甲醇空冷風(fēng)機雙夾板卡塊型輪轂改造

馬濤

摘 要：凈化合成廠甲醇精餾裝置共有62套空冷風(fēng)機，風(fēng)機葉片采用“U”型螺栓固定，由于U型螺栓直徑較小，且受力不均勻，導(dǎo)致U型螺栓頻繁斷裂，使葉片甩出后刮到風(fēng)筒內(nèi)壁，導(dǎo)致風(fēng)機葉片頻繁斷裂損壞，風(fēng)筒變形，輪轂受到?jīng)_擊后變形，無法使用，對裝置高負(fù)荷運行造成很大影響。現(xiàn)通過將原有的“U”型螺栓直接固定方式更換為整體上卡塊配合直螺栓的雙夾板固定方式，這樣輪轂可同時分擔(dān)所承受的應(yīng)力，使葉片固定結(jié)構(gòu)更加的牢固可靠。

關(guān)鍵詞：甲醇精餾裝置;風(fēng)機葉片;輪轂;雙夾板;卡塊;直螺栓

1 改造背景

凈化合成廠甲醇精餾裝置共有62套空冷風(fēng)機，風(fēng)機葉片采用“U”型螺栓固定，由于U型螺栓直徑較小，且存在受力不均，導(dǎo)致U型螺栓頻繁斷裂。由于U型螺栓頻繁斷裂，致使葉片甩出后刮到風(fēng)筒內(nèi)壁，導(dǎo)致風(fēng)機葉片頻繁斷裂損壞，同時風(fēng)筒和輪轂也受到?jīng)_擊后變形，無法運行使用，對裝置高負(fù)荷運行造成很大影響，且每次檢修需更換成套葉片、輪轂、U型螺栓，人力、物力消耗量大。

2 改造總體思路

由于U型螺栓一個支點兩個力點的特殊緊固方式，在運行期間的一個力點發(fā)生變化，會造成整條U型螺栓緊固力缺失，出現(xiàn)斷裂。

通過受力分析及穩(wěn)定性考慮，將每個葉片2條U型螺栓改為4條直螺栓的受力方式，這樣螺栓不與葉片葉柄直接接觸，避免了螺栓承受額外的交變應(yīng)力時疲勞斷裂的可能，同時增強葉片固定的結(jié)構(gòu)強度。

加裝上卡塊及上連接板將上卡塊相連使輪轂上下端形成一個整體，即使個別螺栓松動也不會影響風(fēng)機葉片整體緊固。

此結(jié)構(gòu)對安裝以及檢維修的安裝精度要求大大降低，為檢維修贏取了時間，降低損失，提高運行使用效率。

3 改造方案

具體改造措施：根據(jù)葉片、葉柄及軸徑尺寸及受力分析確定改造輪轂的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、尺寸及部件數(shù)量。具體改造措施如下：

①改造輪轂外形尺寸，由外徑由350mm增加至506mm，

增加穩(wěn)定性;

②增加螺栓直徑，由M12增加至M16，加強螺栓的承受能力;

③調(diào)整輪轂固定螺栓開孔間隙，由105mm調(diào)整至95mm，加強固定牢靠性;

④每個葉片由2條U型螺栓改為4條直螺栓，改變受力方式，避免了螺栓承受額外的交變應(yīng)力時疲勞斷裂的可能，同時增強葉片固定的結(jié)構(gòu)強度;

⑤整體上卡塊，并加裝6塊上連接板將上卡塊相連使輪轂上下端形成一個整體，與葉柄由點接觸改造為面接觸，使葉片固定更加牢固可靠;

⑥優(yōu)化葉片與風(fēng)筒間隙，由13mm調(diào)整至10mm，提升葉片做功效率;

⑦調(diào)整葉片角度，由12°調(diào)整為10°，提升風(fēng)壓和風(fēng)量。

最終確定將每套輪轂由原有12套“U”型螺栓更換為6塊上卡塊、6塊上連接板及24套直螺栓固定，以此改變螺栓的受力方式及葉片緊固結(jié)構(gòu)，確定改造結(jié)構(gòu)如下圖：

4 機械加工

根據(jù)改造尺寸，部件設(shè)計材質(zhì)、數(shù)量、精度機加工一套，進(jìn)行實驗、試裝。

5 試裝評估運行效果

將雙夾板卡塊型輪轂在甲醇裝置精餾空冷風(fēng)機AE-6200002A-13#試裝運行，每月停機一次，檢查葉片固定情況，運行12個月，葉片均固定牢靠，未出現(xiàn)輪轂螺栓斷裂、葉片松動及甩出現(xiàn)象，葉片與風(fēng)筒間隙穩(wěn)定在10mm，葉片做功效率高。

6 結(jié)論

甲醇空冷風(fēng)機雙夾板卡塊型輪轂改造：

①由線接觸改造為面接觸，增大葉片葉柄和卡塊的接觸面積，增強葉片固定強度;②由原來1條U型螺栓的兩點受力，變?yōu)閮蓷l直螺栓的4點受力，單條螺栓受力減輕，同時螺栓不與葉片直接接觸，避免了螺栓承受額外的交變應(yīng)力時疲勞斷裂的可能;③在更換上卡塊的同時加裝上連接板將上卡塊相連，這樣可以使輪轂上端形成一個整體，同時分擔(dān)所承受的應(yīng)力，使葉片固定結(jié)構(gòu)更加的牢固可靠。

從而解決了U型螺栓頻繁斷裂，風(fēng)機葉片固定不牢靠頻繁斷裂及風(fēng)筒和輪轂受到?jīng)_擊變形無法使用問題，且葉片與風(fēng)筒間隙穩(wěn)定無變化，提升了葉片做功效率，保證了設(shè)備長周期、裝置穩(wěn)定運行。