MC尼龙轴瓦在甘蔗糖厂φ1000×2000大型压榨机上的应用

陈德望，陈 疆，张仁杰，陈士范，陈凤陶（广东轻工职业技术学院校办厂，广东广州5000；昆明高士技贸有限责任公司，云南昆明6500；云南省轻纺工业设计院，云南昆明65004）



MC尼龙轴瓦在甘蔗糖厂φ1000×2000大型压榨机上的应用

陈德望1，陈 疆2，张仁杰1，陈士范1，陈凤陶3*
（1广东轻工职业技术学院校办厂，广东广州510300；2昆明高士技贸有限责任公司，云南昆明650011；3云南省轻纺工业设计院，云南昆明650041）

摘 要：本文简述MC尼龙的性能特点，甘蔗糖厂压榨机采用滚动轴承或铜轴瓦存在的问题及MC尼龙轴瓦在甘蔗糖厂大型压榨机上的应有效果。实践证明MC尼龙轴瓦在大型压榨机（Ф1000×2000）上的应用是可行的。

关键词：MC尼龙，MC尼龙轴瓦，滑块，糖厂压榨机

0 前言

在上世纪80年代中后期至90年代，广东、广西、云南、海南等甘蔗糖厂压榨机的轴承装置中大多采用滚动轴承和铜轴瓦。由于滚动轴承和铜轴瓦价格昂贵、辊轴长时间运转会造成压榨机辊轴轴颈磨损，缩短辊轴的使用寿命，维修停机时间长和维修成本高，上世纪90年代初，广东轻工职业技术学院校办厂和昆明高仕技贸有限责任公司共同研制开发了甘蔗糖厂中小型压榨机的MC尼龙轴瓦，用以代替滚动轴承或铜轴瓦，先后在10多个糖厂的压榨机中使用，很好地解决了上述缺陷，同时也为糖厂带来较好的经济效益。随着糖业的发展，越来越多糖厂采用大型压榨机，故研制大型压榨机的MC尼龙轴瓦，用以代替大型压榨机的滚动轴承或铜轴瓦，有较大的经济效益和较好的发展前景。

1 MC尼龙的性能简介

MC尼龙又称单体浇铸尼龙，它是由特殊的聚合方式将已处理的单体加入催化剂后直接铸入热的模具中聚合成固体的毛坯件。MC尼龙的分子量高，结晶度大，内应力小，各项物理、机械性能比一般尼龙高：MC尼龙的摩擦系数较低，自润滑性能好，可用水作润滑剂，耐磨性极佳；压缩强度、拉伸强度、弯曲强度均优于尼龙6和尼龙66；密度小、重量轻、使用寿命长、加工方便快捷、维修容易[1]。因而国内外广泛应用于制糖、造纸、食品、纺织等轻工机械、矿山机械、冶金机械、造船机械、化工机械、游乐设施、木工机械、包装机械等行业。MC尼龙特别适宜于代替有色金属，用于制造轴瓦、轴套、齿轮、蜗轮、滑轮、滑块、进瓶螺旋、密封环等机械零件，可取得很好的经济效益。

铜与尼龙机械性能对比见表1。MC尼龙使用特点：①产品成本低，只有铸铜的30%～50%，可节

约大量有色金属；②零件重量轻，加工性能好，省工省时，加工安装方便；③摩擦系数低，节约能源；④自润滑性能好，可实现少油或无油润滑，减少污染；⑤吸震性能佳，减少工作噪音；⑥抗腐蚀性好，适宜于腐蚀性场合；⑦适用于高压低速或中压中速的工作场合以及较高工作温度(120℃)场合，使用寿命长，运转可靠；⑧MC尼龙轴瓦安全可靠，不伤轴颈，对辊轴起到了安全保护作用，解决了铜轴瓦损坏辊轴难题；⑨MC尼龙滑块代替压榨机万向联轴节铜滑块，克服了滑块加油难，磨损大的问题，提高使用寿命。

