（山东华鲁恒升化工股份有限公司，德州 253000）

机械搅拌设备指能够将不同形态的物料在同一容器中进行均匀转动，使物料掺和在一起，使其性质发生改变以满足工业生产目标的一种机械设备类型。故障问题会影响搅拌设备的正常运行，因此技术人员应分析机械搅拌设备运行过程中可能出现的各项故障，明确故障成因并给出针对性的处理方法。

1 机械搅拌设备的主要结构特点

1.1 进料设备

在机械搅拌设备运行过程中，以皮带机为代表的进料设备能够将后续生产所需的物料高效地输送至搅拌容器，是保障机械搅拌设备稳定工作的关键设备。进料设备输送带主要由螺旋体、轴承、料槽、进出料口以及驱动装置等组成。它的结构简单，体积尺寸较小，输送能力较强，因此在机械搅拌设备中具有广泛的应用价值。刚性螺旋体由头、尾以及中间部位的轴承支承，可围绕轴承实现对搅拌物料的传动与输送。其进出料口分别设于料槽尾部上侧和头部下侧，可有效保障进出料的效率与稳定性，避免出现物料浪费。

1.2 搅拌容器

搅拌容器又被称为搅拌釜，是不同物料相互掺和时的重要器具。由于物料的级配与物理特性不同，不同搅拌容器的结构形态往往存在一定差异，但大部分搅拌容器的结构形态为立式圆筒[1]。为了保证搅拌空间、提高适应能力、满足搅拌需求，可以调整搅拌容器的高径比、容器底部形态等。

1.3 搅拌器与搅拌轴

搅拌器又称为搅拌叶轮，在搅拌过程中发挥着核心作用。它与容器内的物料直接接触，通过转动使不同物料的掺和更加紧密和均匀，保障最终的搅拌质量和效果。按照搅拌器在容器内部的运行状况，可以将其分为轴向流搅拌器和径向流搅拌器两种。

搅拌轴是连接搅拌器与传动装置的关键部件，一般以垂直角度与搅拌器相连，并深入搅拌容器中。因此，在对其进行选型的过程中，应考虑机械搅拌设备的运行工况和搅拌容器的基本形态。此外，由于搅拌轴在搅拌过程中往往承受较强的扭转力，对搅拌轴的强度提出了一定要求。技术人员应重视搅拌轴的强度和加工精度，尽可能避免由搅拌轴导致的故障问题。搅拌容器和搅拌轴如图1 所示。

图1 搅拌容器与搅拌轴

1.4 导流装置

机械搅拌设备的搅拌对象往往较为复杂，包括固体物料、液体物料等不同类别的物料。这些物料在容器内部旋转的过程中，由于受到搅拌器作用力和惯性的影响，可能会出现打旋现象，一方面影响搅拌的效果与均匀度，另一方面可能会导致能源浪费和成本增加。导流装置能够有效规避物料打旋对搅拌器正常工作的影响。搅拌器的导流装置多设置于容器内壁，能够对物料旋转过程中产生的涡流进行引导，从而减少打旋现象对搅拌过程的影响[2]。

1.5 传动装置

传动装置的主要作用在于带动容器内部的搅拌器以预定速度运转，同时使轴轮等相关部件得到绕轴旋转的扭矩。按照传动原理可以将传动装置分为行星传动装置、蜗杆传动装置和搅拌桨轴等，其中行星传动装置主要由相互联动的行星轮运行实现传动目标。这一传动模式的运行效率较高，运行过程中的噪声较小，环境适应能力较强，能够承受较大扭矩，适用于大型机械搅拌设备。蜗杆传动装置主要由蜗杆带动蜗轮转动实现传动目标，内部结构较为简单，整体质量较小，生产与运行成本较为低廉，但在日常运行过程中可能会出现一定的摩擦缺损，需要定期组织力量进行维护与保养。搅拌桨轴是一种较为简单的机械传动装置，由电动机、变速器、联轴器、轴承以及机架等构成，具有可靠性较好、适应能力较强、成本低廉等优势，但由于其运行过程中的噪声较大，使用寿命较短，因此多用于小型机械搅拌设备。

2 机械搅拌设备常见的故障类别与成因

2.1 皮带机故障

从皮带机进料情况来看，物料往往呈现级配类别多样、形态较为散乱等特征，会影响皮带机的运行稳定性，甚至引发安全问题。进料皮带机在运行过程中可能发生皮带偏离正常轨道的情况，而且长时间运行会产生皮带老化等问题，在一定程度上影响进料的稳定性和效率。另外，受物料传送皮带物理特性的影响，在日常设备运行与使用过程中，其可能会出现张力不均匀或物料黏附等情况，同时装置内部的滑轮性能会产生相应的变化，导致皮带机出现打滑与开裂等问题。

2.2 除尘系统故障

不同级配与形态的物料可能会附带一定的粉尘，影响现场生产环境，因此需要配置除尘系统，以控制生产环境中的粉尘总量。但在运行过程中，除尘系统受到通风条件、原料特性以及使用时间等因素的影响，可能会出现温度过高、粉尘堆积、粉尘泄漏等问题。在一些大型搅拌站内部，往往需要借助烟气传感器对除尘系统运行状况进行监控。然而，烟气传感器长时间运行会受到空气污染、湿度变化等因素的干扰，发生信号失真等故障，需要及时采取措施进行维护与更换，避免引发严重的故障。

