改造底軸承，延長攪拌器的運行周期

2019-03-07 08:28:52王立峰楊文廣蘇家軍劉煜

中國設備工程 2019年4期

王立峰，楊文廣，蘇家軍，劉煜

(中石油獨山子石化公司設備檢修公司，新疆獨山子 833699)

攪拌器適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條件（溫度、壓力）的反應過程，廣泛應用于合成材料、合成纖維、合成橡膠等化工行業，主要用作化學反應器和生物反應器，此外，還可以用于混合、分散、結晶、萃取、溶解，吸收或者解吸、傳熱、傳質等，是化工行業中最常見的重要機械設備之一。目前，國內化工行業使用的攪拌器，根據底軸承處于容器的位置關系可以分為：底部軸承外置式攪拌器和底部軸承內置式攪拌器。外置式攪拌器，主要用于固體物料的混合，外部軸承可使用通用脂潤滑軸承，結構簡單，使用壽命基本能夠達到各部件的使用壽命，改進的經濟效果不大。內置式攪拌器，底部軸承處于容器內，工作環境處于介質浸潤的環境中，對軸承的材質、軸承配合件結構的要求較高，并且目前廠家配置的原始軸承的使用壽命是1個月，遠遠沒有達到攪拌器的壽命周期，具有很大的改進空間，以此為課題，具有十分重要的經濟和科學價值。

1 內置式攪拌器

內置式攪拌器由電動機、減速機、密封裝置、反應釜、轉子（包括軸、槳葉、軸套），底部定位部分以及附屬水沖洗等7部分組成。其具體結構如圖1所示。

其中轉子是攪拌器中最重要的部件，也是直接與化工物料接觸的攪拌器部件。包括軸、軸承以及與軸相連接的槳葉。在工作中，最容易損壞的就是密封和軸承，其中，尤以攪拌器的底軸承最易損壞。因為攪拌器底部軸承處于介質浸潤的環境中進行工作，如圖2，所以不能采取傳統的油脂潤滑或者油潤滑；也正是因為攪拌器的工作環境，處于介質浸潤環境中，軸承工作就要受到介質以及介質中含有的雜質成分的影響；由于化工介質多為高溫高壓或者腐蝕性較強，對軸承材質的要求較高。基于以上3點難題，攪拌器底軸承的材質、潤滑方式、結構的選擇就與普通軸承區別開來。目前，化工用攪拌器供貨廠家提供的攪拌器底部軸承材料為尼龍，廠家給定使用壽命為一個月。而化工用攪拌釜、反應器等容器的使用范圍廣，使用時間長，由于內置物料的緣故，檢修不方便。底部軸承如圖3，目前1個月的使用壽命遠遠不能滿足裝置生產的需求，必須進行改進。

2 設備的原結構分析

圖2 攪拌釜頂部配合圖

內置式攪拌器的原本設計結構如圖4所示，底部軸承通過過盈配合在間作軸承座和軸的支座上，然后通過螺栓與固定底部支撐座相連接。廠家原始結構中，底部支撐座與攪拌釜之間用螺栓連接。上部由1個用螺栓安裝在軸上的銅質套與軸承配合。如此，便完成了定子和轉子的配合。廠家初始軸承材料為尼龍，硬度小于金屬，所以可以代替軸套磨損，從而保護軸套、軸，保證設備持續運轉。軸承座為半空心結構，可以通過下部的1個進水管孔進水，從而起到沖洗和降溫的作用。

圖3 底部軸承配合結構圖

這種結構在設計上，本來十分適合內置式攪拌器。但是尼龍與軸套配合，如果處于高溫情況下，會在短時間內磨損，進而造成軸晃動，加速軸承的磨損，并且損壞機械密封和軸。按照廠家的原設計，攪拌器的使用壽命僅僅為1個月，滿足不了裝置安全運行周期的要求。設備頻繁停工檢修，不僅增添了檢修勞動量，浪費了巨大的人力物力資源，同時也給企業造成了巨大的經濟損失和商機的損失。所以，對于該類設備軸承配合的改造已經迫在眉睫。