表1 铜与尼龙机械性能对比[2]

2 MC尼龙轴瓦在甘蔗糖厂中小型压榨机的应用情况

压榨机是糖厂的重要设备，采用滑动轴承已经跨越了上百年，国内外均认为是较安全、可靠的轴承装置，但轴承装置中采用的铜轴瓦，因硬度高、轴颈易磨损，缩短了辊轴的使用寿命，如何解决铜轴瓦存在的问题，是多年来压榨机采用滑动轴承需解决的难题。上世纪80年代中后期至90年代，在广东、云南、广西扩建、新建糖厂推广使用滚动轴承，10多年运行出现2个问题：①因运行环境差，酸性蔗汁易进入轴承，造成轴承易损坏；②万向联轴节连接传动轴引起的轴向串动易损坏滚动轴承，运转中出现事故停机时间长，降低了压榨机运转的可靠性，影响了全厂正常生产。同时，滚动轴承造价高，备件价格昂贵，带来企业生产成本高、经济效益降低，这是压榨机滚动轴承需解决的问题。

随着工程塑料在各行业的推广应用，上世纪90年代开始，广东轻工职业技术学院校办厂（原轻工部广州轻工业学校实验厂）和昆明高士技贸有限责任公司在有关糖厂和制造厂配合下，在采用MC尼龙轴瓦和滑块代替压榨机的铜轴瓦、滚动轴承和万向联轴节的铜滑块方面做了大量的研究工作并取得专利[3]，在糖厂生产上取得成效，先后在云南雨过铺糖厂、朋普糖厂、弥勒糖厂、开远糖厂、湾甸糖厂、旧城糖厂、瑞丽糖厂、景罕糖厂、芒市华侨糖厂、永甸糖厂、永康糖厂、者孟糖厂、弄璋糖厂和景真糖厂的φ850×1700、φ700×1400、φ900× 1800、φ710×1370、φ630×1200等压榨机系列的滚动轴承、铜轴瓦和万向联轴节铜滑块改用MC尼龙滑动轴承和MC尼龙滑块。多年的生产实践证明，用MC尼龙材料制成的压榨机轴瓦、滑块是成功的，具有如下的优点：①压榨机生产安全率高，解决了使用滚动轴承存在的安全难题，提高了压榨机工作的可靠性；②MC尼龙轴瓦在长时间运转中，不伤轴颈，对辊轴起到了安全保护作用，解决了铜轴瓦损坏辊轴难题；③MC尼龙滑块代替压榨机万向联轴节铜滑块，克服了滑块加油难，磨损大问题，提高了使用寿命；④MC尼龙轴瓦耐磨性能好，磨耗少，合理使用可用2个榨季，寿命长，运行可靠；⑤压榨机维修、安装简便，可节约大量维修工时和费用，降低了劳动强度；⑥经济效益好，以φ700 ×1400压榨机为例，MC尼龙轴瓦代替滚动轴承，成本降低85%，MC尼龙轴承代替铜轴承，成本降低60%；⑦减少了备件，减少了资金的积压。

3 MC尼龙轴瓦在大型压榨机（φ1000×2000）的应用

3.1 大型压榨机(φ1000×2000)使用铜轴瓦存在的问题

在大型压榨机(φ1000×2000)上推广使用MC尼龙轴瓦，大大减少材料成本、维修成本，体现了较好的经济效益。而使用铜轴瓦存在不利的问题

3.1.1成本高

铜轴瓦的密度约是MC尼龙的7.8倍。大型压榨机使用的铜轴瓦尺寸大，重量较重,故铜轴瓦的价格比MC尼龙轴瓦的价格会高很多。

3.1.2 伤轴颈影响生产和增加维修费用

压榨机由于长时间使用铜轴瓦，造成轴颈损伤，把轴颈磨成凹陷。由于大型压榨机滚轴尺寸较大(φ 1000×2000)，重量大。轴颈损伤后，要打磨光滑，维修费会很高。使用MC尼龙轴瓦，不损伤轴颈，轴颈会保持很光滑，不用维修轴颈。

