大型圓盤干燥機(jī)液壓頂升的技術(shù)分析

劉同增

(山東軍輝建設(shè)集團(tuán)有限公司， 山東 肥城 271602)

大型圓盤干燥機(jī)液壓頂升的技術(shù)分析

劉同增

(山東軍輝建設(shè)集團(tuán)有限公司， 山東 肥城 271602)

介紹了圓盤干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理，對(duì)圓盤干燥機(jī)升降技術(shù)分析，對(duì)設(shè)備升降可能出現(xiàn)的問題，采取了的預(yù)防措施。

干燥機(jī) ； 升降； 技術(shù)分析 ； 措施

圓盤干燥機(jī)是一種間接式干燥設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、食品和糧食、飼料等行業(yè)物料的干燥，它與列管式干燥機(jī)相比，具有圓盤面光滑，不易結(jié)垢，不易磨損，易于清理等優(yōu)點(diǎn)[1]。

圓盤干燥機(jī)主要有以下幾部分組成：(1)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，為干燥機(jī)的核心部件，主要有軸頭、空心軸、組焊在空心軸上的圓盤、以及蒸汽分配裝置組成；(2)殼體(干燥室)，有上下殼體組成；(3)左、右支架，；(4)刮板裝置；(5)主傳動(dòng)系統(tǒng)，主要有軸承座、齒輪副、減速機(jī)、電機(jī)及控制系統(tǒng)組成；(6)管路系統(tǒng)，由進(jìn)氣管、排水管、旋轉(zhuǎn)接頭、金屬軟管、調(diào)節(jié)閥等組成；(7)螺旋進(jìn)料裝置；(8)抽氣除塵系統(tǒng)。

其工作原理是：空心軸在主傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)，蒸汽從空心軸的一端進(jìn)入，通過蒸汽分配裝置進(jìn)入圓盤，熱介質(zhì)通過金屬壁將熱量導(dǎo)給被干物料，物料吸熱增焓蒸發(fā)濕份。轉(zhuǎn)子周緣裝有特殊的刮板，一方面不斷將物料翻起使之與金屬換熱表面接觸，另一方面刮板與轉(zhuǎn)子有一定的傾角，將物料從入口端推向出口端，蒸發(fā)的濕份則由頂部引風(fēng)機(jī)抽出，物料干燥過程完成，圓盤內(nèi)的冷凝水則通過虹吸管、旋轉(zhuǎn)接頭、疏水閥等排出[2]。

1 圓盤干燥機(jī)升降技術(shù)分析

隨著生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)設(shè)備的要求也向大型化發(fā)展。1000平方圓盤干燥機(jī)主體外形尺寸(L×W×H)：14m×3.7m×3.8m，主機(jī)總重量達(dá)到140噸，這對(duì)企業(yè)的吊裝、運(yùn)輸、安裝能力有了更高的要求。由于設(shè)備需在車間內(nèi)制做、組裝和運(yùn)輸裝車，但車間內(nèi)的行車吊裝能力不足，不能進(jìn)行整機(jī)吊裝裝車，車間內(nèi)高度有限，大型吊車也無法使用。經(jīng)多方調(diào)研論證，最終決定采用非常規(guī)吊裝方式，即液壓缸組合頂升方式進(jìn)行裝卸車的方案：由于設(shè)備重量大、高度高，為盡量降低運(yùn)輸高度，選用超低底盤的重型運(yùn)輸車，底盤高度0.9米，為避免干燥機(jī)因裝車二次移位的困難，由制造和運(yùn)輸部門雙方確定車間內(nèi)裝車位置后，干燥機(jī)在裝車位置進(jìn)行組裝。干燥機(jī)制作完畢檢驗(yàn)合格后，先將運(yùn)輸車底盤倒至干燥機(jī)前，并調(diào)整好位置和方向，采用布置在干燥機(jī)四周的液壓油缸將干燥機(jī)頂起到1.1米左右的高度，將運(yùn)輸車底盤倒入干燥機(jī)下預(yù)定位置，油缸減壓使干燥機(jī)緩慢落下，最后平穩(wěn)落在運(yùn)輸車底盤上，撤出液壓缸及其他輔助裝置，裝車完成。

