臥式螺旋離心機常見機械故障分析和解決方法
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臥式螺旋離心機主要應(yīng)用在造紙、印刷、化工、畜牧、釀造、食品、飲料等領(lǐng)域中的脫水分離以及工業(yè)污水和城市污水處理，其質(zhì)量可靠、機械性能優(yōu)良、機器適應(yīng)性強、耐腐蝕性好、處理量大、自動化操作、脫水效果好，特別是在環(huán)保領(lǐng)域有著良好且廣泛的應(yīng)用。
1 臥式螺旋離心機工作原理
1.1 工作原理
臥式螺旋離心機主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速器等組成，轉(zhuǎn)鼓做高速轉(zhuǎn)動，螺旋與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動方向相同但轉(zhuǎn)速略低，臥式螺旋離心機主要包括以下部件：
（1）轉(zhuǎn)鼓：利用高速旋轉(zhuǎn)達到理想的沉降分離。
（2）螺旋：輸送和壓緊污泥。
（3）差速器：在轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。
（4）清液出口：通過溢流回收液相，即清液。
（5）排渣口：通過重力回收固相，即污泥。
臥式螺旋離心機利用固-液比重差以及離心力作用，實現(xiàn)固-液分離，其工作過程如下：懸浮液連續(xù)不斷地經(jīng)進料管（空心轉(zhuǎn)軸）進入轉(zhuǎn)筒，隨即被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生非常強的離心力，固相顆粒（污泥）因離心力作用而貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，并不斷堆積，因所形成的固體層為環(huán)狀，也稱為固環(huán)層；液相水也因離心力的作用形成液體層，但因其密度小于固相顆粒，所受到的離心力作用也小于固相顆粒，其位于固環(huán)層內(nèi)側(cè)，稱之為液環(huán)層。利用轉(zhuǎn)鼓與螺旋轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生的相對運動，把固環(huán)層推至轉(zhuǎn)鼓錐端，污泥從錐端分布的排渣口持續(xù)不斷地排出；液環(huán)層轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)鼓大端，在轉(zhuǎn)鼓大端分布有溢流口，液體從溢流口溢出轉(zhuǎn)鼓，并通過排液口排出，形成分離液（即清液）。
1.2 影響臥式螺旋離心機分離效果的因素
（1）離心機轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的提高，會提升分離效果，增加螺旋與轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速差，增大處理量，但是過快的轉(zhuǎn)速會引起機器振動，降低設(shè)備使用壽命，因此要合理選擇轉(zhuǎn)速，能滿足分離要求即可。
（2）進料流量（處理量）：進料流量影響物料在設(shè)備內(nèi)的留滯時間，進而影響分離效果。較小的處理量，使得料液的軸向流速也較小，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間就長，分離效果較好；反之，過大的進料流量會降低分離效果。另外，進料流量還與料液含固量和離心機螺旋的排渣能力有關(guān)，過大的進料流量可能造成轉(zhuǎn)鼓堵料，影響分離效果。因此要合理選擇進料流量，使之與料液的含固量和分離要求相匹配。
