高速搅拌轴导向套使用中存在的问题及其处理

王香芬

（青海三四一九干燥设备有限公司)

高速搅拌轴导向套使用中存在的问题及其处理

王香芬*

（青海三四一九干燥设备有限公司)

介绍了高速搅拌设备在运行过程中存在的维护量大、轴承损坏率高、轴挠曲等问题。为了解决该设备在运行中出现的问题，对关键部位进行了实验检测分析，对导向套进行了改进设计，从而解决了搅拌轴存在的问题，降低了该设备的维修成本。

高速搅拌搅拌轴导向套发热冷却

0 前言

喷雾干燥设备的附属设备高速搅拌机，是用来“分散”料液的，它能将料液迅速分散并均匀混合。高速搅拌机的核心部件是搅拌轴，它具有有级调速功能。高速搅拌叶轮圆周速度可达到15～25 m/s，所以对轴、轴承的损伤是相当大的，甚至还会降低电机的使用寿命。高速搅拌轴的导向套过热，对热敏性较高的物料有破坏作用，对轴、轴承的损伤也比较严重。

通过对高速搅拌轴导向套的冷却设计，解决了由于导向套发热而引起的设备不稳定等一系列问题，从而降低了设备的维修成本，大大提高了设备的使用寿命。

1 高速搅拌轴导向套发热问题分析

1.1 高速搅拌轴结构

未解决发热问题前高速搅拌轴的结构如图1所示。搅拌轴结构由导向套、轴、定位杆、定子和转子等组成。

图1 改进前的搅拌轴结构

（1）导向套：其作用是压紧及保护轴承。应当保持轴承及周围部位清洁，防止料液进入轴承使轴承卡死损伤。（2）轴：它通过电机传动做高速旋转。与轴连接的所有零件都围绕轴心做旋转运动，因此轴是整个传动体的核心部分。轴在转动过程中受到料液阻力的作用，在料液剪切力的作用下发生弯曲、扭转，结果会造成轴承损坏、电机使用寿命降低等。（3）定位杆：一端通过法兰连接导向套，另一端与定子连接，它对定子的固定起到了一定的作用。在整个搅拌过程中，定位杆始终保持不动。在转动体运行时，应以一周左右时间为一个周期对转动体上的三根定位杆进行螺母紧固，在紧固螺母的过程中要求保证定子和转子水平。在拆卸和组装转动体时要注意避免三根定位杆上的丝扣与主轴下端丝扣损伤，同时要保证三根定位杆不变形。（4）定子、转子：电机带动轴转动时料液也随之转动，当转子带动料液进入到定子与转子齿之间时料液受到剪切力，并在剪切力的作用下开始粉碎，从而起到了分散料液的作用。

1.2 影响搅拌轴不稳定的因素

从整个传动体结构看，传动轴是影响搅拌效果的核心，但是每一个与轴连接的零件都会影响到轴的运行效果。影响轴不稳定的因素：（1）轴的刚度：轴在载荷（料液阻力）作用下，将产生弯曲或扭转变形，若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会破坏机器的工作性能，因此检验轴的变形量是设计中的一个重要环节。（2）轴的精度：要考虑轴的结构使之便于装配与维修,就要在设计中合理确定与轴的配合性质。此外，还必须保证轴的加工精度和表面粗糙度。（3）零件对轴的影响：各零件与轴的固定或连接方式，随各自的作用不同而不同。该轴是以导向套固定轴承的方法来固定轴的，因此导向套的设计、加工、安装等也间接地影响到轴。（4）安装工艺：由于导向套和轴的加工与安装误差，以及受载后轴的挠曲变形，使得轴承的内外圈在工作中产生一定的偏斜，轴承内外圈的偏斜将引起轴承内部接触应力不均匀分布，造成轴承损伤或早期失效。

2 轴不稳定的原因

从以上影响搅拌轴不稳定因素的分析来确定轴不稳定的原因，即通过对搅拌轴的计算—设计—加工—检测—装配—检验—试运行—问题出现等一系列环节的分析得出结果如图2所示。

图2 轴不稳定的影响因素

由图2可见，零件对轴的影响最大，其它都在误差范围内。所以我们根据试运行中出现的问题以及结合分析得出的结论，最后把问题锁定在零件对轴的影响上。

根据运行前的检测和运行后的检查发现，轴发热而变形，轴承也由于受热而发生微量的变化甚至有损坏现象，固定轴承的导向套的温度更是由开始时的室温变到了40℃。导向套是用来固定轴承的,怎么会发热呢？从图2可以看到，装配精度对轴的影响也是比较大的。受装配精度的影响，轴与轴承间接触应力不均匀而导致了轴承发热，导向套的发热就是由轴承发热而引起的。找到了导向套发热的根源也就是找到了解决问题的关键。

3 解决导向套发热问题

导向套发热是由装配引起的，而装配又是人工所为，所以我们在装配上下了很大的功夫，对装配进行修正。重新装配进行了好几次，可是最终的结果还是没有解决问题。以我们公司的装配水平是很难达到预期效果的，怎么办？经过再三考虑，决定以间接的方法来解决这一问题。也就是发生什么问题，就解决什么问题。导向套发热，就解决导向套发热问题，这样就可使轴承温度降低。经过多次设计、实验，最后确定水冷是解决导向套发热的最好办法。因此在导向套外面设计了冷却水套，冷却水一直进行循环。也就是说，导向套一直处于低温状态，当轴承发热时受到导向套低温的影响其温度也会相应地降下来，这样轴承就不会因为发热变形而损坏。轴承受损程度降低了，轴的受损也会相应地降低，从而延长整个搅拌设备的使用寿命。改进后的高速搅拌轴结构如图3所示。

图3 改进后的搅拌轴结构

4 应用效果

经过长时间设备运行和测试发现，改进后轴的运行比原来更加平稳，轴承使用时间延长了，电机使用寿命也提高了，整个设备运行状况良好。

[1] 王凯，虞军.搅拌设备[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2] 徐灏.机械设计手册：第四卷[M].第2版.北京：机械工业出版社，2000.

Problems and Treatment in Application of Guide Sleeve of High Speed Stirring Shaft

Wang Xiangfen

Introduced existing problems in the operation of high speed stirring device,such as high maintenance,high damage rate of bearing and shaft deflection.In order to solve the problems in the operation of the equipment,proceeded experimental analysis to the key parts and improved design of guide sleeve,so as to solve the problems of stirring shaft and reduce the repair cost of equipment.

High speed stirring;Stirring shaft;Guide sleeve;Heating;Cooling

TQ 051.7

*王香芬，女，1979年生，助理工程师。西宁市，810018。

2012-02-23）