一种新型斜滤道洗浆机

2010-09-07王英梅张卫兵

中国造纸 2010年5期

关键词：方管浆料浮力

王英梅张卫兵

(山东安丘海洋机械制造有限公司,山东安丘,262100)

·洗浆机·

一种新型斜滤道洗浆机

王英梅张卫兵

(山东安丘海洋机械制造有限公司,山东安丘,262100)

国产传统真空洗浆机在应用过程中普遍存在转鼓浮力大于重力的现象,这样转鼓两端轴承及轴承座工作时受到向上的作用力较大,长时间运转易造成转鼓两端轴头及侧板变形断裂,导致整机性下降,大大缩短真空洗浆机的使用寿命。本文详细介绍了一种新型斜滤道洗浆机。

洗浆机;斜滤道;浮力

(＊E-mail:yingmeiwang2003@yahoo.com.cn)

Abstract:The floating force of the domestic washers nowadays used is often higher than theirweight,it causes a higher upward force in the two bearings and bearing holders of the shaft,the two ends of the shaft of the drum and the side plate are easy to be defund and cracked in long time running,the operation life of the washed will be reduced.In order to overcome these problems,a new type washer—a washerwith declined filtrating channels and without floating force was developed.

Key words:washer;declined filtration channel;floating force

1 斜滤道洗浆机的主要结构及特点

单台洗浆机主要由转鼓、槽体、分配阀、洗涤装置、剥浆装置、传动装置和螺旋输送机等组成。串联洗浆机除上述装置外,还有中间槽体、压料装置和搅拌装置。

山东安丘海洋机械制造有限公司主要对传统真空洗浆机的转鼓结构作了改进,主要体现在转鼓传动侧端板和筒体的变化。新转鼓传动侧端板由12道特制方管取代了原来的整个圆板,而筒体则由原来的圆柱面变为锥面。方管之间形成的孔道和转鼓内部相通,在工作中介质可进入转鼓内部,使转鼓所受浮力大大减小;其独特斜面结构便于液体流动,减少液体滞流引起的“反吐”现象。

斜滤道洗浆机改进前后结构如图1所示。由图1(A)可知,改进后的端板由方管构成,方管一端固定连接在中心轴套上,另一端固定连接在环体上,方管之间组成的孔道与鼓体内部连接,在工作中浆料可进入转鼓内部,使转鼓排开的介质大大减少,因此转鼓的重力比浮力大,可以有效地避免浮力对转鼓的影响。此固定连接可以为焊接或螺栓连接等。由图1(B)可知,转鼓端部设置有环体密封结构,密封结构的密封带与环体内侧相配合,其密封效果好、便于维修。

图1 斜滤道洗浆机改进前后的结构示意图

2 洗浆机原结构轴承受力分析

浮力使轴承由原来的下部承压变为上部承压,对轴承来说承压在一定范围内是允许的,若浮力超过转鼓自重接近轴承及轴承座的静载,则将大大降低轴承及轴承座的寿命。以100 m2洗浆机为例,按转鼓向上的合力为245 kN计算,轴承选用调心滚子轴承23152(两端相同),其基本额定动载荷Cr=1430 kN,基本额定静载荷C0r=3320 kN。下面分别计算轴承的动载荷和静载荷:

(1)动载荷C 由公式(1)计算。

式中,C为基本额定动载荷,fh为寿命因数,fm为力矩载荷因数,fd为冲击载荷因数,P为当量动载荷,fn为速度因数,fT为温度因数。

(2)静载荷C0由公式(2)计算。

式中,C0为基本额定静载荷,S0为安全因数, P0为当量静载荷。

取S0=3,P0=122500 N,代入式(2)得C0= 368 kN。

由以上可得出C

3 与原洗浆机的对比

洗浆机转鼓滤道改进前后的结构如图2所示。

(1)从图2(A)可知,原洗浆机转鼓滤道为水平滤道,不便于液体的流动。而新型洗浆机的转鼓为斜滤道(见图2(B)),斜滤道由内部锥筒体与转鼓面波纹板及格条组成至少N个独立腔室,每个腔室对应1个阀面斜流道。阀面斜流道由格板及上下盖板组成,外面连接转鼓斜滤道,里面连接新型平面阀。由转鼓斜滤道与阀面斜流道组成的通道,其独特斜面结构便于液体流动,减少液体滞流引起的反吐。

(2)原洗浆机转鼓传动侧端板为全密封结构,鼓体内部与外面不连通,在浆料中产生很大的浮力。以100 m2洗浆机为例,在正常工作中转鼓浸入角为150°～170°,其所受向上的浮力为245 kN,如此大的上浮力极易破坏转鼓表面波纹板,浮力使鼓体产生弯曲变形,从而影响刮刀卸料,增加了设备维修费用。鼓体在浆中重力与浮力平衡的临界点为30 m2,转鼓浮力与重力差具体情况见表1。现传动侧端板由原来的平板改为特制方管,特制方管内焊接在中心轴套上,外焊接在环体上。12道特制方管之间组成的孔道与鼓体内部连通,在工作中浆料可进入转鼓内部,排开的介质少,转鼓受浮力大大减小。

图2 洗浆机转鼓滤道改进前后的结构示意图

表1 转鼓浮力与重力差情况

(3)新型洗浆机的结构在总质量上基本没有变化,在加工制作时难度有所增加,这点可通过工装和夹具来解决;当设备用于提取段时,因所用材质不变,为碳钢,故成本变化不大,当设备用于腐蚀性强的工段时,与物料接触部分必需全部采用不锈钢,这自然也给制作增加了一定难度,成本也相应增加。

4 缺陷及解决方案

尽管新型斜滤道洗浆机在结构上有很多优点,但还有它的不足之处,即在工作过程中浆料会通过传动侧各方管之间的孔道进入鼓体内部并积存起来,即便是转鼓在不停地转动,但还有很多浆料不能及时从转鼓内部排出而无法得到置换。考虑到此种情况,在传动侧各方管之间的孔道位置上增加了100目的不锈钢滤网,这样水可以通过滤网进入转鼓内部而浆料则挡在了滤网外面。