乳化分散機攪拌軸故障分析與修復

官奇志

（韶關比亞迪實業有限公司，廣東韶關 512040）

1 故障現象

1臺日本PRIMIX公司生產的乳化分散機，使用一段時間后，先出現到高轉速噪聲大，后出現主軸提速受阻且嚴重發熱現象。

2 乳化分散機結構組成及技術參數

（1）乳化分散機由電機、聯軸器、軸承箱、密封箱、溢流容器、升降臺、冷卻管等部件組成（圖1）。AC380 V、3相、50 Hz電源；55 kW、4 P、全閉水冷型電機；最高圓周速度50 m/s；同步轉速6282 r/min。

（2）旋轉軸軸承箱內軸承配對方式。兩組各2個角軸承 （7011）DT 組配，2個DT組配間背對背組合，即QBC型組合，如圖2所示。

（3）攪拌部結構如圖3所示。

（4）P筒形輪如圖 4所示。

3 故障分析與處理

3.1 檢查軸承箱

拆出軸承后發現軸承外圈有轉動痕跡，表明軸承在使用中出現松動，該組軸承已達不到配合精度，需要更換。準備工作：查詢生產廠家提供的軸承預緊力數值，日本廠家提供的7011 C軸承預緊力為微預緊100 N、輕預緊200 N、中預緊490 N、重預緊980N，分散機軸承箱裝配可選輕預緊200 N。正確選擇預緊力后確定合適的內外隔套，重點檢查軸承箱內兩端軸承座孔的同軸度誤差、軸承外圈與座孔是否有配合間隙。

圖1 分散機結構示意

圖2 軸承配對方式

3.2 檢查內外隔套

兩套軸承之間放入寬度不等的內隔套和外隔套，造成軸承內外環軸向錯位，以保證兩套軸承的預緊力為定值。QBC型軸承組合有4套軸承，對相關間隙的一致性要求較高。如果選擇配對軸承，必須選配兩組配對的4個軸承的軸向游隙相同，外徑尺寸相同，還要適當的定向裝配。原廠用的是選配軸承 7011UC P5（NTN），并加工了軸承內外環寬度，使軸承內外徑尺寸相同、軸向徑向間隙幾乎一致。原配內外隔套寬度相差0.1 mm（外隔套長），根據原裝配置可以把軸承的精度提高到P4級，選萬能軸承，省去難度大的軸承配修工藝。選用7011UC G/GL P4（NTN）軸承，保證徑向、軸向尺寸的一致性，保證4套軸承的預緊力為一定值。內外隔套寬度差采用感覺法測定，如圖5示，用大拇指和食指來回拉動外隔套，與用小棒（焊條）推動內隔套的力做比較，哪一個需要用較大的力，就說明哪個隔套較厚，取下厚隔套研磨，直至感覺這兩個力相等即可，隔套兩端面的平行度誤差應＜0.002 mm。

圖3 攪拌部裝配示意

圖4 P筒形輪

圖5 內外隔套寬度差的測定

3.3 檢查配合尺寸

角軸承的特點是成對使用，通過調整間隙機構，消除軸向間隙實現預緊，使角軸承內外環和滾動體相接觸部位受力產生一定的彈性變形，即初變形，其過盈量約3 μm。滾動體與內外環滾道的接觸面積得到增大，當軸端受外載徑向、軸向受力時，不會對軸的回轉精度產生較大影響，從而提高支承系統的剛度。角軸承配合的目標值：軸承內徑與軸頸配合的目標過盈量為0～3 μm，軸承座孔與Φ90軸承外徑的目標間隙量為3～9 μm。

3.4 檢查軸承座箱體、配合軸頸

經三坐標測量，軸承座兩端軸承孔同軸度為5 μm；軸承座孔與軸承外徑的間隙3～7 μm；軸承內圈與配合軸頸的過盈量2 μm，判斷軸承座與軸頸合格。準備工作完成后，徹底清洗裝配零件，切忌用壓縮空氣吹動軸承，以防止灰塵或管道內的贓物進入軸承滾道,總裝配應在2 h內裝完。

3.5 高速噪聲

攪拌軸總成裝配好后，要進行動平衡試機。現場動平衡試機的目的，消除質量不平衡，減少振動，降低噪聲。

（1）測量儀器。德國申克SCHENCK動平衡儀，靈敏度55 mv/g。在P筒形輪外徑的不同相位角測試，測得轉速6000 r/min時，不平衡烈度6.445 mm/s；轉速4500 r/min時，不平衡烈度4.675 mm/s。攪拌軸總成要求達到G2.5的動平衡品級要求，上述不平衡烈度超差，需修復。

（2）修正方法。主軸制作時已達到動平衡評級要求，修正P筒形輪，借助動平衡儀確定試機時的相對位置（圖6）、如在151°～152°位置加1.6～1.447 g橡皮泥，如運轉測量合適，就要在180°反相位處去除盡量相近的不平衡量質量。按不平衡量公式代入相關數據計算，然后在對應位置去除計算得出的質量，反復幾次，直到滿足要求。修復后，轉速6000 r/min時，攪拌總成的不平衡烈度由6.445 mm/s減小到1.77 mm/s；轉速4500 r/min時，不平衡烈度由4.675 mm/s減小到1.65 mm/s，達到了G2.5的動平衡品級要求。

（3）磨合。攪拌部總成完成動平衡修正后，要進行磨合運行，以圓周速度10 m/s運行，軸承箱外部溫度穩定后，將圓周速度提高到20 m/s，磨合運行至溫度穩定為止。按此步驟，依次磨合運行到圓周速度 30 m/s，40 m/s，50m/s，整個過程溫升＜25℃。磨合完成后，試水、漿料的正常攪拌。

圖6 修正P筒形輪

4 結語

企業購買國外設備進行生產加工，設備采購費用和后期維護成本較高，通過技術的消化吸收，達到自行維護使用的程度。在原設備基礎上，結合自身工藝特色，改良設計符合自己工藝特點的非標設備，不但可以節省費用，工藝水平也會得到提高。