（3）溢流板直徑：轉(zhuǎn)鼓大端設(shè)置有溢流板，可以通過調(diào)節(jié)溢流板的直徑，控制液環(huán)層的液體深度。小直徑的溢流板，可以增加液環(huán)層的深度，使得分離液澄清度高；反之，增大溢流板直徑，得到的分離液澄清度低，分離效果差。
（4）轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速：較小的差轉(zhuǎn)速，有較好的分離效果，但因固相顆粒在轉(zhuǎn)鼓中停留時間較長而易產(chǎn)生堵料；較大的差轉(zhuǎn)速，因螺旋對液體層的擾動大，使得分離效果差，但有較好的排渣能力。可依據(jù)料液含固量來確定差轉(zhuǎn)速，小的含固量匹配小的差轉(zhuǎn)速，大的含固量匹配大的差轉(zhuǎn)速。
（5）長徑比：臥式螺旋離心機的長徑比越大，其處理能力越強，分離效果越好。
（6）懸浮液的特性：物料中固相顆粒大小不同，受到的離心力作用不同，分離效果也就不同。顆粒越大，分離越容易；過小的顆粒，易混于分離液中，隨分離液溢出。另外，固液兩相的比重差、懸浮液粘度也影響分離效果，固液兩相比重差越大，越容易分離，懸浮液黏度越小，越容易分離。
2 臥式螺旋離心機常見故障分析及處理
2.1 例行檢查
2.1.1 每班例行檢查內(nèi)容
（1）離心機的振動有無異常。
（2）主軸承的溫升。
（3）主軸承座螺釘是否松動。
（4）排渣和出漿情況。
（5）液壓泵有無漏油現(xiàn)象。
2.1.2 定期（運行1個周期）檢查內(nèi)容
（1）檢查三角帶的松緊情況，及時調(diào)整，避免過松；磨損過度應(yīng)更換。
（2）停機檢查轉(zhuǎn)鼓各段的聯(lián)接螺釘及差速器聯(lián)接螺釘是否松動。
（3）檢查液壓泵油位，軸承油脂量，不足時按規(guī)定補充。
2.1.3 全面（運行4個周期）檢查內(nèi)容
（1）解體大修，轉(zhuǎn)鼓、螺旋清垢，零部件清洗。
（2）檢查螺旋葉片的磨損。
（3）檢查轉(zhuǎn)鼓護罩的變形。
（4）檢查主要承力零件：檢查轉(zhuǎn)鼓各段及大小端蓋半軸、推料器半軸和花鍵套半軸、軸承座、差速器聯(lián)軸盤等，更換有裂紋、嚴(yán)重變形和過度腐蝕的部件。
2.2 常見故障
臥式螺旋離心機常見故障主要有：機器振動異常并伴隨有異響、軸承溫度過高、軸承損壞、排渣量過少以及其他故障。
2.2.1 異常振動
2.2.1.1 異常振動主要表現(xiàn)
異常振動一般都伴隨有異響，異常振動特別是強烈的異常振動對離心機設(shè)備的損害是非常大的，主要表現(xiàn)在：
（1）動靜部分發(fā)生摩擦，使某些部件產(chǎn)生過大的動應(yīng)力，造成疲勞損壞，長期以往釀成事故。
（2）過大振動使軸承座地腳螺栓斷裂，造成個別零件松動脫落，從而失效，導(dǎo)致軸承振動進一步增大，進而損壞設(shè)備。
（3）加速某些部件的磨損和產(chǎn)生偏磨，特別是軸頸。
（4）過大的機械振動和噪音，對操作人員的生理健康產(chǎn)生不利影響。
2.2.1.2 引起異常振動的原因分析、處理及預(yù)防措施
（1）軸承使用一段時間后，因摩擦使得徑向間隙增大，主軸回轉(zhuǎn)時偏離回轉(zhuǎn)中心，引起振動；另外，軸承質(zhì)量差、壽命短、裝配質(zhì)量不高導(dǎo)致軸承損壞，也能引起振動，這類問題更換軸承即可解決。軸承的安裝要保證裝配質(zhì)量；經(jīng)常檢查軸承并及時加油，保證油脂量充足，潤滑充分，減小摩擦。