3.2 MC尼龙大型轴瓦（用在大型压榨机上）在铸造、设计中应考虑的问题

压榨机MC尼龙轴瓦的工作情况是许多因素决定的，包括MC尼龙的配方及反应、聚合工艺所得材料的物理机械性能、铸件的后处理、轴承的设计、装配方法、负荷特点、运转速度、润滑情况、轴瓦的工作环境（如温度、湿度和杂物的影响）、工作的磨擦条件、对磨材料的性能等。因此，MC尼龙大型轴瓦在铸造、设计时必须充分考虑到各个方面的因素。

3.1.2 MC尼龙大型轴瓦在铸造中应考虑的问题

MC尼龙大型轴瓦由于尺寸大、重量大（毛坯重约100 kg）,故其在铸造工艺上和以往小型MC尼龙轴瓦铸造工艺有所不同，其中应考虑的问题有：①选择更合理的配方体系；②调整各种反应、聚合速度；③对聚合毛坯进行各种后处理等。

3.1.2 MC尼龙大型轴瓦在设计中应考虑的问题

大多糖厂企业为经济效益，往往会把压榨机的产能提到最高，比如原是7000 t/d产能可能提到10000 t/d。MC尼龙大型轴瓦应用在大型压榨机(φ 1000×2000)时，MC尼龙轴瓦在设计中也应考虑到大型压榨机产能提高后的可靠性。由于MC尼龙轴瓦在φ850×1700压榨机上已应用了相当长一段时间，质量稳定可靠。故φ1000×2000压榨机轴瓦可与φ850×1700 MC尼龙轴瓦采用类比法来设计校验MC尼龙轴瓦的承载能力。

3.1.2 φ1000×2000压榨机MC尼龙轴瓦承载问题计算（类比法）

式中，[P]A为φ850的MC尼龙轴瓦比压值，[P]B为φ1000的MC尼龙轴瓦比压值，因[P]B<[P]A，而φ850尼龙轴瓦又经长期实践使用无问题，故φ1000 ×2000尼龙轴瓦在承载方面是没有问题的。

3.3 MC尼龙大型轴瓦试用过程情况

3.3.1 MC尼龙大型轴瓦使用情况

2012/13年榨季弄璋糖厂压榨车间在φ1000× 2000压榨机上试用4块MC尼龙轴瓦，2号压榨机顶辊试用2块、2号压榨机后辊试用2块，现将使用情况总结如下。

2012/13年榨季历时126.844天，压榨甘蔗总量为804693.095 t，平均日处理甘蔗6520.610 t，试用的4块MC尼龙轴瓦未出现异常现象，水路、油路未出现过阻塞，能满足榨季生产工艺要求。

4块MC尼龙轴瓦在停榨解体保养时全部取出，经整个榨季运转，轴瓦表面光滑无裂纹。榨辊轴头表面光滑无损伤。轴瓦磨损最大处为顶辊传动端靠减速器一侧厚度由50 mm磨损至48.01 mm，磨损了1.99mm，万吨甘蔗磨损0.025 mm，从总的试用轴瓦磨损情况看，MC尼龙轴瓦可用于φ1000×2000压榨机替代铜轴瓦。

