壓濾機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改造方案

楊志萍

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司精煤分公司，山西 大同 037000）

隨著現(xiàn)代技術(shù)的日益更新和工業(yè)的迅速發(fā)展，可開采的礦產(chǎn)資源日益枯竭，已面臨“貧、細(xì)、雜”的狀況，因此，人們不得不把礦石磨得更細(xì)，而對(duì)“細(xì)、泥、黏”物料進(jìn)行固液分離，以提高礦產(chǎn)的利用率。如今，除了對(duì)節(jié)能環(huán)保高度要求之外，企業(yè)對(duì)固液分離技術(shù)及設(shè)備又提出了更高、更廣的要求。針對(duì)石油、化工、食品、選礦、冶金、煤炭、化工等行業(yè)的社會(huì)需求，拉動(dòng)了固液分離技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用，且其應(yīng)用領(lǐng)域的廣度和深度仍在不斷擴(kuò)展。壓濾機(jī)最大的優(yōu)越性是正壓、高壓壓強(qiáng)脫水，較傳統(tǒng)的真空過(guò)濾機(jī)的壓差大得多，因而濾餅水份低，能耗少，濾液清澈透明，所以壓濾機(jī)才能蓬勃發(fā)展并被各行業(yè)廣泛應(yīng)用。

1 壓濾機(jī)介紹

壓濾機(jī)是一種間歇性操作的加壓過(guò)濾設(shè)備，適用于各種懸浮液的固液分離，適用范圍廣、分離效果良好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠；主要應(yīng)用于冶金、洗煤等領(lǐng)域，也適用于紡織、印染、制藥、造紙、醫(yī)藥、味精等工業(yè)廢水及城市污水處理等各種需進(jìn)行固液分離的領(lǐng)域。一般快開式高壓隔膜壓濾機(jī)，采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)制造，可根據(jù)濾板數(shù)量的多少，組成不同的過(guò)濾面積和容積；進(jìn)料方式一般為兩端中間進(jìn)料，過(guò)濾速度快、結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安全可靠，主要由機(jī)架部分、過(guò)濾部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分，液壓部分、電氣部分等組成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為事故高發(fā)部位。

圖1 自動(dòng)拉板壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)

同煤集團(tuán)精煤分公司燕子山選煤廠現(xiàn)有壓濾機(jī)5臺(tái)，型號(hào)為KM500-2000型壓濾機(jī)，于2014年安裝，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)自動(dòng)拉板系統(tǒng)斷鏈、卡鏈現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)拉板傳動(dòng)系統(tǒng)的鏈輪鍵槽損壞、傳動(dòng)軸斷裂事故，處理事故時(shí)需要更換鏈輪、傳動(dòng)軸等，處理時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致的直接后果是選煤廠煤泥處理滯后于生產(chǎn)系統(tǒng)，小時(shí)帶煤量降低，從而降低了全系統(tǒng)的洗選能力。針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)事故頻發(fā)，追根溯源，將發(fā)生事故的源頭處理掉，尋求解決辦法。

2 故障原因分析

通過(guò)對(duì)幾次事故后設(shè)備的損壞情況以及壓濾機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行自動(dòng)取拉板的過(guò)程進(jìn)行分析研究，查找發(fā)生事故的主要原因過(guò)程如下：

2.1 自動(dòng)拉板部分運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程分析

（1）拉板系統(tǒng)由變頻電機(jī)（M）及減速機(jī)、拉板小車、鏈輪、鏈條等組成，在PLC的控制下，變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鏈條帶動(dòng)拉板小車完成取拉板動(dòng)作。除程序控制外，還可手動(dòng)控制，能隨時(shí)控制拉板過(guò)程中的前進(jìn)、停止、后退動(dòng)作，以保證卸料的順利進(jìn)行。每臺(tái)壓濾機(jī)共有濾板78塊，每組6板，每個(gè)循環(huán)通過(guò)13次取拉板完成。

（2）拉板系統(tǒng)通過(guò)變頻電機(jī)控制，在取拉板過(guò)程中不停的正反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)軸不停的切換承受兩個(gè)方向的扭矩，強(qiáng)度到一定極限后發(fā)生斷軸和鏈輪鍵槽損壞現(xiàn)象。

（3）通過(guò)壓濾機(jī)在取拉板過(guò)程中觀察，一旦有輕微的卡鏈現(xiàn)象時(shí)，由于傳動(dòng)軸軸徑尺寸較小而長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在取拉板過(guò)程中發(fā)生軸輕微顫動(dòng)現(xiàn)象。

2.2 發(fā)生事故設(shè)備的損壞情況分析

（1）發(fā)生小車傳動(dòng)鏈條斷鏈、卡鏈?zhǔn)鹿屎螅^察鏈條斷鏈接口處，一般為一側(cè)斷鏈、卡鏈，發(fā)現(xiàn)斷鏈原因?yàn)閮蓚?cè)鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)不同步導(dǎo)致。