（2）轉(zhuǎn)鼓的2節(jié)直管筒體與錐管筒體的螺栓未緊固到位，間隙過大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)鼓失去平衡，引起振動。裝配轉(zhuǎn)鼓時，連接筒體的緊固螺栓要緊到位，貼合面的間隙≤0.05mm。
（3）差速器與轉(zhuǎn)鼓同軸度誤差過大，致使運轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)軸線存在拐點。調(diào)整同軸度，保證回轉(zhuǎn)軸線水平。在裝配時，擰緊液壓馬達與配對軸承的貼合面的螺栓，保證貼合面間隙一致且≤0.05mm。
（4）進料管與空心軸摩擦，導(dǎo)致振動加劇。檢查進料管是否彎曲，若彎曲，更換進料管；若不彎曲，調(diào)節(jié)進料管尾端的四顆內(nèi)六角螺栓的松緊度，重新調(diào)整進料管與螺旋空心軸的同軸度。每次檢修試車時，進料管與螺旋空心軸的同軸度要調(diào)試到位。
（5）轉(zhuǎn)鼓塞料。離心機運行使用一段時間后，物料在轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間形成結(jié)塊，使離心機重心偏離回轉(zhuǎn)幾何軸心，整個系統(tǒng)受到離心力干擾而振動，這種振動對設(shè)備損害非常大。出現(xiàn)這種情況時，需要對轉(zhuǎn)鼓清垢，并檢查轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁和螺旋葉片是否出現(xiàn)溝槽，導(dǎo)致固相殘渣沉積。結(jié)合實際合理確定檢修周期，解體時全面清洗設(shè)備。
（6）地腳螺栓松動或斷裂均可引起振動。定期檢查，緊固螺栓，更換斷裂或不能繼續(xù)使用的螺栓。
（7）進料太多、太快，導(dǎo)致離心機超載而引起振動。嚴(yán)格控制進料速度和進料量，使其不超過離心機的承載上限。
（8）電機轉(zhuǎn)速過快。選擇合適的轉(zhuǎn)速上限，啟動時，轉(zhuǎn)速應(yīng)由低速逐漸加快。
2.2.2 大、小端軸承溫度過高
2.2.2.1 軸承溫度過高的危害
一般情況，大、小端軸承運轉(zhuǎn)時的溫升為40℃左右，溫度過高，會降低軸承韌性，加大磨損，減少軸承使用壽命，甚至造成軸承斷裂。
2.2.2.2 引起軸承溫度過高的原因分析
（1）軸承室中潤滑脂過多或過少；所用潤滑脂牌號不對，質(zhì)量不好，變質(zhì)或其中夾有雜物。
（2）軸承有故障、磨損或損壞；軸承質(zhì)量不好；軸承型號選擇偏小、使用過載，造成滾動體承受載荷過大；軸承間隙過大或過?。慌軆?nèi)圈或跑外圈；軸承內(nèi)有雜物。
（3）聯(lián)軸器不對中；皮帶拉得太緊
（4）軸承蓋偏心，與軸摩擦。
2.2.2.3 相應(yīng)的處理對策
（1）對離心機的保養(yǎng)維護主要是做好潤滑工作，加潤滑脂就是其中之一。選擇合適的潤滑脂，并適量加入，不使用劣質(zhì)潤滑脂，一般加脂量不超過軸承空間的50%。檢查油內(nèi)的雜質(zhì)情況，更換潔凈的潤滑脂，更換時要清除舊潤滑脂。
（2）更換新軸承，選擇合適的軸承型號，對含有雜質(zhì)的軸承要徹底清洗，裝配軸承方式要正確。
（3）調(diào)整聯(lián)軸器與軸承的同心度；調(diào)整傳動皮帶的張力，使其張緊合適。
（4）修理軸承蓋內(nèi)部，保證與軸間隙合適，不產(chǎn)生摩擦。
