機械攪拌設備故障原因及處理方法研究

劉 琪

（山東華魯恒升化工股份有限公司，德州 253000）

機械攪拌設備指能夠將不同形態的物料在同一容器中進行均勻轉動，使物料摻和在一起，使其性質發生改變以滿足工業生產目標的一種機械設備類型。故障問題會影響攪拌設備的正常運行，因此技術人員應分析機械攪拌設備運行過程中可能出現的各項故障，明確故障成因并給出針對性的處理方法。

1 機械攪拌設備的主要結構特點

1.1 進料設備

在機械攪拌設備運行過程中，以皮帶機為代表的進料設備能夠將后續生產所需的物料高效地輸送至攪拌容器，是保障機械攪拌設備穩定工作的關鍵設備。進料設備輸送帶主要由螺旋體、軸承、料槽、進出料口以及驅動裝置等組成。它的結構簡單，體積尺寸較小，輸送能力較強，因此在機械攪拌設備中具有廣泛的應用價值。剛性螺旋體由頭、尾以及中間部位的軸承支承，可圍繞軸承實現對攪拌物料的傳動與輸送。其進出料口分別設于料槽尾部上側和頭部下側，可有效保障進出料的效率與穩定性，避免出現物料浪費。

1.2 攪拌容器

攪拌容器又被稱為攪拌釜，是不同物料相互摻和時的重要器具。由于物料的級配與物理特性不同，不同攪拌容器的結構形態往往存在一定差異，但大部分攪拌容器的結構形態為立式圓筒[1]。為了保證攪拌空間、提高適應能力、滿足攪拌需求，可以調整攪拌容器的高徑比、容器底部形態等。

1.3 攪拌器與攪拌軸

攪拌器又稱為攪拌葉輪，在攪拌過程中發揮著核心作用。它與容器內的物料直接接觸，通過轉動使不同物料的摻和更加緊密和均勻，保障最終的攪拌質量和效果。按照攪拌器在容器內部的運行狀況，可以將其分為軸向流攪拌器和徑向流攪拌器兩種。

攪拌軸是連接攪拌器與傳動裝置的關鍵部件，一般以垂直角度與攪拌器相連，并深入攪拌容器中。因此，在對其進行選型的過程中，應考慮機械攪拌設備的運行工況和攪拌容器的基本形態。此外，由于攪拌軸在攪拌過程中往往承受較強的扭轉力，對攪拌軸的強度提出了一定要求。技術人員應重視攪拌軸的強度和加工精度，盡可能避免由攪拌軸導致的故障問題。攪拌容器和攪拌軸如圖1 所示。

圖1 攪拌容器與攪拌軸

1.4 導流裝置

機械攪拌設備的攪拌對象往往較為復雜，包括固體物料、液體物料等不同類別的物料。這些物料在容器內部旋轉的過程中，由于受到攪拌器作用力和慣性的影響，可能會出現打旋現象，一方面影響攪拌的效果與均勻度，另一方面可能會導致能源浪費和成本增加。導流裝置能夠有效規避物料打旋對攪拌器正常工作的影響。攪拌器的導流裝置多設置于容器內壁，能夠對物料旋轉過程中產生的渦流進行引導，從而減少打旋現象對攪拌過程的影響[2]。

1.5 傳動裝置

傳動裝置的主要作用在于帶動容器內部的攪拌器以預定速度運轉，同時使軸輪等相關部件得到繞軸旋轉的扭矩。按照傳動原理可以將傳動裝置分為行星傳動裝置、蝸桿傳動裝置和攪拌槳軸等，其中行星傳動裝置主要由相互聯動的行星輪運行實現傳動目標。這一傳動模式的運行效率較高，運行過程中的噪聲較小，環境適應能力較強，能夠承受較大扭矩，適用于大型機械攪拌設備。蝸桿傳動裝置主要由蝸桿帶動蝸輪轉動實現傳動目標，內部結構較為簡單，整體質量較小，生產與運行成本較為低廉，但在日常運行過程中可能會出現一定的摩擦缺損，需要定期組織力量進行維護與保養。攪拌槳軸是一種較為簡單的機械傳動裝置，由電動機、變速器、聯軸器、軸承以及機架等構成，具有可靠性較好、適應能力較強、成本低廉等優勢，但由于其運行過程中的噪聲較大，使用壽命較短，因此多用于小型機械攪拌設備。

2 機械攪拌設備常見的故障類別與成因

2.1 皮帶機故障

從皮帶機進料情況來看，物料往往呈現級配類別多樣、形態較為散亂等特征，會影響皮帶機的運行穩定性，甚至引發安全問題。進料皮帶機在運行過程中可能發生皮帶偏離正常軌道的情況，而且長時間運行會產生皮帶老化等問題，在一定程度上影響進料的穩定性和效率。另外，受物料傳送皮帶物理特性的影響，在日常設備運行與使用過程中，其可能會出現張力不均勻或物料黏附等情況，同時裝置內部的滑輪性能會產生相應的變化，導致皮帶機出現打滑與開裂等問題。

2.2 除塵系統故障

不同級配與形態的物料可能會附帶一定的粉塵，影響現場生產環境，因此需要配置除塵系統，以控制生產環境中的粉塵總量。但在運行過程中，除塵系統受到通風條件、原料特性以及使用時間等因素的影響，可能會出現溫度過高、粉塵堆積、粉塵泄漏等問題。在一些大型攪拌站內部，往往需要借助煙氣傳感器對除塵系統運行狀況進行監控。然而，煙氣傳感器長時間運行會受到空氣污染、濕度變化等因素的干擾，發生信號失真等故障，需要及時采取措施進行維護與更換，避免引發嚴重的故障。