在方案設(shè)計(jì)中，首先對(duì)干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)及受力情況進(jìn)行分析，干燥機(jī)轉(zhuǎn)子的重量通過兩軸頭分別施加在左、右支架的軸承座上，殼體的重量通過與左、右支架的連接螺栓傳遞到左、右支架上，所以應(yīng)以左右支架為支撐點(diǎn)對(duì)干燥機(jī)進(jìn)行頂升。為此設(shè)計(jì)頂升專用支座，該支座與干燥機(jī)的左、右支架采用圓鋼銷軸連接，在每個(gè)頂升專用支座下，分別設(shè)置一個(gè)相同規(guī)格型號(hào)的頂升液壓油缸，四個(gè)油缸由一個(gè)液壓泵站控制，保證四個(gè)油缸在相同頂升壓力下同步工作。

由于該液壓裝置做為工藝裝備使用，考慮成本和使用頻率問題，不可能也不會(huì)像通用設(shè)備一樣進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、論證和校驗(yàn)，因此在設(shè)計(jì)和使用前必須應(yīng)用冗余安全度原則考慮安全措施：分析可能發(fā)生的安全隱患，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施，避免干燥機(jī)在裝卸車過程中有不可預(yù)測(cè)的意外事件發(fā)生。

2 實(shí)施方案

2.1 根據(jù)預(yù)設(shè)方案分析，在干燥機(jī)起升過程中可能出現(xiàn)以下問題，及應(yīng)采取的預(yù)防措施

(1)四只油缸不同步：泵站及油缸有專業(yè)液壓公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試，并現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)安裝和使用，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)稱(雖然一側(cè)有大齒輪，但由于齒輪重量相對(duì)于整臺(tái)設(shè)備所占比例很小，可以忽略四只油缸的所承受的重量偏差)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證四個(gè)油缸所分配的油量和油壓相同，通往油缸的油路配管長(zhǎng)度相同。在使用時(shí)，盡量避免油管出現(xiàn)小的彎曲半徑，使各油路阻力盡量相同，四只油缸同步上升。

(2)干燥機(jī)在起升過程中的可能出現(xiàn)的晃動(dòng)和不可預(yù)見的其他干擾載荷會(huì)導(dǎo)致油缸失穩(wěn)：為了防止油缸的失穩(wěn)，在頂升專用支座兩側(cè)設(shè)置兩導(dǎo)向孔，在油缸下面設(shè)置一個(gè)油缸底座，在底座上的油缸兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱穿過頂升專用支座的導(dǎo)向孔，用于對(duì)頂升專用支座導(dǎo)向，使頂升專用支座在油缸的頂升下，沿導(dǎo)向柱向上移動(dòng)，避免油缸可能出現(xiàn)的失穩(wěn)問題。

(3)一只或多只油缸運(yùn)行出現(xiàn)問題，造成設(shè)備頂偏或突然回落： 該裝置運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題就是一只或多只油缸運(yùn)行中出現(xiàn)問題，如油壓不穩(wěn)，控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或液壓管路泄漏等，造成設(shè)備頂偏或突然回落，因此在導(dǎo)向柱上合理位置每隔一定距離設(shè)置銷孔，在頂升過程中，當(dāng)頂升專用支座兩側(cè)底板底面超過銷孔時(shí)即迅速插入防回落銷軸。如果干燥機(jī)不正常回落，銷軸可以起到支撐作用。隨著頂升專用支座的升高，銷軸的插入交叉進(jìn)行。

1.干燥機(jī)主機(jī)；2.左(右)支架；3.頂升專用支座；4.防回落銷軸；5.導(dǎo)向柱；6.油缸底座；7.頂升油缸；8.支承銷軸

圖1 干燥機(jī)液壓頂升示意圖

2.2 根據(jù)對(duì)裝卸車方案的分析和論證，裝卸車工藝裝備分為三大部分

(1)頂升專用支座：該支座與干燥機(jī)的左、右支架采用Φ70mm支撐銷軸連接，支座和左、右支架上的連接孔鏜削加工。連接銷軸和軸孔主要承受剪切力和擠壓力，因此需進(jìn)行剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度校核，四根銷軸所承受的許用剪切力Q=63t×4=252t≥140t，四根銷軸所承受的許用擠壓力Fj=164t×4=656 t≥140t，許用剪切力和擠壓力大于干燥機(jī)重量，滿足強(qiáng)度要求。