2.2.3 軸承損壞
軸承損壞能產(chǎn)生振動，并使軸承溫度升高，進而損壞設(shè)備，處理不當(dāng)會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
2.2.3.1 軸承損壞原因分析
安裝處理不當(dāng)、混入污染物、潤滑不良、疲勞損壞等都有可能引起軸承損壞，具體如下：
（1）軸承裝配不當(dāng)。比如，冷裝時，不均勻敲擊造成跑內(nèi)圈或跑外圈現(xiàn)象，兩者均會在運行中引起軸承溫度升高甚至燒毀，尤其是跑內(nèi)圈現(xiàn)象，還會造成軸嚴(yán)重磨損以及彎曲。
（2）軸承腔內(nèi)存在異物。在更換油脂時，軸承腔沒有清理干凈，存在細(xì)小剛性顆粒，或者所加油脂不干凈，導(dǎo)致運行時異物摩擦引起軸承溫度升高，甚至燒毀軸承。
（3）油脂損耗較快，補充不及時造成潤滑不良，進而引起軸承損壞。
（4）不同牌號油脂混用，易造成潤滑失效，引起軸承損壞。
（5）軸承制造不合格，存在質(zhì)量問題。
（6）長期停機不運行，油脂變質(zhì)，致使軸承生銹。
2.2.3.2 相應(yīng)對策
（1）安裝軸承時，內(nèi)圈與軸配合，一般采用熱裝，保證其裝配質(zhì)量。
（2）軸承安裝前仔細(xì)清洗，確保軸承腔內(nèi)沒有雜質(zhì)，填加油脂時潔凈操作，不得引入雜質(zhì)。
（3）必要時增加冷卻措施，避免油脂損耗過快。
（4）禁止多種潤滑油脂混用。
（5）軸承安裝前仔細(xì)檢查質(zhì)量，確保其外形完整、表面光潔、轉(zhuǎn)動靈活、游隙合適。
（6）對于長期不用的，使用前更新軸承油脂。
2.2.4 排渣量過少
排渣量是體現(xiàn)離心機工作處理能力的指標(biāo)之一，排渣量過少，影響離心機的工作效率和處理能力。
2.2.4.1 排渣量過少的原因分析
（1）排渣口堵塞，導(dǎo)致排渣量過少，甚至不排渣。
（2）轉(zhuǎn)鼓與螺旋差速度過小，導(dǎo)致相對運動較小，因而排渣量?。粋鲃悠С霈F(xiàn)打滑。
（3）泥漿物理性質(zhì)不合適，導(dǎo)致分離效果不佳。
（4）發(fā)生堵料，導(dǎo)致螺旋不能旋轉(zhuǎn)。
2.2.4.2 相應(yīng)處理方法
（1）清理疏通排渣口。
（2）調(diào)整傳動皮帶松緊度合適。
（3）檢查泥漿物理性質(zhì)，如粘度、固相含量及顆粒大小、固相液相密度差等，如果存在粘度過高、固相含量少、顆粒過小、固相液相密度差不大，需重新制定工藝，確保分離效果。
（4）大修，清理轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁殘留的固相殘渣。檢查轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁和螺旋葉片是否出現(xiàn)溝槽，導(dǎo)致固相殘渣沉積；檢查螺旋葉片是否磨損，導(dǎo)致輸送沉渣能力下降。若存在以上問題，及時處理修復(fù)或更換新備件。
3 臥式螺旋離心機解體、清洗、裝配
臥式螺旋離心機的工作周期一般為15～20天，即每半個月就要對其全面檢修一次。根據(jù)檢修計劃，臥式螺旋離心機每4個周期進行一次解體清洗。
3.1 解體
3.1.1 拆卸液壓馬達
液壓馬達即差速器，電機控制離心機轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)，液壓馬達控制離心機螺旋的旋轉(zhuǎn)，離心機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)鼓與螺旋同向旋轉(zhuǎn)且存在速度差。拆卸液壓馬達時，用破布堵住油孔，保持油孔清潔，防止雜物、渣子進入油孔，影響液壓動力傳輸。
