淺談大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機優化設計

摘 要：轉碟曝氣機又被稱之為曝氣轉盤，乃是一種水平軸盤式表面推流曝氣器。隨著我國環保意識不斷提高，污水處理工作成為了社會經濟生產生活所不可或缺的環節。因而該裝置在污水處理工作中得到了廣泛應用，有力地推動了社會經濟向前穩步發展。然而，由于轉碟曝氣機往往需要不間斷運行，加之其結構復雜，因而給維修和養護工作帶來了較大困難。為此，本文將針對大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機展開優化設計，繼而提高該設備運行穩定性，為其更有效的使用提供幫助。

關鍵詞：大型氧化溝工藝；轉碟曝氣機；優化設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.031

0 前言

大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機的應用，使得污水處理效率得到了大幅提升，對于保護生態環境起到了重要的促進作用。然而，由于該設備養護維修工作量大，企業不得不支出更多的成本以用于保障設備的持續穩定運轉。所以，針對大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機展開優化設計，有助于提高企業生產效率及經濟成本，并未該設備設計工作的改進與完善提供了有力的支持，具有重要的研究價值及現實意義。

1 大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機主軸材料優化設計

主軸是大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機持續運轉的基礎保障，當前轉碟曝氣機主軸材料的主要是20#和45#鋼，在實際應用過程中，前者具有良好的焊接性能，而后者則是剛性較好，有助于污水的快速處理。但是，經過長時間觀察并檢測兩種鋼材料的機械性能之后發現，20#鋼剛性無法滿足轉碟曝氣機主軸撓度不高于1/（1000～1500）的性能要求，使用過程中發生機械故障而停止運轉的幾率相對較高。而45#鋼盡管能夠滿足主軸撓度需求，在焊接性能方面則是存在較大不足。針對此種情況，本文著重提出了采用16Mn鋼來全面替代20#和45#鋼的優化設計建議。其原因在于20#鋼機械性能為250Mpa，45#鋼為340Mpa，而本文所推薦的16Mn機械性能可達到325Mpa，同時自身的耐低溫沖擊韌性相對較好，更能夠滿足實際機械設備運轉需求[1]。

2 大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機軸承座優化設計

原有的轉碟曝氣機軸承座往往采用固定式，盡管能夠抵御機械設備運轉過程中對于基座所帶來的沖擊力，但是當外界環境溫度逐漸升高亦或是溫度降低帶來熱脹冷縮反應后，則該固定式軸承座無法提供大量的位移空間，增加了機械設備本身的損害，間接導致其使用壽命出現縮短趨勢。加之大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機以戶外作業環境為主，更是進一步加劇了該問題的嚴重性?；诖?，本文針對性提出了采用機械密封式軸承座來取代固定式軸承座的優化設計理念。具體應用措施為將轉碟曝氣機軸承座中的圓錐滾子軸承、密封用鎖緊螺母與軸承頭部位置相固定，而與機械主軸的連接則是利用法蘭來實現，從而促使該結構能夠與軸承套筒以及悶蓋構成一個相對密閉的油腔[2]。在軸承基座的設計商，則是采用尼龍襯座的設計思路，其內部表面采用球面設計，當整個機械設備的上蓋與軸承基座壓緊之后能夠發揮出良好的防旋轉作用。隨后將軸承所用套筒安裝在尼龍襯座之上，以實現沿著軸承方向實現雙向移動的目的，并且能夠有效補償主軸撓度設計以及設備安裝過程中人為產生的角度誤差，確保其運行穩定性能夠得到有效保障。該設計的實際應用可以滿足以下幾方面需求：

（1）大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機作業環境溫度發生顯著變化，由此所帶來的熱脹冷縮效應可以被尼龍襯座所抵消，有效的降低了因固定軸承而對聯軸器產生的熱應力所帶來的不良影響。

（2）滿足了轉碟曝氣機持續運轉過程中機械密封壓恒定的需求。由于機械設備安裝過程中必然存在著人為因素的影響，通過該優化設計可以促使機械設備持續運轉時內部空間不會發生改變，即使是較大的摩擦力亦或是作用力下仍然不會發生錯位、位移等情形。

（3）潤滑周期大幅延長的需求。固定式軸承基座在養護維修過程中需要使用油脂作為潤滑介質，其加注周期一般為15d左右，而采取機械密封式軸承座設計后，機油潤滑的養護方式使得潤滑效果大幅提升，并且加注周期能夠保持在半年或者是一年時間，有效的減少了轉碟曝氣機維修工作量與成本支出。

3 大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機安裝方式的優化設計

由于大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機結構復雜，因而優化設計其安裝方式盡管無法徹底杜絕人為操作因素所帶來的影響，但是可以高差卻能夠得到有效控制。其具體安裝方式的優化設計如下：首先，將地腳螺栓在確定機械設備安裝位置后進行精確預埋，并依據各個部件的先后順序將螺母、底板對應安裝[3]。其次，對其進行高差測量，在確認無誤后將所有螺母緊固，并實施二次灌漿。第三，放置軸承座以及減速機，并采用上部螺母施加壓力后緊固。通過上述步驟的優化設計，最終能夠確保軸承座與減速機之間的高差被有效壓縮在1.5mm以下，進一步提高了整個設備的運行穩定性。

4 結論

綜上所述，有鑒于大型氧化溝工藝中轉碟曝氣機對于污水處理工作的重要性，并且兼顧其作業環境，本文針對性的提出了主軸材料、軸承座、安裝方式三方面的優化設計方案，通過實施檢驗上述優化設計內容確實能夠提高轉碟曝氣機的運行穩定性，進一步降低該設備的養護維修工作量，節約成本支出，具有重要的借鑒參考與應用價值。

參考文獻：

[1]柏杉.淺談氧化溝工藝轉碟曝氣機的安裝及調試經驗[J].科技信息，2011，10（09）：474.

[2]敖慶國.淺談轉碟曝氣機安裝方法[J].城市建筑，2013，15（18）：70.

[3]王月萍.淺析氧化溝常用曝氣設備的能效比值[J].通用機械，2015，10（01）：81-84.

作者簡介：陳春芹（1981-1），女，山東冠縣人，本科，助理工程師，研究方向：機電。