2.3 减速机故障

图2 为搅拌减速机，能够消除高速搅拌过程中出现的打旋现象，有效增加轴体与叶轮的扭矩，提升物料在容器内部的搅拌效率及拌和质量。但是，如果减速机内部的轴承选型不合适，或者长期运行产生磨损等，可能引发减速机运行异响、齿轮箱温度升高以及振幅异常等故障。

图2 搅拌减速机

2.4 搅拌容器故障

搅拌容器主要负责承载物料。在搅拌运行过程中，它会受到物料搅拌惯性和搅拌器扭矩的双重影响，可能会引发容器内部轴体螺栓松动、导向轴承重心偏移以及液面偏差等故障，出现振幅异常现象，不仅会影响搅拌效率，而且会导致能源浪费[3]。

2.5 密封故障

搅拌设备往往在高速、高温的工况下运行，因此确保轴端和容器内部的密封性能，可以有效防止外部杂质进入容器内部，避免出现搅拌质量问题，还能减少环境因素对搅拌效果的影响。在机械搅拌设备运行过程中，有时会出现内部轴向窜动量和径向位移过大，导致密封腔体内外的压力无法有效平衡，出现部分轴端部位密封液的物化性质发生变化的情况，使得密封部位出现泄漏，不仅会污染容器内部，还会造成高温问题，影响搅拌设备的正常运行。

3 机械搅拌设备的故障处理策略

3.1 故障定位

不同机械搅拌设备的生产工况不同，再加上其结构较为复杂，内部设备的体积较大，给故障定位带来了一定挑战。相关技术人员应参考机械搅拌设备的使用说明，结合故障发生时各功能部件的运行情况，及时确定故障位置，并明确故障类别，为后续的诊断与处理工作奠定基础。

3.2 故障诊断

不同类别故障的诱因和表现不同。例如，减速机运行过程中的异常声响可能来源于滚动轴承、圆锥滚子轴承、齿轮蜗杆以及针齿销等不同部件，因此在进行故障诊断时，应根据故障定位分析结果，并结合搅拌设备各功能组件的运行原理开展综合性诊断，全面检查润滑油状态、内部齿轮磨损情况以及轴承磨损情况，进而提高故障诊断的准确性，使故障处理措施更加高效、可行。

3.3 故障处理

3.3.1 进料设备调整

以皮带机为代表的进料装置在运行过程中极易发生皮带偏离等故障，对搅拌设备的进料效率、进料精度、生产进度以及生产安全产生不同程度的影响。在处理进料装置故障时，应观察进料设备的运行情况，提出有针对性的处理方案。例如，对于皮带机偏离正常进料轨道故障的处理，需要实时观察皮带机的偏离方向，及时将承载辊向皮带偏离方向的相反方向调整，使皮带恢复正常状态[4]。

此外，在设备长期维护中发现，皮带机皮带的长短与设备的运行寿命之间存在一定的关联性。皮带过长或过短均可能对皮带机的运行状态造成影响。为此，维护人员应结合生产实际情况来调整皮带长度，以提升进料设备的灵活度与稳定性，有效避免设备故障对生产的影响。

3.3.2 除尘系统清理与更换

对于除尘系统的高温、粉尘堆积以及粉尘泄漏等故障，技术人员需要及时清理与更换系统内部的部件，减少系统故障对搅拌设备生产环境造成的影响。例如：当除尘系统温度过高时，需要及时检查生产环境的通风条件，调整风门大小，使除尘设备及时冷却；当发生粉尘泄漏时，需要检查粉尘沉积袋的状态并进行清理，必要时对其进行更换[5]。

3.3.3 减速机部件更换

机械搅拌设备内部的滚动轴承、齿轮、针齿销等部件的磨损可能会引发减速机运行异响，而内部轴体连接部位松动或关键零件损坏则会引发机体异常振动。为解决上述故障，技术人员可以在故障诊断后，更换滚动轴承、齿轮等部件，同时检查减速机内部的润滑油情况、螺栓紧固情况以及密封情况等，确保其运行状态正常[6]。

3.3.4 搅拌容器检查并调整

容器内部轴体联结部位松动或轴承中心偏移，都会导致搅拌容器在作业过程中产生异常振幅，进而对搅拌的质量与效率产生一定影响。在处理过程中，技术团队需要及时对容器垂直轴线进行检查、调整与固定，必要时对搅拌容器进行重新平衡，更换或校正搅拌轴，从而有效控制搅拌容器的异常振幅。

3.3.5 密封性检测

在作业过程中，搅拌设备的密封部位可能会出现异常窜动与径向位移，导致设备内部的密封性能受到影响，引发物料污染或高温故障。技术团队需要按照搅拌设备运行要求，及时检测并调整轴向窜动量和径向位移量，同时检测油封部位密封状态，调整润滑油油量，以减少机体密封泄漏故障造成的影响。

4 结语

综上所述，机械搅拌设备在运行过程中受到物料因素及运行工况的影响，可能会出现设备故障。技术人员应了解不同类别故障的表现以及处理方法，给出有针对性的处理方案，提升搅拌设备运行稳定性。