3.1.2 拆卸滾針軸承、配對軸承和小端主軸承
拆卸滾針軸承、配對軸承和小端主軸承時，應(yīng)注意并記錄軸承、彈性擋圈、固定環(huán)、調(diào)節(jié)環(huán)、軸套、墊片、壓蓋、頂蓋等零部件的位置及裝配順序，同時應(yīng)注意不要損傷花鍵軸和小端支承軸，以免增加裝配負(fù)擔(dān)。
3.1.3 拆卸大端主軸承和大端端蓋
方法同拆卸小端主軸承一樣，避免損傷大端主軸。
3.1.4 拆卸轉(zhuǎn)鼓
轉(zhuǎn)鼓由2節(jié)直管筒體和1節(jié)錐管筒體組成，先拆卸大端處的直管，按順序依次拆卸至錐管。拆卸過程中，由于堵料或轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁殘留有污泥而使轉(zhuǎn)鼓與螺旋分離困難甚至無法分離?？蛇呌么箦N敲擊轉(zhuǎn)鼓，邊來回滾動，以利于殘渣脫離轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁并排出機外。敲擊過程中，用力不要過大，避免因用力過大而造成轉(zhuǎn)鼓變形。
3.2 零部件清垢、清洗
解體完畢后，對主要零部件清垢、清洗。清除轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁殘留的污泥殘渣，確保離心機的處理能力；同時清除大端端蓋與轉(zhuǎn)鼓直管、轉(zhuǎn)鼓直管與直管、直管與錐管、錐管與支承軸結(jié)合面的殘留泥渣，確保以上各部件間的緊密配合，否則在運轉(zhuǎn)時引起離心機振動。清洗軸承內(nèi)外圈、彈性擋圈、固定環(huán)、調(diào)節(jié)環(huán)、軸套、墊片、壓蓋、頂蓋等零部件與軸的接觸面以及相互間的接觸面上的泥渣、油污；更換不能繼續(xù)使用的軸承、內(nèi)六角螺栓以及其他配件。將潤滑油孔、盲孔、螺孔和沉孔中的鐵屑以及其他臟物吹掃干凈；使用細(xì)齒銼或者細(xì)砂紙將零件的貼合面和配合面上的傷痕、劃痕、壓痕打磨掉。
3.3 裝配
3.3.1 裝配順序與注意事項
裝配時從轉(zhuǎn)鼓小端開始，先裝配轉(zhuǎn)鼓錐管與小端支承軸，在整個裝配過程中起定位作用；然后依次裝配小端主軸承、配對軸承，2節(jié)轉(zhuǎn)鼓直管筒體，大端端蓋和大端主軸承；裝配滾針軸承和液壓馬達。裝配過程中以上各部件相互間的貼合面間隙≤0.05mm（具體裝配方法在此不做闡述）。
在裝配過程中，仔細(xì)檢查所用零件，如有裂紋、磨損、腐蝕、嚴(yán)重變形、異常竄動等情況，要及時更換；清潔所用零件；保證貼合面沒有渣滓，配合法蘭面完全貼合。
3.3.2 熱裝
所謂熱裝，是具有過盈量配合的兩個零件，裝配時先將包容件加熱脹大，再將被包容件裝入到配合位置的過程。
軸承裝配方式關(guān)系著其使用壽命，也關(guān)乎設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)周期，已經(jīng)表明，軸承熱裝比冷裝更耐用。
熱裝軸承傳統(tǒng)加熱方式是以礦物油為介質(zhì)，將軸承放在距容器（油槽）底部50～70mm的網(wǎng)柵上或懸掛在油中進行加熱，如果將軸承放于容器底部，會造成軸承加熱不均勻，與容器接觸的底部因局部受熱而溫度過高。所用溫度計要浸入油中，下端與軸承底部處于同一高度，確保測量準(zhǔn)確。
