臥式刮刀離心機有害振動分析及解決方法

楊 彬

（西山煤電（集團）有限責任公司官地選煤廠， 山西 太原 030022）

引言

臥式刮刀離心機是選煤廠重要的生產設備，主要用于選煤工藝中的浮精脫水工作。由于離心機依靠篩籃和刮刀的差速進行工作，因此該設備出現較大的振動力，導致設備損壞。尤其是在空載和重載工作時，都不能完全使回轉部分達到較好的動平衡狀態，產生的振動力更加強烈，導致機體底座變形開焊，螺栓松動，產生較大的振動噪音等故障現象，同時也會造成工作環境差、生產效率低、生產質量不達標等不良影響。因此對離心機振動體進行研究分析，減少其故障的產生，對選煤廠的生產效率和生產質量的提高具有重要作用。本文將以H1000 型臥式刮刀離心機為例進行分析，具體內容如下。

1 臥式離心機結構和工作原理

H1000 型臥式刮刀離心機主要參數見表1。

表1 H1000 型臥式刮刀離心機主要參數表

該設備主要由機體組件、潤滑裝置、篩籃篩筐刮刀、差速器、驅動裝置等組成，在進行選煤工作時，適量的浮精由給料管進入篩籃小直徑端進行離心旋轉，并在刮刀作用下高速旋轉，使物料沿刮刀大直徑側切線方向出料，物料向前移動的同時進行脫水，然后落入卸料室，離心力產生的廢液由機殼阻擋收集排放。

2 現場使用概況以及存在問題

某選煤廠在進行生產規模擴建時，安裝了兩臺H1000 型臥式刮刀離心機，經過一段時間的使用后出現了噪音大、離心力小、產品水分偏大等問題。經過現場試驗和拆機檢查后發現，入料中含有粒度接近0.4 mm 的顆粒較多時，臥振產生振動非常嚴重，當細粒級浮精顆粒充滿篩籃后，設備產生劇烈的晃動，導致脫水效果很差，產品含水量嚴重超標。這種現象產生后就必須停止離心機運轉，用工具將篩籃內的煤泥進行清除并用清水將篩籃洗凈，然后重新啟動設備運轉。

3 振動原因分析

3.1 煤泥堵塞造成轉動不平衡

經過現場技術人員分析，當出現跑粗現象時，入料含有較小體積的煤塊。由于煤塊具有較好的流動性，在離心脫水過程中可以帶動煤泥快速向前流動，在一定程度上起到了防止篩網堵塞的作用。但在正常工作狀態下，入料中大顆粒較少或只有浮精時，初始脫水狀態較好，但浮精的流動性較差，脫水后更不能產生流動，而滯留在篩籃上，設備工作過程中，后續的浮精繼續進入篩籃，仍然會有浮精產生滯留，經過長時間積累，浮精滯留現象越來越嚴重，因此造成振動現象也隨之劇烈[1]。由此可見篩網堵塞現象造成脫水功能失效，導致設備負荷增大、篩籃內物料不能均勻分布，失去轉動平衡，產生劇烈晃動，產品無法達到脫水指標。以上幾種現象疊加循環，導致設備故障嚴重。

3.2 離心機轉子平衡偏心

轉子自身的平衡偏心也會在轉動過程中產生不平衡慣性力造成較大的有害振動，這種有害振動也是設備故障的主要原因之一。造成轉子產生平衡偏心的因素有很多，大致總結為以下幾點：

1）物料進入離心機時質量分布不均勻，在開始啟動進行旋轉過程中，速度由慢到快，低速旋轉狀態下物料無法散開均勻分布，引起偏振，使設備產生較大的晃動。

2）篩籃開孔尺寸大小和分布不均勻，這導致附著在篩籃上的煤泥不均勻，使篩籃的動平衡性產生變化，整個旋轉體重心偏移，造成旋轉振動[2]。

3）篩籃產生磨損，由于篩籃直接接觸物料，在高速旋轉過程中，與物料產生很大的摩擦力，造成篩籃磨損，而且這種磨損是不可能均勻分布的，甚至造成篩籃變形，這也是產生旋轉振動的重要原因。

3.3 部分結構鋼度不夠

在離心機初始設計和生產時，并沒有按照劇烈晃動的使用條件強度來進行，或者在設計和制造中存在一定的強度缺陷，底座連接接觸面積小、基礎梁撓度大、部分連接處應力集中等缺陷，在高負荷的作業條件下，就會導致開裂、位移等故障，從而導致振動進一步擴大[3]。

4 改進措施

4.1 改進入料結構

入料方式改為螺旋入料，使物料從里到外均勻地分布在篩籃內，避免物料初始狀態的集中分布，即使在初始的低速旋轉狀態下物料產生的離心力也不會產生太大的偏移，為下一步工作做良好的基礎準備。

4.2 高壓清洗篩籃

為了防止附著物的持續增多和分布不均勻造成旋轉部件重心偏移、嚴重堵塞篩籃網孔，在每批次產品生產結束后，使用高壓水清洗篩籃，將篩籃附著物徹底清洗干凈，這樣就不會因附著物的持續增多而造成旋轉機構的動平衡出現偏移，在每批次生產，重新啟動設備時，系統都處于非常清潔并且平衡條件最佳狀態，不僅減小了振動，使產品的脫水效果也大大增強[4]。

4.3 檢查并更換磨損和開裂部件

針對篩籃的磨損現象和部分元件強度差等，需進行更換或修補加強，根據離心機安裝說明進行重新計算，對于較弱或出現問題的鋼結構元件進行焊接修補，并重新找正、操平安裝。并且在日常的生產過程中，要制定周期性巡檢保養制度，一旦出現損壞跡象要及時更換、修補、加強，這不但減小了設備的振動，提高了生產效率和質量，對生產的安全也有非常重要的作用。

5 改進效果

通過此次技術分析和改造后，離心機重新投入生產。操作者按照規范流程進行巡檢、保養和操作。設備啟動后平穩運行、噪音降低、有害振動基本消失、沒有出現明顯的晃動現象。由于使用了高壓水清洗系統，篩籃一直保持清潔，旋轉穩定，產品生產速度快、質量高，完全達到生產指標。

6 結語

臥式刮刀離心機作為選煤廠的重要生產設備，主要負責浮精脫水工作，一旦出現故障對選煤廠的生產將會造成很大的影響。尤其有害振動故障在離心機生產中普遍存在，需要通過有效的分析，使用技術手段進行解決，本文通過加固薄弱部件、更換磨損篩籃、高壓水沖洗等方法有效解決了H1000 型臥式刮刀離心機有害振動故障。