液壓油缸頂在專用支座的頂板上，頂升專用支座兩側(cè)底板上加工導(dǎo)向孔。用于對(duì)導(dǎo)向柱的導(dǎo)向。(2)液壓頂升裝置：由液壓控制系統(tǒng)(泵站)和液壓頂升油缸兩部分組成，所配液壓頂升油缸缸徑Φ220mm，公稱壓力P=25MPa，每只液壓油缸頂升力為F=95t，四只液壓缸頂升力F=95×4=380t≥140t，滿足干燥機(jī)起升要求。

(3)液壓頂升缸底座：為了增加地面的承載力，在液壓缸下安放厚鋼板做為油缸底座，增加液壓缸與地面的接觸面積，防止地面局部壓力太大被壓塌、壓陷，在油缸底座上油缸安放位置兩側(cè)加設(shè)Φ273×25mm厚壁鋼管做為頂升專用支座的導(dǎo)向柱，并對(duì)導(dǎo)向柱進(jìn)項(xiàng)加固，導(dǎo)向柱的間距與專用頂升支座上的導(dǎo)向孔間距相同，保證頂升支座在油缸作用下順利上升。以頂升前頂升支座底板位置為起點(diǎn)，在每根導(dǎo)向柱上每隔300毫米鏜削直徑Φ70的銷孔，用于穿裝防回落銷軸。

3 組織機(jī)構(gòu)和施工方案

裝卸車工作的順利進(jìn)行需要可靠的工藝裝備，同時(shí)完善組織指揮機(jī)構(gòu)和裝卸車技術(shù)方案也是非常重要的。公司根據(jù)此次裝卸車構(gòu)件重量大，且由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制采用非常規(guī)方式進(jìn)行起吊，沒有施工經(jīng)驗(yàn)且危險(xiǎn)性較大的特點(diǎn)，指示生產(chǎn)部門成立由生產(chǎn)經(jīng)理為組長(zhǎng)的現(xiàn)場(chǎng)指揮小組，制定裝卸車方案，組織現(xiàn)場(chǎng)施工、技術(shù)、質(zhì)量、設(shè)備、安全等部門的專業(yè)技術(shù)人員和液壓公司專業(yè)人員對(duì)裝卸車施工技術(shù)方案和安全技術(shù)措施進(jìn)行會(huì)審，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案。對(duì)指揮和操作人員進(jìn)行分工，并進(jìn)行安全技術(shù)交底，組織相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演練，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

運(yùn)輸路線由運(yùn)輸部門和制造廠家會(huì)同公路、交通等有關(guān)單位對(duì)沿途道路、橋梁及地下管線設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查、檢測(cè)、計(jì)算，由此確定行駛路線；必要時(shí)采取修復(fù)和加固措施，確保地下管線安全無損；按橋梁的設(shè)計(jì)負(fù)荷、使用年限及當(dāng)時(shí)的狀況，車輛行駛前對(duì)每座橋梁進(jìn)行檢測(cè)、計(jì)算，并采取相關(guān)的修復(fù)和加固措施。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)道路和車輛停靠區(qū)及干燥機(jī)暫存區(qū)地面進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行開挖、回填、夯實(shí)的方法進(jìn)行地基處理，并鋪設(shè)厚鋼板，以增加地面承載力，防止運(yùn)輸車輛在運(yùn)輸、卸車、干燥機(jī)在存放過程中地基出現(xiàn)問題。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)不完備，不能將設(shè)備直接吊裝到基礎(chǔ)上，因此為節(jié)約費(fèi)用暫不租賃大型吊車，仍然采用液壓頂升裝置進(jìn)行卸車。

4 結(jié)束語

經(jīng)過周密計(jì)劃和部署，公司上下齊心合力，順利完成了四臺(tái)干燥機(jī)的裝卸車和運(yùn)輸工作。

[1] 金國(guó)淼. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-干燥設(shè)備設(shè)計(jì)[M].上海： 上海科學(xué)技術(shù)出版社,1986.

[2] 毛希瀾. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-換熱器設(shè)計(jì)[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

(本文文獻(xiàn)格式：劉同增.大型圓盤干燥機(jī)液壓頂升的技術(shù)分析[J].山東化工，2017，46(06)：98-99.)

2017-02-08

劉同增(1965—)，山東肥城人，工程師，主要從事化工相關(guān)機(jī)械設(shè)備的工藝與技術(shù)工作。

TQ051.8+92

A

1008-021X(2017)06-0098-02