確保軸承的終溫≤130℃，如果太高，容易產(chǎn)生回火效應(yīng)，導(dǎo)致軸承硬度降低，縮短使用壽命；并且加熱時間＞15min。
若不具備溫度計，可根據(jù)以往經(jīng)驗自行判斷終溫，一般來說，油加熱至冒白煙可認(rèn)為達到終溫。
軸承加熱完畢后，應(yīng)立即裝配到軸上。裝配時，要看準(zhǔn)裝配位置，動作要快，以免軸受熱膨脹，影響裝配精度；如果裝配受阻，軸承不能順利裝配到位，此時不能強行敲擊裝配，應(yīng)把軸承退出來，重新加熱再裝配。軸承順利到位后，要保證軸承緊貼軸肩，并頂緊一段時間，直到軸承冷卻至室溫，測量裝配間隙，保證≤0.05mm。
軸承安裝完畢后，要進行系列檢查，檢查轉(zhuǎn)動部分與靜置部分是否相互摩擦；軸向緊固裝置的安裝是否正確；潤滑油脂在軸承內(nèi)是否合理；密閉裝置是否可靠。
3.3.3 吊裝
吊裝是利用吊具或起升機構(gòu)（常用電葫蘆）完成設(shè)備的安裝。吊裝作業(yè)前應(yīng)對吊具認(rèn)真檢查，先開動電葫蘆空負(fù)荷運行試機，并檢查按鈕能否可靠的控制電葫蘆的升降和運行；限位器動作是否靈活可靠；運轉(zhuǎn)時有無異常的響聲或氣味；鋼絲繩能否在卷筒上正確纏繞，同時檢查電葫蘆的鋼絲繩和拴捆吊物用的鋼絲繩是否斷絲、斷股、彎曲、變形、腐蝕等。
吊裝作業(yè)時應(yīng)由專人操作電葫蘆，專人指揮，信號要清晰、準(zhǔn)確，吊物下方不得站人，人員撤至安全區(qū)域，吊物必須捆綁牢固，并保持平衡。
吊裝離心機時，離心機必須吊平，并平放在機座上，大小端同時著落。之后，安裝進料管、傳動皮帶、液壓油管。完畢后，安裝罩殼。
3.3.4 調(diào)試
臥式螺旋離心機上線后，要對設(shè)備的完整性進行檢查，避免漏裝部件、裝錯部件；差速器和液力偶合器油位是否符合要求；三角膠帶是否張緊適當(dāng)；軸承座、供料管等部位的連接螺釘?shù)乃删o程度是否合適。
啟動離心機，空載運行，觀察轉(zhuǎn)鼓、螺旋旋轉(zhuǎn)方向是否正確，從轉(zhuǎn)鼓小端觀察，應(yīng)為順時針方向旋轉(zhuǎn)；并檢查設(shè)備是否存在異常振動、有無噪聲，軸承是否發(fā)熱等情況。
由聲音判斷進料管是否與螺旋空心軸摩擦，若摩擦，可通過調(diào)節(jié)進料管尾端的四顆內(nèi)六角螺栓的松緊，進而調(diào)整進料管與螺旋空心軸的同軸度，直到二者相同，即進料管與螺旋同軸，無摩擦異響。
4 結(jié)語
臥式螺旋離心機維護及檢修的重點如下：
（1）為保證臥式螺旋離心機運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)、高效，維持其動平衡的穩(wěn)定是關(guān)鍵，因此，在臥式螺旋離心機裝配時，各零部件一定要裝配到位。
（2）軸承是零部件的重中之重，也是故障的高發(fā)部位，軸承的損害可以引發(fā)其他的機械故障（例如機械振動），同樣其他的機械故障（例如機械振動）也有可能導(dǎo)致軸承損壞。因此，軸承裝配時，裝配方式要正確，保證質(zhì)量，提高壽命；同時，在平時監(jiān)控、日常維護與檢修中，軸承應(yīng)作為重點項目，保證潤滑油脂充分，更換不能繼續(xù)使用的軸承，這些對離心機故障的減少有不小的作用。
（3）固相沉渣易殘留是臥式螺旋離心機的一大缺點，也是破壞動平衡的原因之一，因此，清除固相殘渣也是周期檢修的重點項目。
總結(jié)操作人員和檢修人員經(jīng)常遇見的問題和處理方式，旨在總結(jié)經(jīng)驗，以指導(dǎo)維護和檢修，達到提高生產(chǎn)率，減少故障率的目的。