2.3 減速機故障

圖2 為攪拌減速機，能夠消除高速攪拌過程中出現的打旋現象，有效增加軸體與葉輪的扭矩，提升物料在容器內部的攪拌效率及拌和質量。但是，如果減速機內部的軸承選型不合適，或者長期運行產生磨損等，可能引發減速機運行異響、齒輪箱溫度升高以及振幅異常等故障。

圖2 攪拌減速機

2.4 攪拌容器故障

攪拌容器主要負責承載物料。在攪拌運行過程中，它會受到物料攪拌慣性和攪拌器扭矩的雙重影響，可能會引發容器內部軸體螺栓松動、導向軸承重心偏移以及液面偏差等故障，出現振幅異常現象，不僅會影響攪拌效率，而且會導致能源浪費[3]。

2.5 密封故障

攪拌設備往往在高速、高溫的工況下運行，因此確保軸端和容器內部的密封性能，可以有效防止外部雜質進入容器內部，避免出現攪拌質量問題，還能減少環境因素對攪拌效果的影響。在機械攪拌設備運行過程中，有時會出現內部軸向竄動量和徑向位移過大，導致密封腔體內外的壓力無法有效平衡，出現部分軸端部位密封液的物化性質發生變化的情況，使得密封部位出現泄漏，不僅會污染容器內部，還會造成高溫問題，影響攪拌設備的正常運行。

3 機械攪拌設備的故障處理策略

3.1 故障定位

不同機械攪拌設備的生產工況不同，再加上其結構較為復雜，內部設備的體積較大，給故障定位帶來了一定挑戰。相關技術人員應參考機械攪拌設備的使用說明，結合故障發生時各功能部件的運行情況，及時確定故障位置，并明確故障類別，為后續的診斷與處理工作奠定基礎。

3.2 故障診斷

不同類別故障的誘因和表現不同。例如，減速機運行過程中的異常聲響可能來源于滾動軸承、圓錐滾子軸承、齒輪蝸桿以及針齒銷等不同部件，因此在進行故障診斷時，應根據故障定位分析結果，并結合攪拌設備各功能組件的運行原理開展綜合性診斷，全面檢查潤滑油狀態、內部齒輪磨損情況以及軸承磨損情況，進而提高故障診斷的準確性，使故障處理措施更加高效、可行。

3.3 故障處理

3.3.1 進料設備調整

以皮帶機為代表的進料裝置在運行過程中極易發生皮帶偏離等故障，對攪拌設備的進料效率、進料精度、生產進度以及生產安全產生不同程度的影響。在處理進料裝置故障時，應觀察進料設備的運行情況，提出有針對性的處理方案。例如，對于皮帶機偏離正常進料軌道故障的處理，需要實時觀察皮帶機的偏離方向，及時將承載輥向皮帶偏離方向的相反方向調整，使皮帶恢復正常狀態[4]。

此外，在設備長期維護中發現，皮帶機皮帶的長短與設備的運行壽命之間存在一定的關聯性。皮帶過長或過短均可能對皮帶機的運行狀態造成影響。為此，維護人員應結合生產實際情況來調整皮帶長度，以提升進料設備的靈活度與穩定性，有效避免設備故障對生產的影響。

3.3.2 除塵系統清理與更換

對于除塵系統的高溫、粉塵堆積以及粉塵泄漏等故障，技術人員需要及時清理與更換系統內部的部件，減少系統故障對攪拌設備生產環境造成的影響。例如：當除塵系統溫度過高時，需要及時檢查生產環境的通風條件，調整風門大小，使除塵設備及時冷卻；當發生粉塵泄漏時，需要檢查粉塵沉積袋的狀態并進行清理，必要時對其進行更換[5]。

3.3.3 減速機部件更換

機械攪拌設備內部的滾動軸承、齒輪、針齒銷等部件的磨損可能會引發減速機運行異響，而內部軸體連接部位松動或關鍵零件損壞則會引發機體異常振動。為解決上述故障，技術人員可以在故障診斷后，更換滾動軸承、齒輪等部件，同時檢查減速機內部的潤滑油情況、螺栓緊固情況以及密封情況等，確保其運行狀態正常[6]。

3.3.4 攪拌容器檢查并調整

容器內部軸體聯結部位松動或軸承中心偏移，都會導致攪拌容器在作業過程中產生異常振幅，進而對攪拌的質量與效率產生一定影響。在處理過程中，技術團隊需要及時對容器垂直軸線進行檢查、調整與固定，必要時對攪拌容器進行重新平衡，更換或校正攪拌軸，從而有效控制攪拌容器的異常振幅。

3.3.5 密封性檢測

在作業過程中，攪拌設備的密封部位可能會出現異常竄動與徑向位移，導致設備內部的密封性能受到影響，引發物料污染或高溫故障。技術團隊需要按照攪拌設備運行要求，及時檢測并調整軸向竄動量和徑向位移量，同時檢測油封部位密封狀態，調整潤滑油油量，以減少機體密封泄漏故障造成的影響。

4 結語

綜上所述，機械攪拌設備在運行過程中受到物料因素及運行工況的影響，可能會出現設備故障。技術人員應了解不同類別故障的表現以及處理方法，給出有針對性的處理方案，提升攪拌設備運行穩定性。