2014/15年榨季φ1000×2000压榨机铜轴瓦全改用MC尼龙轴瓦，运行良好达到改造预期目的。3.3.2 MC尼龙大型轴瓦在生产试用过程的温度测量（表1）

表2 弄璋糖厂榨季生产试用过程MC尼龙轴瓦温度测量（2013年）

3.3.3 MC尼龙大型轴瓦使用中应注意问题

近年来，随着国内甘蔗糖厂对MC尼龙轴瓦和滑块带来的技术和经济效益了解，越来越多的糖厂用MC尼龙轴瓦和滑块代替原有的滚动轴承、铜轴瓦和铜滑块。各厂实践证明，要达到良好的使用效果，MC尼龙轴瓦和滑块要合理加工、安装、维护，如使用不当将直接影响使用寿命，现提出加工，使用、维护注意事项：①机械加工时，刀具要锋利，进刀量应平稳、缓慢；钻孔时，要加冷却液降温、勤退屑，避免烧蚀熔结，造成零件胀裂；②MC尼龙轴瓦导热性低（1.1723～1.2142 kJ/(m·h·℃)），轴颈与轴瓦运转中摩擦发出的热量单纯采用传统的外冷却方法不能解决轴承的发热问题，应抓好油润滑的前提下，水冷却采用了内冷却和外冷却结合以内冷却为主的冷却办法，有效地控制了轴承在60～70℃正常温度下运转；③MC尼龙轴瓦稳定性比铜差，有易变形的特性，在设计时应认真考虑MC尼龙轴瓦在轴承座上定位的可靠性，采用轴瓦径向两边用螺钉或压板将其固定在轴承座上，防止出现“抱轴现象”；④在润滑上应选用先进、可靠的自控干油润滑系统，解决糖厂润滑系统多年来存在的可靠性低、润滑效果差问题，为重负荷运转的压榨机创造良好的工作条件。润滑脂采用无锡炼油厂生产的803压榨机专用润滑脂；⑤要合理控制水冷却水量。按环保要求尽量复用冷却水，减少冷却总用水量。

4 结论

经过上述的理论计算及甘蔗糖厂的实际应用证明，MC尼龙大型轴瓦应用在φ1000×2000压榨机大型压榨机上是稳定可靠的，可以给甘蔗糖厂带来较大的经济效益，MC尼龙轴瓦在甘蔗糖厂大型（φ1000×2000）压榨机上的应用前景是光明的。

参考文献

[1] 中国科学院化学研究所. 铸型尼龙[M]. 北京：科学出版社，1973.

[2] 上海红军塑料厂，上海仪表塑料件厂，一机部材料研究所. 工程塑料应用[M]. 上海：上海人民出版社，1971.

[3] 陈疆. 榨糖机榨辊支承装置. 01214251.4[P]. 2001-02-20.

(本篇责任编校：朱涤荃)

Application of Monomer Casting Nylons Bearings to Big Squeezers in Sugarcane Factories

CHEN De-wang, CHEN Jiang, ZHANG Ren-jie, CHEN Shi-fan, CHEN Feng-tao
(1School-Run Factory of Guangdong Industry Technical College, Guangzhou, Guangdong 510300;2Kunming Gaoshi Technical & Trade Co. Ltd., Kunming, Yunnan 650011;3Yunnan Design Institute of Light & Textile Industry, Kunming, Yunnan 650041)

Abstract:Based on the summary of functions and characteristics of monomer casting nylons, this paper analyzes the problems of applying rolling bearings or copper bearings to squeezers of sugarcane factories and the prospective effects for using monomer casting nylons on big sugarcane squeezers. It has been proven the feasibility of adopting monomer casting nylons on big squeezers (Ф1000×2000).

Keywords:Monomer casting nylons; Monomer casting nylons bearing; Sliding block; Squeezers of sugarcane factories

*通讯作者：陈凤陶(1942-)，男，教授级高工，主要研究方向：甘蔗糖厂提汁工艺设备等；E-mail: kmgscft@163.com

作者简介：陈德望(1963-)，男，广东轻工职业技术学院校办厂厂长，工程师，研究方向：MC尼龙轴瓦项目技术研制开发、加工、生产等；E-mail: 1587477201@qq.com

收稿日期：2015-12-30；修回日期：2016-02-01

中图分类号：TS247

文献标识码：B

文章编号：1005-9695(2016)01-0037-05

引文格式：陈德望，陈疆，张仁杰，等. MC尼龙轴瓦在甘蔗糖厂φ1000×2000大型压榨机上的应用[J]. 甘蔗糖业，2016(1)：37-41.