国产高浓碎浆机摆动问题的分析及解决

2021-07-27

贾广志 白海峰

(万国纸业太阳白卡纸有限公司)

本厂制浆车间损纸浆线使用的ZDSH高浓碎浆机为2015年改造时在旧碎浆机壳体上进行安装的,由高浓转子、轴承单元、变速箱等元件组成,轴承单元与变速箱之间使用CLZ鼓形齿式联轴器进行连接传动(图1)。碎浆机自开机以来轴承单元一直存在着摆动问题,后期对碎浆机壳体进行了加固,不但没能消除摆动,反而造成了变速箱产生晃动的情况,对设备维修维护增加了很大的难度。

1 摆动原因分析

关于碎浆机轴承单元的摆动我们分析有以下几个方面的原因:转子及轴承单元高度过高,对中不良;碎浆机壳体底座钢板壁厚不足,基础不稳;联轴器选型不合适。

1.1高浓转子高度及轴承单元的长度问题

碎浆机使用的高浓转子高度为1840mm,配用的轴承单元长度为1595mm,它们累积的长度达到了3.4m以上。由于长度较大,因疏解损纸而产生的冲击、晃动传递下来造成的偏移变化便会很明显。故此种设计对设备的整体同轴度及对中程度要求很高。

1.2碎浆机壳体强度问题

原设计碎浆机壳体底座钢板厚度不足,另外轴承单元与壳体连接直径太小(固定螺栓中心距为870mm),造成轴承单元稳定性不够。碎浆机在工作过程中产生的冲击便会造成轴承单元的整体摆动。

1.3联轴器选型不合适

碎浆机轴承单元与变速箱之间连接使用的是CLZ鼓形齿式联轴器,该联轴器属于刚挠性联轴器。鼓形齿式联轴器的特点是:在工作时,两轴产生相对角位移,内外齿的齿面周期性作轴向相对滑动。由于内外齿有角向位移而产生齿对的相对运动,鼓形齿式联轴器旋转时若以内齿为基准,鼓形外齿有两种运动:一种是齿的摆动,另一种是齿的翻转运动。

由于CLZ鼓形齿式联轴器属于刚挠性联轴器且为半齿式联轴器,有齿一侧与碎浆机轴承单元连接,另一端固定在变速箱输出轴上。高浓转子疏解损纸时产生的冲击无法缓冲,且外齿处于固定状态,只能转化成内齿的角向位移,从而造成轴承单元的晃动(如图2所示)。

2 变速箱晃动原因

因碎浆机壳体底板进行了加固焊接,增加了底座厚度。焊接冷却过程中出现形变,加上自身重力问题形成了碎浆机轴承单元跟随底座一起下沉的状况。由于两连接轴之间的间隙较小,下沉使得两个半轴直接接触。运动过程中,两轴之间相互挤压造成变速箱产生晃动。

3 解决措施

上述分析中发现,碎浆机轴承单元出现摆动的直接原因是碎解过程中产生的冲击,次要原因是基础的稳定性。对于存在冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动设备,我们应该选择有减振效果的弹性联轴器,所以摆动的根本原因是联轴器的选型不合适。参照分析结果、承载计算及扭矩计算,采取了措施,将CLZ鼓形齿式联轴器改为适应环境较强且有缓冲减振效果的HTLB型弹性块联轴器、高浓转子的高度由1840mm缩短为1400mm、焊接加固碎浆机壳体底座等方式,解决了碎浆机轴承单元的摆动问题。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册(第五版)[M].化学工业出版社,2013.

[2]濮良贵,纪明刚.机械设计(第八版)[M].高等教育出版社,2008.

[3]谢传锋,王琪.理论力学(第2版)[M].高等教育出版社,2015.

[4]沧州天硕联轴器有限公司选型样本[Z].

来源:《中华纸业》2021年第8期

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