（2）發(fā)生鍵槽損壞、傳動(dòng)軸斷裂事故時(shí),發(fā)現(xiàn)為輪鍵槽配合面損壞，而傳動(dòng)軸斷裂也為鏈輪與軸配合部位。

（3）發(fā)生傳動(dòng)鏈條斷鏈?zhǔn)鹿蕰r(shí)，觀察斷裂面，一般為鏈條太細(xì)而拉斷。

2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生事故主要原因

（1）傳動(dòng)系統(tǒng)軸較細(xì)50 mm，承受頻繁切換兩個(gè)方向的扭矩，達(dá)到疲勞極限后斷裂。

（2）鏈輪與軸采用鍵連接、接觸配合表面連接強(qiáng)度不夠，鍵槽尺寸為14 mm，輪轂槽深3.8 mm，由于頻繁切換方向經(jīng)常發(fā)生鍵槽損壞現(xiàn)象。

（3）傳動(dòng)軸直徑細(xì)、長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)到2.5 m，僅靠?jī)蓚?cè)支撐運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于頻繁切換方向，軸易發(fā)生顫動(dòng)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致發(fā)生拉板小車鏈條不同步現(xiàn)象。

（4）傳動(dòng)系統(tǒng)鏈傳動(dòng)鏈條為20 A-1，節(jié)距31.75 mm、滾子直徑19.05 mm，抗拉強(qiáng)度不夠，經(jīng)常發(fā)生斷鏈、掉鏈?zhǔn)鹿省?/p>

3 改造方案

通過(guò)以上原因分析，提出了以下改造方案：

（1）將傳動(dòng)軸軸直徑由50 mm改為65 mm，增加承受扭矩的能力。

（2）將鏈輪改為雙鍵槽增加連接強(qiáng)度，鍵槽為18 mm，輪轂槽深4.4 mm。

（3）在鏈傳動(dòng)從動(dòng)輪外側(cè)加瓦座支撐，消除軸顫動(dòng)現(xiàn)象。

（4）將鏈條更換為28A-1，節(jié)距為44.45 mm、滾子直徑25.4 mm，增加抗拉強(qiáng)度。

4 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

目前經(jīng)過(guò)改造的壓濾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中觀察傳動(dòng)軸不發(fā)生顫動(dòng)現(xiàn)象，也從未發(fā)生斷軸、損壞鍵槽情況，兩側(cè)傳動(dòng)鏈條同步運(yùn)轉(zhuǎn)，未發(fā)生小鏈傳動(dòng)不同步現(xiàn)象，壓濾機(jī)在取、拉板過(guò)程中運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

（1）節(jié)約材配費(fèi)用24萬(wàn)元。改造前3臺(tái)壓濾機(jī)在2018年平均每臺(tái)發(fā)生斷軸、鍵槽損壞情況2次，每次需對(duì)軸、鏈輪、鏈條進(jìn)行更換，更換一次配件約需6萬(wàn)元，共計(jì)投入36萬(wàn)元左右；而加工一套改造所需配件約需4萬(wàn)元，按壽命一年計(jì)算，則改造后一年節(jié)約材配24萬(wàn)元。

（2）減少影響生產(chǎn)時(shí)間96.3 h，可多洗煤18297 t。通過(guò)對(duì)2018年3臺(tái)壓濾機(jī)拉板傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生事故影響時(shí)間統(tǒng)計(jì)，共計(jì)影響時(shí)間107.5 h，2018年上半年進(jìn)行同樣統(tǒng)計(jì)，影響時(shí)間僅為5.6 h，則全年可減少影響時(shí)間107.5-2×5.6=96.3 h，按照設(shè)計(jì)能力小時(shí)帶煤量為950 t，則每臺(tái)壓濾機(jī)每小時(shí)折算到處理原煤量為950/5=190 t，故全年可多洗煤18297 t。

通過(guò)改造成功的解決壓濾機(jī)拉板傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生事故的情況，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高壓濾機(jī)開機(jī)率，減少細(xì)煤泥處理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)的制約，還減少了對(duì)鏈條、鏈輪、傳動(dòng)軸的更換周期，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。此項(xiàng)改造可以應(yīng)用到同類壓濾機(jī)的其它選煤廠，也可以借鑒應(yīng)用到其它壓濾機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改造中，還可以推廣應(yīng)用到其它扭矩經(jīng)常發(fā)生方向變化的傳動(dòng)改造當(dāng)中。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將壓濾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸軸直徑由50 mm改為65 mm，增加了傳動(dòng)軸承受扭矩的能力；將鏈輪改為雙鍵槽增加連接強(qiáng)度；在鏈傳動(dòng)從動(dòng)輪外側(cè)加瓦座支撐，消除軸顫動(dòng)現(xiàn)象；將鏈條更換為28A-1，節(jié)距為44.45 mm、滾子直徑25.4 mm，增加了傳動(dòng)鏈條抗拉強(qiáng)度。說(shuō)明在壓濾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)軸由于較長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)初期就應(yīng)充分考慮其強(qiáng)度保證傳動(dòng)要求，同時(shí)兩側(cè)應(yīng)加強(qiáng)支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并在鏈輪與傳動(dòng)軸的配合上，增加連接強(qiáng)度，傳動(dòng)鏈條的選型上也要有足夠的抗拉強(qiáng)度。