CAV-4型運動黏度測定儀浴槽加熱系統改進

江 巍 梁中強

（中國石油化工股份有限公司潤滑油茂名分公司 廣東茂名）

1.問題

1臺美國CANNON公司生產的CAV-4型自動運動黏度測定儀（以下簡稱測定儀），承擔公司全部液體原材料、成品油等的運動黏度項目分析測定，基本24 h連續運轉。測定儀設計為溫度控制輸出電路與循環泵電路相對獨立，分別由兩組開關獨立控制，工作電壓均為110 V。測定儀浴槽加熱系統見圖1，循環泵抽取浴槽內的低溫硅油，在循環管道中加熱后打入浴槽，使浴槽內油溫逐步上升。循環管道外壁裝有1個過溫保險（上限125℃），線路連接到機內溫度控制板件，若管路內油溫過高（＞125℃），則過溫保險斷開，控溫主板中止加熱輸出，起到保護作用。

測定儀連續運轉1年以上，循環泵出現泵軸卡死停轉現象，硅油無法打循環，導致循環管道內油溫急劇升溫，外置保險開路，整個浴槽溫度下降，影響正常試驗。經廠家修復，設備連續運轉1年左右，問題復現。測定儀價值較高，又是重要分析設備，一旦停工維修，需要花費大量人力物力。

圖1 測定儀浴槽加熱系統

2.問題分析

測定儀浴槽加熱系統由加熱浴和循環系統構成，其中循環泵為臥式放置（圖2），轉速3500 r/min，泵軸軸承采用的無供油滑動軸承在高溫下長期高速運轉，潤滑不足，軸承磨損嚴重，導致軸承與軸頸發生徑向磨損，軸承與軸頸之間間隙變小。滑動軸承上灰塵較多，也會產生油垢后干涸，增加轉動阻力，軸承卡死，最終發生抱軸故障。抱軸后，泵電機線圈電流增大，線圈發熱，造成循環泵永久性損壞。

3.改進措施

（1）增加獨立過溫控制系統。因缺少原裝配件更換，且購買一次性過溫元件價格高，不易購買。用國產過溫元件替代，但熔斷溫度過高（135℃）會存在安全隱患。若感溫不夠靈敏，延遲斷開則可出現燒壞循環管或變形、損壞循環泵和其他部件，甚至發生火災。為確保儀器使用安全，設計制作一套獨立的過溫保護控制系統，在循環管外壁上安裝PT100鉑電阻作為測溫傳感器（圖3），繼電器接點串接在加熱器和循環泵電源回路（圖4）。μPC616集成溫度傳感器作為主控制，R3為鉑電阻，RP（可調節電位器）控制溫度上限。若機器原配溫控失效或循環泵卡死，則油溫度會超過設定溫度，R3阻值上升，升至RP預設電阻值，控制μPC616中止輸出，繼電器K線圈斷電，K1和K2觸點同時斷開，中止加熱、循環泵停機。當油溫下降，R3阻值下降，μPC616繼續輸出，控制加熱棒加熱及循環泵動作，有效保護儀器和循環泵。

圖2 循環泵放置位置

圖3 改進后測定儀浴槽加熱系統

圖4 過溫保護控制系統電路

（2）改進循環泵軸承。由于軸承空間過小，無法直接選用安裝合適的滾動軸承，需定制加工1個軸承壓蓋，安裝6200RZ深溝球軸承（圖5），這樣可充分降低因臥式放置造成的軸頸與軸承之間摩擦，避免發生軸承抱軸現象。

4.改進效果

測定儀浴槽加熱系統改進后，溫度控制準確，加熱棒已連續使用8年。循環泵軸承完好，泵的連續工作壽命也由原來1年提升至3年。設備整體運轉良好，停機維修時間減少。

圖5 深溝球軸承